跨湾大桥混凝土浇筑施工技术探讨

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摘要：以某跨湾连接线大桥75m单箱双室大跨径箱梁预制为例，着重对预制箱梁混凝土浇筑工艺及振捣方法进行论述,通过改进浇筑工艺，可明显提高箱梁预制效率，确保工程实体质量，为后续类似工程提供宝贵的经验。

关键词：跨湾大桥；大跨径箱梁；预制混凝土；浇筑预制箱梁

混凝土质量优劣将决定整个桥梁工程的质量，影响箱梁预制的因素有：原材料的质量、混凝土浇筑工艺、振捣方法及混凝土养护、操作工人的责任心等；由于设计箱梁的跨度大、钢筋及波纹管密布、混凝土厚度薄、标准要求高，稍有不慎会出现质量缺陷。将影响到的桥梁耐久性，为了确保桥梁120年的设计使用寿命，控制好75m预应力混凝土箱梁的混凝土浇筑质量意义十分重大。

1工程概况

某跨湾连接线主桥全长1.8km，是横跨某海湾的高架桥，附带自行车道和行人道的双程双线分隔车道，连接该海湾的东岸及西岸。主桥主跨采用跨径200m的外飘式蝴蝶钢拱桥，边跨采用跨径46.3~75m的预应力混凝土箱梁，主桥桥面宽34.3m。我公司主要承担主桥边跨18榀46.3~75m长的预应力混凝土箱梁预制，其中单箱双室6片（W5-W2），单箱单室12片（E2-E7-EA），且箱梁为曲线变截面箱梁，在国内桥梁建设史上比较罕见，采用英国标准，质量要求高。如何预制好箱梁将对我们是一大考验。单箱双室箱梁（W5-W2）为喇叭口变截面形状，最大跨度75m，顶板宽度20.5m，厚度0.38m；底板宽度11.5m，厚度0.4m；腹板和中隔板厚度为0.6m；箱梁在SOL控制线的高度为3.857m，桥面沿着SOL控制线向两侧形成2.5%的双向坡。单片箱梁混凝土最大方量1195m3，最大重量2988t，混凝土强度等级为C60。梁体混凝土浇筑顺序为从一端向另一端推进，采用“纵向分段，水平分层，左右对称”的浇筑方法，梁体混凝土一次性连续浇筑完成。

2混凝土施工工艺流程及混凝土搅拌、运输、布料方式

2.1混凝土施工工艺流程。原材料检测➝施工配合比试验➝混凝土拌和及运输➝浇筑底板混凝土➝底板及腹板交接处混凝土浇筑➝分层浇筑腹板混凝土➝浇筑顶板混凝土➝顶板抹面➝箱梁混凝土养护。2.2选用材料及配合比的确定。根据业主要求，箱梁混凝土要求采用机制砂，箱梁C60混凝土1m3理论配合比材料用量如表1所示。2.3箱梁混凝土的拌合。混凝土配合比的初凝时间控制在约10h，终凝时间在20h之内，设计要求箱梁混凝土性能应满足28d强度达74MPa，坍落度满足200±40mm。混凝土由预制场自拌站集中供应，配置2台150m3/h强制式混凝2台150m3/h强制式混凝土搅拌机，1h可生产60~80m3，单片箱梁最大混凝土量约为1195m3，可确保16~20h内完成混凝土浇筑。2.4箱梁混凝土运输方式及布料方式。拌合站距离生产区约260m，配置8台10m3混凝土搅拌车混凝土运输车，以满足泵送要求，单台泵车的混凝土浇筑速度约30m3/h，4台泵车分布在箱梁的两侧，2台负责浇筑顶板，2台负责浇筑底板及腹板，每台泵车需配置2台搅拌车以满足现场生产需要。泵车的布置如图1所示。

3箱梁混凝土的浇筑顺序及浇筑方法

3.1箱梁混凝土横断面浇筑顺序。箱梁分12层浇筑完成，分层浇筑厚度按每层30cm控制。新旧浇筑混凝土间隔时间控制在2h以内，坡度按1∶10控制，推进步距为6m。⑴箱梁平面浇筑方向浇筑顺序：从箱梁一端向另一端逐渐推进浇筑，斜向分台阶，水平分层、左右两箱室对称推进。⑵箱梁横断面方向浇筑顺序：首先左右对称浇筑底板中间部分、然后同时浇筑左、中、右底腹板根部倒角位置、再分层浇筑腹板根部以上至顶板与腹板交接处，最后浇筑顶板部分；箱梁分层浇筑横断面如图2所示。⑶纵向施工顺序：纵向分段，阶梯状分层浇筑，坡度按1∶10控制，推进步距为6m，每层厚度30cm，为了防止端部3m范围内翻浆过快，影响混凝土的浇筑质量，在箱梁端部约3m长改为水平分层浇筑。3.2箱梁混凝土浇筑方法。先左右对称浇筑底板中间部分2.1m宽，在顶板底模每隔3m预留的浇筑卸料孔下料。再浇筑腹板与底板倒角处，最后浇筑腹板，考虑到腹板位置的卸料过高，在绑扎钢筋时腹板顶部每隔3m预留一个卸料孔，卸料时将泵车软管伸入到腹板内，确保卸料高度不超过2.7m，低速缓慢卸料，减少混凝土对模板的冲击。箱梁分层浇筑约30cm/层，为了防止倒角过多翻浆，第一层和第二层间隔时间约1.5h，此时下层混凝土流动性以降低，且需在倒角处设置压浆板，第一层混凝土浇筑厚度30~40cm；即第一次将倒角混凝土浇筑完毕，倒角处混凝土翻浆宽度30~50cm；当第二、三层混凝土浇筑时，可有效控制倒角处翻浆，且倒角处气泡小而少，密实度得到保证。⑴分层厚度及纵向分段长度控制：分层厚度采用测杆测量，测杆上每300mm作一标记。纵向分段长度通过侧模上的控制点进行控制。⑵顶板高度及坡度控制：根据箱梁顶板标高及坡度，横向每4m设置断面出坡度最高控制点，纵向铺设30mm高的方钢导向轨，横向间距小于3m。使用水准仪校校核导向轨的顶部标高，将导向轨与顶板钢筋绑扎定位牢固。顶板混凝土浇筑可根据导向轨的间距分块浇筑和振捣，分块拆除导向轨。⑶横隔墙及体外预应力偏转块浇筑方法：为了确保内模能够整体拆出，横隔墙及体外预应力偏转块混凝土采用二次浇筑，浇筑箱梁时，横隔墙及体外预应力偏转块其上方顶板（纵向长度50~70cm）预留。所有U型钢筋在施工缝位置均预留套筒。具体方法是：在木模板面上开50mm槽，将预留的钢筋丝牙用海绵条及塑料胶带包裹，封堵槽口其余空间，第一次浇筑完成，拆除木模板后，将制作成型的钢筋用套筒连接。内模拆除后，对横隔板、体外预应力偏转块周围充分凿毛，以增加混凝土的粘结力。3.3箱梁混凝土振捣。混凝土振捣采用进口高频混凝土插入式振捣棒-威克诺森IRSEN振捣密实。每台布料杆桥面配备6台进口高频插入式振动棒（3台f50棒，3台f30棒，其中1台f50棒和2台f30棒备用），2台平板拖，箱内配备6台插入式振动棒，（4台f30棒，2台备用）。振捣手5人（桥面3人，箱内2人），平板拖操作手2人。为了改善混凝土的振实效果，确保混凝土的外观质量，混凝土振捣采用进口高频插入式振捣器，一是增加液化作用，二是扩大振捣的有效作用范围，三是缩小振捣时间，防止混凝土产生离析现象。振动棒每一振点的移动间距一般不应超过其振捣半径的1.5倍；振捣深度不超过振动棒长度的2/3~3/4倍。分层浇筑其层与层之间，应当插入下层混凝土面深度不超过5~10cm为宜。同时，振动棒在振捣作业中不得碰撞侧模板、钢筋、波纹管及预埋件等。每一振点的振动时间不可过长或过短，过短则导致混凝土振捣不密实，过长则混凝土产生离析现象，一般情况下每一振点的振捣时间控制在20~30s为宜，最短振捣时间决不允许少于10s。3.4箱梁混凝土温控措施。⑴砂石料降温措施：砂石料存放在防嗮棚中，浇筑混凝土前2h采用喷雾降温，控制其温度低于30℃。⑵搅拌站罐体粉料降温措施：在罐体顶部安装自动喷雾系统，在浇筑混凝土前2h开启自动喷雾降温，控制温度低于40℃。⑶混凝土降温措施：搅拌混凝土时使用冷却水及加冰屑降温。3.5顶板混凝土抹面措施。顶板混凝土摊铺成型且振捣密实后，采用3m长铝合金水平尺沿着导向轨刮平混凝土表面，并使用木抹子进行普通光面处理，达到设计要求标准。收面在混凝土刮平后立即进行，控制表面平整度和横坡度，第二次收面在混凝土表面无水分且即将初凝时，避免混凝土表面因失水分而出现干缩裂缝。3.6箱梁混凝土养护箱梁混凝土浇筑完成后，在混凝土初凝后终凝前及时进行养护，确保混凝土表面湿润状态。在箱梁顶板及内腔底板上覆盖高分子养护膜进行养护，箱内采用洒水养护，腹板外侧及翼板下方表面采用喷淋系统喷淋养护。

4结语

综上所述，75m大跨径箱梁混凝土浇注工艺综合了以往海湾大桥60m箱梁预制场的成功经验；对混凝土浇筑的速度、混凝土振捣工艺、现场的管理水平等因数进行了总结和提升，并在施工中进行了改进和优化。采用进口高频插入式混凝土的振捣工艺，混凝土养护采用高分子保护膜和自然养护相结合的方法，基本满足75m箱梁混凝土施工工艺的要求。希望为今后类似的大跨径箱梁预制施工提供借鉴。

参考文献

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作者:苟号平 彭刚 单位:中交四航局第二工程有限公司