高速铁路桥梁施工方法及工艺_高速铁路桥梁施工方法及工艺感受2000字

摘 要：以实际工程为例，首先介绍了工程概况，并阐述了大体积混凝土施工特点和材料要求。然后重点介绍了路桥基础大体积混凝土施工技术的应用。最后针对混凝土质量缺陷提出了具体的质量管理措施，望能为同类工程提供参考。

关键词：高速公路;桥梁基础;大体积混凝土;施工技术;质量管理;

作者简介：凌征富（1991—），男，云南昭通人，工程师，从事道路桥梁施工工作。;

以实际工程为例，在该路桥工程中，基础和承台等部位均是大体积混凝土，对于该工程施工的要求主要是达到设计要求的质量标准和尽量降低施工成本。考虑到路桥工程所处的环境条件差，施工中的影响因素多，只有加强施工技术管理，才能实现预期管控目标。以下结合任河特大桥工程，对路桥基础大体积混凝土施工具体情况进行探讨。

重庆城口（陕渝界）至开州高速公路，是国家高速公路网银川至百色国家高速公路（G69）中的渝境北段中的一段，也是重庆市高速公路网“三环、十二射、七联线”中的第八射重庆至安康（沿江路）中的一段。本项目起自城口（陕渝界），与陕西省拟建的安康至岚皋（陕渝界）高速公路相接，北上通向西安；止于开州区，通过已建的开州至万州高速公路到达万州港。

该高速公路中有多座桥梁工程：任河特大桥、沱溪河大桥、A匝道1#桥和2#桥、B匝道桥、C匝道桥、D匝道桥、L匝道4#桥和5#桥，共计54个墩台号。以任河特大桥为例，左幅桥型布置为（3×40)m+(3×40)m+(3×40) m+(4×40) m+(2×30) m+(2×30) m+(4×40)m+(95+180+95) m+(2×40) m，桥梁总长1 250m；右幅桥型布置为（4×40) m+(3×40) m+(3×40) m+(3×40) m+(4×30) m+(4×40) m+(95+180+95) m+(2×40) m，桥梁总长1 250m。主桥位于直线段，引桥位于城口互通立交；主桥采用连续刚构，引桥采用40m及30m预制T梁结构。桥台为重力式U形肋板式桥台、扩大桩基础，桥墩为柱式墩、空心墩、桩基础。全桥共有31个承台，规格最大为主墩承台，尺寸为13.6×13.6×5m，混凝土设计用量为924.8m3，设计混凝土强度等级为C40。

该桥梁大体积混凝土的施工特点有：①混凝土的尺寸和体积大，配筋密集，对质量提出较高要求。②混凝土的强度等级为C40，由于水泥用量大，在水化热和收缩作用下易导致结构开裂，必须优化设计混凝土的配合比。③因混凝土结构内外温差，温度应力易引起裂缝，必须解决水化热问题，控制混凝土体积变化，避免出现裂缝问题[2]。④为满足混凝土施工需求，本工程采用自建的拌和站生产混凝土，混凝土质量易于控制，需要经过严格的配合比设计及外加剂、掺和料的检验。

为满足施工质量要求，原材料选择时要注意：①水泥以硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥优先，要求含碱量低、水化热低、凝结时间长、品质稳定。②粗骨料要求级配良好，含泥量达标，能满足泵送要求，以5～25mm的连续级配碎石为宜，以控制混凝土收缩变形。③细骨料以中砂优先，相比于细砂能减少水和水泥用量，含泥量小于0.2%，不能含有杂质。④外加剂主要是缓凝剂、减水剂等，使用时按照《混凝土外加剂应用技术规范》要求控制。⑤保证混凝土强度、坍落度的条件下，适当增加掺合料、骨料的用量，以减少水泥用量，更好地控制水化热，改善混凝土的和易性。⑥混凝土出罐温度不高于25℃，初凝时间为6h。⑦混凝土配合比设计：坍落度大于160mm，水灰比在0.4～0.5之间，砂率40%左右，对混凝土配合比试配后，最后得出优化配合比。

该大桥承台需要一次性施工完毕，施工中应注意大体积混凝土温度控制。钢筋在钢筋场下料，由平板车运输至施工地点，人工配合吊车绑扎安装成型；模板采用大块钢模板；混凝土采用罐车运输至工点，采用卧泵泵送或泵车泵送入模；大体积承台混凝土温控措施采用循环冷却水管，冷却水管的安装按设计要求进行布设。根据计算结果布置冷却水管道数量及冷却水流量，施工时根据温度监控进行冷却水流量调整，以保证承台表里温差不大于25℃，浇筑体表面与大气温差不大于20℃，混凝土防裂安全系数不小于1.15。施工工艺流程见图1。

图1 承台大体积混凝土施工工艺流程 下载原图

(1）利用控制点、加密点对承台进行放样，放出边线和中线，作为钢筋绑扎、模板安装的控制依据。

(2）基坑开挖以挖掘机为主，光面爆破和人工开挖为辅。本工程放坡开挖，采取支挡防护措施；严格控制底部标高，避免超挖；开挖后设置明显的标识，防止发生安全事故。

(3）桩头破除使用风镐，从上到下逐层破除，直至设计桩顶标高；对顶面凿毛处理后，浇筑混凝土接桩，以提高新旧混凝土的黏结性。

(4）隐蔽工程检查，内容包括：①基底平面位置、尺寸、标高和设计图纸相符；②桩身钢筋长度和设计要求相符；③基坑开挖坡壁稳定情况、基底排水措施均要满足施工要求[3]。

钢筋制作安装时，钢筋原材料进厂检验，合格后分批分类堆放；钢筋加工、连接、绑扎、安装均严格执行规范要求。以任河特大桥主墩承台为例，在垫层混凝土达到2.5MPa以后方可进行钢筋安装，首先安装底层钢筋，底层钢筋安装完成后，采用∠63角钢制作成劲性骨架，横纵向均匀布设5排，增加承台整体稳定性，劲性骨架安装完成后安装顶面钢筋、侧面及内部架立筋，冷却水管同步安装，逐步完成承台钢筋安装工作。

本项目承台最高为5m，为方便下料和振捣承台底部混凝土，其顶部横桥向、纵桥向每隔3.5m预留人孔，作为泵车软管下料口，见图2。人孔尺寸为1.2m×1.2m，待承台浇到3.5m厚度时，补焊人孔处钢筋。

图2 人孔预留位置示意图（单位：cm) 下载原图

钢筋安装完成后，严格执行三级质检程序，检查内容见表1，经监理验收合格后，方可进行下道工序施工。

表1 钢筋安装实测项目 下载原图

本项目承台根据结构形式不同，分为5m承台、3m承台、2.5m承台三类。每个类型选择结构尺寸具有代表性的承台进行水化热分析，根据设计图纸布置冷却管，并开展密水检查，保证管道通水畅通。另外，为防止冷却管堵塞，本标段承台布设冷却管时，每层均设置单独的进出口。

承台混凝土浇筑及养生过程中，开启循环冷却管，水泵抽水循环冷却，施工现场配备了足够的抽水设备及电源，以保证冷却水供应。管内水流速不小于0.7m/s,1～7d内管内流量采用2～3m3/h，水化热计算采用流量2.5m3/h。循环冷却工作在混凝土浇筑及养生过程中连续进行，采用冷却水的出水淋洒承台表面，以减小混凝土内外温差，承台内外表面温度差不高于25oC，直至承台混凝土内外温度趋于稳定为止。冷却工作完毕后，对冷却管压注水泥砂浆，截除高出承台顶的冷却管。

墩柱钢筋安装时，依然要按照规范要求施工，注意事项如下：

(1）预埋墩身钢筋时，检测垂直度满足设计要求。

(2）预埋主筋如果需要接长，要求相邻的主筋长短错位，长短间距不低于1m；同一排接头位于同一个水平面，在丝口设置保护套[4]。

(3）竖向主筋预埋前，标记准确位置，定位焊接点位圈钢筋。

(4）浇筑混凝土，委派专人检查钢筋预埋情况，看位置有无移动，看固定是否牢靠，对异常情况进行复位并固定。

该项目模板采用专业厂家生产加工的整体大块定型钢模板，以保证结构外表的平整和美观。承台浇筑高度最大为5m，模板拼装尺寸为1.5m×4.6m，为了适应不同承台施工需求，模板标准单位尺寸分为三种：第一种是2.5m×2.5m；第二种是1.5m×2m；第三种是1m×2m。模板入场后，报质检部及监理工程师进行验收，确保模板的平整度、刚度、尺寸、结构形式、拼接错台等满足要求后方可使用。

(1）承台钢筋绑扎完成后，即可安装模板，遵循先远后近、不挡吊装视线的原则。板块之间的接缝，使用5mm厚、30mm宽的双面胶带进行密封处理，保证模板不漏浆。安装就位后，使用全站仪复核平面位置和高程，保证模板准确就位。

(2）浇筑混凝土后，当强度达到2.5MPa可拆模，注意保护混凝土成品，对缺陷部位及时修补。拆模遵循先安后拆的原则，横向顺序为：先拆除距离吊机最近的模板，后拆除距离吊机远的模板。

(3）模板安拆时注意事项如下：①安装前清理模板表面，均匀涂刷脱模剂。②使用PVC管作为模板拉杆，拆模后切除，灌浆后进行打磨，保证拉杆孔平滑美观。③施工中对安全通道加强管理。④严格按照施工顺序施工，做好安全防护措施。⑤吊装操作手要持证上岗，现场专人指挥，不得违规起吊。

混凝土浇筑环节，为满足施工连续性，本项目配置2个HZS120拌和机、10个水泥罐、1辆装载机、10辆罐车，保证混凝土能够及时、连续浇筑。横向水平分层浇筑，每层厚度控制在30cm；左右相互交替连续浇筑，直至所有混凝土浇筑完毕；每层混凝土浇筑后及时振捣，遵循快插慢拔的原则，直至混凝土停止下沉，不再冒出气泡，表面平坦。浇筑完成后，用双层土工布覆盖，进行保温保湿养护，时间为2周。使用冷却水管蓄水养护，混凝土脱模前保持模板湿润，减少混凝土的收缩变形[5]。

大体积混凝土出现裂缝，是一种常见的质量缺陷，分析原因主要有三个：

(1）水泥产生水化热，混凝土内部的热量无法及时散发，导致内外温差变大。

(2）外界气温变化，如果遇到气温骤降的情况，会增加内外层混凝土的温差，出现温度应力。

(3）混凝土收缩，混凝土在凝固过程中，80%的水分会蒸发，从而导致混凝土体积收缩。

为保证大体积混凝土施工质量，从配合比设计、原材料质量、现场施工等方面进行控制。重点管理内容有两个：

为保证混凝土外观质量，从施工前、施工中两个环节进行控制，通过测量检查，精准控制技术参数，见表2。

表2 大体积混凝土实测项目 下载原图

①选用普通硅酸盐水泥，掺用粉煤灰及外加剂来降低水泥水化热。②采取夜间浇筑方式，并对混凝土原材料进行预冷降温处理，将浇筑温度控制在30℃左右。③在大体积结构物的关键位置，提前埋设温度监控管道，设置水平冷却管，进行24h温度监测。④在混凝土养生阶段，采用双层麻袋片浇水的保温措施，在模板内蓄水，进行测温记录等。

综上所述，大体积混凝土容易出现外观和质量缺陷，例如孔洞、露筋、裂缝等。本文结合路桥承台项目，总结了大体积混凝土的施工技术要点，阐述了质量控制措施。希望通过本文的分析，能够为现场施工管理提供参考。

[1] 梁育齐.高速公路桥基础大体积混凝土施工的质量控制探讨[J].城市建设理论研究（电子版），2014(32):1931.

[2] 李灿红.高速公路桥面铺装工程中热压式沥青混凝土的应用研究[J].建筑与装饰，2021(2):80.

[3] 万团.公路桥梁混凝土施工温控和裂缝防治解析[J].环球市场，2016(16):235,268.

[4] 余军，周建海，程正刚.公路桥梁混凝土施工常见问题分析与对策[J].交通世界，2013(6):197-198.

[5] 薛瑞.浅谈桥梁基础大体积混凝土施工技术[J].商品与质量，2016(5):245.

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