上跨铁路转体桥T构桥面铺装质量控制方法

发表时间:2021/4/16   来源:《建筑实践》2021年第2期   作者:张志强
[导读] 随着我国交通网的逐步完善,公路与铁路交叉施工占比逐渐增加。
        张志强
        中铁六局集团路桥建设有限公司

        摘  要:随着我国交通网的逐步完善,公路与铁路交叉施工占比逐渐增加。转体桥施工作为上跨运营铁路线路施工的主要形式,该桥面铺装质量控制方法既能在狭窄的既有线施工区域内控制质量,又能保证运营线路的安全。因此转体桥桥面铺装施工作为成桥质量控制的关键点。
        转体桥T构桥面铺装施工时,出现最多的施工缺陷就是桥面铺装层浇筑完成后表面出现不均匀裂缝,影响转体桥T构桥面铺装整体质量的因素较多,主要因素为混凝土振捣质量差、铺设钢筋网片保护层不均匀、混凝土收面质量不满足要求,混凝土养护不到位和假缝切割不及时等。传统施工工艺钢筋网片铺设未设置定位架立钢筋,且在混凝土浇筑时未采用泵车浇筑,转体桥成桥后混凝土采用自卸的方式进行浇筑,导致钢筋网片发生位移,产生钢筋保护层不均匀的现象;浇筑铺装层采用传统的三滚轴及振捣棒等简单施工机械,不具备振捣功能,因此振捣质量较差;混凝土浇筑完成后,收面工作不及时,导致混凝土表面密实度不均匀,产生不均匀裂缝;同时混凝土养护时间未达到要求及未根据现场实际工况设置假缝均容易导致桥面铺装混凝土表面不均匀开裂;桥面铺装施工不达标产生的病害影响桥梁整体成桥质量,导致施工成本不可控,施工效率下降。
        为了提高桥面铺装施工质量,避免铺装层出现裂缝等病害,在上跨铁路转体桥桥面铺装施工中,从桥面清理、铺装层钢筋网片保护层控制、混凝土振捣、收面、养护、切缝等方面进行了深入研究,总结形成了解决转体桥T构桥面铺装在桥梁成桥后施工,导致桥面铺装表面产生不均匀开裂的施工工法,该施工工法在后续施工工程中得以应用。
        关键词:转体桥  桥面铺装  施工方法  
        引  言:针对上跨铁路转体桥桥面铺装转体前后质量控制问题,参考类似文献及施工方案,依托于本公司实体项目,分析转体桥转体前后桥面铺装施工效果,分析质量控制方向,并采取了一系列的针对性的施工方法,达到了一定效果,保证转体桥的桥面铺装质量和成桥质量。
1、工艺原理
        本工法适应于在转体桥转体前通过防撞护栏上设置控制线的方法来控制标准带的平整度和标高,桥面清洗配置了高压水枪冲洗,确保桥面干净新旧混凝土有效连接;桥面铺装钢筋网片保护层控制采用架立支撑筋“梅花型”布置对钢筋网片进行支撑固定,使钢筋网片真正意义上起到防裂作用;在T构弯矩较大的地方设置后浇段,保证了桥面铺装的整体性,减小了T构因张拉对桥面铺装的影响;为了确保铺装层混凝土振捣密实,在整平机上增加了附着式振捣器,同时混凝土布料过程中人工采用振捣棒配合振捣,浇筑时间避开高温时段;收面采用了人工用抹子配合磨光机进行不少于2次收面,确保铺装层混凝土表面平整和密实,浇筑完成后及时采用了土工布覆盖养生和进行刻纹、假缝切割,避免铺装层表面出现不规则裂纹,通过采取以上施工措施有效的避免了桥面铺装表面出现裂纹,同时铺装层表面平整度得到了有效保证,确保了桥面铺装的实体和外观质量。
2、施工工艺流程及操作要点
2.1施工工艺流程
        测量放样→凿除浮渣、清洗桥面→安装泄水孔→标准带施工→中部钢筋网片铺设→后浇带预留→浇筑桥面混凝土→收面→覆盖养生→刻纹、拉毛→切割假缝。
2.2操作要点
        2.2.1测量放样
        在转体桥T构完成梁体节段张拉后,先将平面控制点和高程控制点引测到转体桥主墩墩顶中心线上。首先用全站仪在防撞护栏两侧每5m放出桥梁的桩号,然后用水准仪放出每个桩号对应的设计桥面铺装高程,并做好标记,最后根据标记点用墨斗在防撞墙内侧弹出两道墨线,一道墨线为桥面铺装的设计高度,另一道墨线比桥面铺装设计高度高出1cm,在标准带混凝土收面时作为控制标高的参考线。(标高线被混凝土覆盖时,可根据参考线来控制标准带的收面高度)
        2.2.2清理梁体顶面浮渣
        转体桥T构桥面铺装准备施工阶段,将T构梁体顶面混凝土浮浆及松散结构清理干净。首先人工用扫帚将顶面浮渣粗略清理一遍,然后用大功率吹风机吹干净并用高压水冲洗施工部位,局部残留的混凝土人工凿除干净,做到无土尘、梁顶浮浆及松散结构清理干净,保证梁体混凝土及辛教主桥面铺装混凝土之间的有效连接。
        2.2.3安装泄水孔
        在安装泄水孔前,首先要清除干净预留泄水孔内的杂物,然后根据防撞墙内侧打出的铺装层设计高度墨线来控制泄水管顶面安装高度,泄水孔的位置要安装准确、牢固,并确保泄水孔竖向垂直和顶面水平,桥面铺装层浇筑完成后,要及时清理泄水孔内的残留混凝土,确保泄水孔内干净。
        2.2.4标准带施工
        (1)桥面铺装架构层中一般使用冷轧带肋钢筋网片作为受力钢筋,在标准带用电钻钻孔,孔深4-5cm,然后将直径Φ12以上的钢筋头楔入,并在设计标高下降涉及保护层位置水平方向焊接一根通长钢筋形成架立钢筋,纵向间距1m,或者利用钢筋废料加工成“7”字形弯钩作为架立筋植入到面板,外露部分为6cm,然后将钢筋网片铺上,与架立钢筋之间点焊,确保网片保护层的符合要求。
        (2)钢筋网片铺设牢固后,在距离防撞墙内侧50cm处,间距每5m的位置,用电锤在梁上钻孔,打入钢筋,钢筋顶面即为桥面设计高程,然后沿钢筋的侧面焊接Φ12钢筋,并将钢筋与打入钢筋头连接牢固,钢筋顶面高度与钢筋头顶面相同,用Φ12钢筋控制标准带的顶面标高,在浇筑混凝土前,用定制梳齿板作为堵头模板,以防浇筑混凝土时漏浆,标准带外露搭接钢筋网片长度不小于20cm。
        (3)桥面铺装结构混凝土施工前,将标准带预浇筑部分梁体顶面洒水湿润,但不得有积水,且在防撞护栏内侧表面贴塑料薄膜保护,避免浇筑标准带时污染防撞护栏混凝土表面,浇筑混凝土完成检测后直接浇筑至标准带内,预浇筑标准带宽50cm,采用30cm振捣器进行振捣作业后,首先用木抹子将顶面粗略收平,混凝土表面初凝后及时进行第二次压光收面,最后待混凝土终凝后用刻纹机进行刻纹拉毛,浇筑混凝土时严格按照设计标高要求进行。桥面铺装标准带是手续施工机械的运行基准面,标准带的施工合格率及钢筋网片保护层厚度控制质量直接影响手续工序的施工质量,因此施工时要确保桥面铺装标准带的平整度、坡度、钢筋网片保护层厚度符合要求。
        2.2.5中部钢筋网片铺设
        (1)当T构梁体顶面清理干净后,开始铺设受力钢筋网片,在铺设钢筋网之前,先在桥面上用红油漆布设架立筋点位,点位呈2.5m×2.5m梅花式布设,在点位处用钻机钻孔,孔深4-5cm,并在设计标高下降涉及保护层位置水平方向焊接一根通长钢筋形成架立钢筋,纵向间距1m,或者利用钢筋废料加工成“7”字形弯钩作为架立筋植入到面板,将预铺钢筋网片铺设在架立钢筋上,与架立钢筋相接的部位进行点焊,确保钢筋网片在施工过程中不发生位移,从而保证了钢筋网片的保护层厚度,网片之间搭接长度不小于20cm,搭接处用扎丝绑扎牢固,钢筋网片保护层偏大,偏小容易造成铺装层开裂,因此钢筋网片必须采用架立支撑筋进行准确定位。
        (2)钢筋网片搭接部位网片重叠,无形中抬高了网片的高度,这也是影响网片保护层合格率的重要因素,因此在铺网片之前,先将横纵向两边搭接处网片分别取掉两根网片钢筋,等网片铺完以后,将相邻接头采用搭接焊接,然后再将取掉的钢筋点焊在网片上,从而避免了搭接处保护层过高的现象。
        2.2.6后浇带预留
        在浇筑桥面铺装之前,在转体桥T构节段接缝处预留1m-2m左右的后浇带,减小因T构张拉因张拉产生的上挠和拆架产生的下完对桥面铺装的影响,使之在浇筑前和浇筑后减小应力集中产生的裂缝。后浇带在完成转体T构后浇段张拉施工后进行施工,从而减小了应力体系转变产生的影响。
        2.2.7混凝土浇筑
        桥面铺装混凝土采用搅拌站集中拌合,混凝土罐车运输,泵车布料,在浇筑铺装混凝土之前,应对梁顶面进行润湿,但不得有积水,混凝土应连续浇筑,且应从底处向高处方向进行,人工局部布料、摊铺,应配合振捣棒进行振捣,然后用整平机振动梁沿标准带全幅整平,整平机带有附着式振捣器,确保混凝土振捣密实,为了保证铺装层的平整度,整平机操作时,应设专人控制振动梁行驶速度,及时跟进铲料和填料,一般铺装层摊铺厚度比整平机滚筒略高出2-3cm,保证桥面铺装层饱满、密实。整平机行走后应及时检查铺装层的平整度,如有不平整现象用铝合金刮杠进行再次找平。
        桥面铺装混凝土浇筑振捣作为关键工序,工序施工质量不达标容易造成表面开裂,因此整平机必须配有振捣器,且布料时,配合振捣棒进行振捣,为保证桥面铺装混凝土的施工质量,选择施工当天气温最低的时段进行施工。
        2.2.8收面
        待铺装层混凝土快初凝时,开始进行收面,桥面铺装至少要进行两次收面,第一次抹面:在整平机行驶过程中,施工人员应在整平机上采用木抹进行第一次收面,首次抹面应将已浇筑混凝土面上的浮浆清理,且施工人员用金属刮杠进行精平,第二次抹面:混凝土初凝之前,采用机械磨光机进行磨光收面,施工人员用金属抹具对新旧混凝土接触部位进行处理,保证浇筑混凝土的浇筑质量符合要求。
        2.2.9覆盖养生
        桥面铺装混凝土完成收面工序后,立即用蓄水土工布覆盖,桥面上设置水箱,采用洒水车将水箱装满,并随时对桥面进行洒水保证土工布表面湿润,保证在养生期内混凝土表面处于湿润状态,养生时间大于7天。
        2.2.10刻纹、拉毛
        待混凝土达到一定强度后,开始进行刻纹、拉毛处理,混凝土表面刻纹、拉毛采用机械刻纹,为保证预刻纹线顺直,采用挂设标准线的方法,铺装层刻纹时间要控制好,以收面工序后12个小时内为宜,刻纹深度控制在3-5mm范围之内,刻纹方向按照横坡方向进行刻纹。
        2.2.11切割假缝
        为预防桥面铺装混凝土不规则裂缝的产生,影响桥面使用寿命,桥面铺装全部混凝土浇筑、收面工序及假缝切割工序应及时完成,横纵桥向均应设置,位置应恰当,一般设置在墩顶、节点连接处和跨中处设置横向假缝,沿结构中线纵向设置假缝,假缝深度宜控制在1cm-1.5cm,为确保切割假缝线型顺直,在切割前,技术人员提前采用墨线弹出假缝的位置,然后采用混凝土切割机沿着弹出的墨线进行切割,及时清理切割杂物,以免桥面铺装结构层的整洁。
3、质量控制
3.1质量控制标准
        3.1.1质量控制标准
        施工之前组织管理人员、施工作业队及既有线防护人员召开施工技术交底会,明确施工工艺、制定施工标准;严格执行“首件验收和三检制度”对每一道施工工序严把质量关,不合格的坚决不得进入下道工序。

3.2质量保证措施
        桥面铺装主要从清理桥面,网片铺设保护层控制,混凝土浇筑、振捣,整平收面、刻纹拉毛,混凝土养生,假缝切割八个方面控制。
        (1)梁板顶面的浮浆和杂物必须凿除,先用大功率吹风机清理,然后再用高压水冲洗,确保了桥面铺装和梁体顶面的有效连接。
        (2)钢筋网片铺设要保证网片的搭接长度、保护层厚度,网片要与梁顶预埋钢筋进行点焊连接,且保证在浇筑混凝土之前不被碾压,钢筋网片保护层采用架立支撑筋进行支垫,确保保护层满足设计要求。
        (3)标准带是大面积桥面铺装的行走轨道,因此标准带的平整度直接影响后续桥面铺装的整体平整度,因此在浇筑标准带混凝土时,必须确保标准带的平整度。
        (4)桥面铺装混凝土作为桥面铺装质量的控制重点,桥面铺装混凝土塌落度一般控制在16cm-18cm之间,为防止铺装层开裂,须严格控制铺装层混凝土水胶比,水胶比不得大于0.36。
        (5)桥面铺装振捣要密实,确保混凝土表面浮浆排出,混凝土浇筑过程时需用人工振捣棒配合整平机械进行振捣。
        (6)桥面铺装采用了带有附着式振捣器的整平机,从使用的效果来看,起到了很好的大面整平作用,桥面铺装收面不少于2次,首先在整平机行走过程中人工用木抹子进行提浆收面,粗略收平,然后用磨光机进行压光收面,确保铺装层表面平整,密实。
        (7)收面完成后及时用土工布覆盖洒水养生,安排专人负责养生,确保桥面铺装结构表面始保持湿润,养生时间不少于7天。
        (8)待混凝土达到一定强度后,开始进行刻纹、拉毛处理,桥面铺装刻纹、拉毛采用专用刻纹机,为确保刻纹线型顺直,采用挂设标准线的方法,铺装层刻纹时间要控制好,以收面工序后12个小时内为宜,刻纹深度控制在3-5mm范围之内,刻纹方向按照横坡方向进行刻纹。
        (9)桥面铺装钢筋网片安装后,严禁任何车辆碾压焊网,铺装层完成后禁止小型车辆行驶,大车及其他设备严禁碾压铺装层。
        (10)根据地区气温及气候的特点,建议桥面铺装前务必关注天气预报,大风天气不要去抢桥面铺装,而且桥面施工一般下午6点至第二天早上8点当天气温最低时段施工为宜。
4、总结
        通过在桥面铺装施工之前对各道施工工序进行深入研究讨论,且在施工过程中对存在的问题不断总结分析,最终形成了解决以往施工时桥面铺装顶面平整度不符合要求,表面易出现开裂现象,顶面刻纹、拉毛及假缝切割不规范导致外观缺陷的施工工法。采用本方法转体桥T构施工桥面铺装,施工质量有保证,节约了施工劳动力投入,降低了作业人员劳动强度,缩减了工序时间,加快了施工进度,减小了上跨既有铁路的施工风险,较以往的施工方法工效提高1倍以上,节约施工劳动力40%,从而使经济效益明显提高,同时采用本施工工法避免了桥面铺装出现表面开裂及平整度不满足要求的质量缺陷造成返工处理带来的经济损失,为后续转体桥T构及悬浇梁桥面铺装施工提供了借鉴,有广阔的推广应用前景。
        参考文献:
        [1]《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2020)
        [2]《公路工程质量检验评定标准》(JTG/T F80/1-2017)
        [3]《公路水泥混凝土路面施工技术细则》(JTG/T F30-2014)
        [4]《高速公路施工标准化技术指南》桥梁工程
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