清水混凝土在桥梁施工中的应用研究

张卡，叶腾飞

（中交一航局第二工程有限公司，山东 青岛 266071）

1 引言

在桥梁工程施工阶段，清水混凝土的使用能够提升整体工程的美观性，同时保护工程周遭生态环境。清水混凝土充分展现了混凝土的自然和质朴之感，同时也体现了当下社会对绿色建筑工程理念的推崇，其作为新的艺术展现形式，未来必将广泛运用于我国桥梁工程建造中。基于此，研究清水混凝土在桥梁施工阶段的应用具有重要意义[1]。

2 工程概况

某桥梁工程，桥墩墩柱混凝土强度等级为C40，桥墩盖梁、支座垫石、挡块的混凝土强度等级为C50，墩柱、盖梁均采用普通清水混凝土，保证城市桥梁在视野范围内色彩一致，避免桥梁构件间出现过大色差，影响外观效果。桥梁上部结构采用24 联预应力混凝土连续箱梁，为满足现浇混凝土施工要求而需搭设大量的支架，因此支架搭设和张拉压浆工艺也为本工程的重难点工程。主线桥梁的钢混组合变截面连续梁共3 联，钢混组合简支小箱梁共7 跨，其中主线24#桥ZX84～ZX87 上部结构53 m+71 m+42 m 钢混组合变截面连续梁用钢量约为2 359.702 t，体量较大，工序相对复杂。

3 施工技术

3.1 脚手架的搭设

3.1.1 地基要求

模板支架地基根据地质情况，对原地基进行清理、整平、软基换填碎石，压路机碾压并夯实，无“弹簧”现象，特别是基坑要分层回填夯实。地基处理完成后进行承载力试验，确保承载力满足受力验算的要求 （200 kPa 以上），而后浇筑20 cm C15 混凝土垫层，支架直接立于混凝土垫层上。地基处理宽度比盖梁投影宽度宽l m 以上，地基四周设排水沟，严禁积水以免造成地基不均匀沉降[2]。

3.1.2 脚手架的搭设

墩身四周采用双排脚手架，四周闭合搭接，纵横向间距和横杆步距根据不同型号的花瓶墩柱施工荷载设计。脚手架搭建部位的地基应平整、坚实，在使用过程中不偏斜、倒塌。在脚手架的四个侧面设置剪力撑，提升架体的稳定性。在施工支架横杆上铺5 cm 木板，作为施工平台。在脚手架上搭设爬梯，支架四周及水平方向挂设安全防护网，提供安全的通道供员工上下通行。

盖梁施工采用盘扣式脚手架搭设满堂式支架系统，作为盖梁施工支撑体和施工平台，盘扣支架为定型支架，安装前检测底托标高，进行调节，使立杆受力均匀。首先测量垫层标高，根据实测数据计算立杆底面标高，调整4 个角标立杆使其具有平整性后，为了确保准确性，采用挂线的方法依次安装底托、立杆。

3.2 钢筋工程

1）墩台所采用的竖向钢筋以整根为主，根据实际需求可使用直螺纹套筒对其进行接长处理，确保钢筋接头在同一截面内错开布设，保障同一截面内受力主筋＜50%。工程钢筋采用箍筋绑扎形式，利用双面焊方法得到闭合环状的加劲箍筋，确保焊缝长度＞5d（d为钢筋直径），有墩间系梁的墩柱在钢筋制作时注意系梁钢筋位置。

2）钢筋下料后对机械连接的钢筋接头进行镦粗后再进行车丝，钢筋弯曲采用数控弯曲机进行加工，盖梁钢筋工程采用现场绑扎方式，钢筋在地面上放样，将主筋套筒连接或者焊接成型，并将箍筋绑扎完成，用吊车将盖梁钢筋吊装至盖梁底模板上。盖梁钢筋笼绑扎时，波纹管位置首先根据施工图纸用钢筋样架来放样，定位用井字形钢筋架定位，沿孔道纵向按40～60 cm 的间距依次设置，曲线段适当加密。

3.3 模板安装

3.3.1 墩柱模板安装

1） 在加工商处购置的墩柱模板需符合工程设计图纸对墩柱尺寸的要求，并确保准入制度基于标准化要求实施。采用5 mm+1 mm 厚度的不锈钢复合板材料作为墩柱模块的面板，并配置单节长为2.0 m 的平面与圆弧模板。此外，为满足工程实际需求，还配有短模块，长度为1.0 m、0.5 m。每节均使用两块模板组合拼接，利用螺栓固定拼接缝，以确保整体模板稳定性，需拧实其上法兰螺栓，保障其在吊运阶段不发生变形。

2）墩柱模板拼接：本工程中墩柱节段不超过3 节，依据墩柱高度将第一节段墩柱划分多段，以方便预拼，并使用吊车施行吊装；第二节段墩柱采用相同方式，预先查验墩柱模板的平整度与表面粗糙度、型号，将脱模剂涂抹其上，并在施工场地进行试拼检验合格后进行正式安装。为预防浇筑作业阶段发生浆液串漏，需在模板安装过程中于其节面内布置一道双面胶条，并控制模板错台不超过3 mm。待模板在施工场地预拼查验无误后即可进行整体吊装与安设工作，安装模板前需检验其模板地面平整度是否符合标准，若不符合标准，可通过高强砂浆调平。

3）校核与支撑稳定模块：待模块完成拼接后，进行3 根缆风绳的安装，缆风绳材质为钢丝绳，上端固定模板，下端固定在地面上的锚定块上，锚定块中预埋钢筋选用直径≥28 mm的圆钢制备，缆风绳上均安设有手拉葫芦用作调节模板整体垂直度与紧实缆风绳。模板首先选用吊锤球法进行初步调节，随后采用全站仪定位实现精确放样，控制缆风绳上手拉葫芦，精准调节模板使其保持垂直。

4）墩间系梁安设模板：此类模板安设通常在施工平台搭建完毕后，就地进行拼装；使用定型组合钢模板作为墩间系梁模板材料，墩间系梁混凝土浇筑作业需在模板安设完毕且查验通过后进行[3]。

3.3.2 盖梁模板安装

完成了支架体系后，进行精确的测量放样，将必要的中心轴线、标高引至上面，弹线标记，然后进行底模铺设。盖梁底模板采用不锈组合钢模板，模板安装前对模板进行打磨、清理杂物，保持模板清洁、平滑，涂刷合格建筑脱模剂。底模背楞横、纵桥向布设方木，底板处首先纵桥向放置12 cm×12 cm 截面的方木。底模板选用定型不锈钢组合钢模，在铺设时应控制好边线位置，模板拼缝要求严密，在拼缝处用硅胶填嵌密实，避免漏浆，相邻板高差控制在1 mm，平整度≤2 mm。模、底模与端模交接处贴海棉条并打磨光滑，以防止漏浆，模板的拼装与安装均使用吊车配合进行。

盖梁侧模、端模采用上下两侧对拉工艺，材料均为定型钢板。对拉螺栓孔分别位于盖梁的上、下方不进入盖梁混凝土内，对拉螺杆采用φ 16 mm 的精轧螺纹钢，端部采用5 cm×5 cm 钢板衬垫。模板加固后，检测其轴线、高程、垂直度，根据实测结果进行纠偏。支架搭设成型后，需检验支架的位置和稳定性。对支架预压，预压加载量取盖梁恒重的1.2 倍，消除支架的塑性变形，测量支架的弹性变形，使支架保持稳定。

3.4 混凝土浇筑

3.4.1 墩柱混凝土浇筑

墩柱施工采用的是强度等级为C40 的清水混凝土，每层厚度为30～50 cm，分为多层，用汽车泵逐层泵送入模。

墩柱钢筋密集分布，墩柱的浇筑高度较大且需一次成型，受施工条件的限制，无法通过串筒和溜槽向墩身底部泵送混凝土，为解决该技术难题，在输送管端部接直径为100 mm 的金属铁管，长度可控，根据混凝土泵送要求接长或拆卸，以满足不同部位的混凝土泵送要求。通过汽车输送泵浇筑混凝土时，施工人员只能站在墩顶，因此靠振动泵自身长度下放至混凝土面进行振捣，刚开始振捣时由于受上部密集钢筋影响，底部振捣空间有限，振捣难度加大，因此需放缓混凝土泵送速度，可在一侧墩柱浇筑满足振捣厚度时，进行振捣，泵管移至另一侧墩柱进行浇筑。

3.4.2 盖梁混凝土浇筑

盖梁模板安装到位后，加固模板，检查预埋钢筋、支架各自的稳定性，自检合格后报监理工程师检验，若通过检验则浇筑强度等级为C50 的清水混凝土。根据连续性浇筑的要求，及时由罐车从拌和站将混凝土装载至施工现场，混凝土的坍落度需控制在（150±20）mm，用汽车泵泵送入模。盖梁混凝土浇筑分层进行，单层厚度≤30 cm，每层浇筑后及时用插入式振捣器捣固。由于混凝土浇筑分为多层，需在振捣本层时将振捣棒插入下层5～10 cm，使相邻两层混凝土稳定结合至一体。振捣遵循快插慢拔的原则，减少混凝土中的气泡量，提高混凝土的密实性。振捣棒各插点呈梅花形布置，插点均匀分布，控制振捣器的作业范围，不碰触模板、钢筋及波纹管。经过振捣后，若混凝土无气泡、不下沉、表面泛浆，则结束该点的第一次振捣，间歇10 min 后再次振捣，进一步赶走混凝土中的气泡，提高混凝土的内部密实性和表面平整性。按照上述提及的方法，振捣其余部位。

混凝土顶面实行两次抹面收光，第一次按初始水平交底收面，待混凝土接近初凝时，在水准仪监控下进行二次收面、抹面，以保证盖梁顶部高程满足设计要求。灌注混凝土时注意预埋沉降观测点，混凝土浇捣结束12 h 后表面覆盖湿土工布养护。

3.4.3 盖梁预应力张拉

盖梁混凝土实际强度达到设计强度且龄期至少为7 d 时，依次张拉N1#、N3#钢束，架设好两侧小箱梁后，张拉N2#钢束。对于同一序号的钢束，张拉顺序为先中间、后两侧。

盖梁预应力张拉的基本流程为：安装配套工具（工作锚、夹片、限位板、加长套）→千斤顶就位→打紧工具锚及夹片→张拉。

钢束张拉顺序： 对称张拉，先内后外，按设计要求顺序N1#→N3#，架梁结束后再对N2 钢束进行张拉。

每束钢束的张拉均分多级依次完成：0→初应力 （10%σk，σk为钢束预应力设计值）→100%σk（持荷5 min）→（锚固）→回油→退顶。

盖梁管道压浆分为两次，第一次为N1#、N3#钢束张拉完后，第二次为预制小箱梁架设完成后的N2 钢束张拉。压浆必须饱满，浆液严密填充预应力孔道。压浆后，用水冲洗梁端周边，对梁端混凝土凿毛，检查管道，判断是否存在漏压现象，清理锚固外的灰浆以及黏附在承压板表面的浆液，待锚具恢复干净后，采取防锈措施。

3.5 拆模、养护

墩柱混凝土浇筑结束2 h 后，洒水养护，提供适量的水分来弥补混凝土中的水分散失量，使水泥正常水化，避免缩裂以及其他的质量缺陷。

墩柱混凝土强度达到2.5 MPa 后拆除墩柱模板，系梁底模在该部位混凝土承受自重及其他荷载而无失稳现象时拆除。拆模谨慎进行，拆模后用塑料薄膜包裹，封闭养护至少7 d。

侧模需在盖梁混凝土超过2.5 MPa 后才可拆除。拆模按照先支后拆、 后支先拆的基本流程进行，用吊车稳定吊住模板，拆除螺杆、围囹等紧固件后，再拆模。拆模时应小心，用吊车提升过程中，应随时检查，以防止损伤混凝土表面。底模的拆除时间安排在混凝土实际强度达到设计强度且第一批张拉结束后。模板拆除后，及时浇水养护，模板拆除后应吊至模板临时堆放点并垫稳，及时清理干净粘在模板上的混凝土残渣，并涂上无色脱模油。向盖梁覆盖土工布，洒水养护，根据盖梁成型状态和现场气候条件控制洒水量和洒水频率，洒水养护时间≥7 d。

4 结语

总体而言，清水混凝土因其自身所具备的节能、环保、低造价等优势受到了桥梁工程的青睐，在诸多工程建设中均有它的身影。文本以典型工程实例为研究对象，详细剖析了清水混凝土在目前桥梁施工阶段中值得关注的应用要点，规范与完善了工程中清水混凝土施工工艺。本文提及的清水混凝土施工工艺对类似工程有参考意义。