桥梁施工关键技术与质量控制

1、哈尔滨工业大学2010年3月10日桥梁施工关键技术与质量控制1、引言2、高强高高性能混混凝土的的配制3、混凝土土施工质质量控制制4、预应力力施工质质量控制制5、预制梁梁施工关关键技术术6、有支架架施工中中的支架架预压1、引言随着公路路交通运运输事业业的发展展，我国国公路桥桥梁的建建设正以以前所未未有的规规模在各各地展开开；同时时，质量量问题也也越来越越成为人人们关注注的焦点点，近几几年来频频繁出现现了一些些质量事事故，对对工期、安全、质量、效益都都产生了了严重影影响。桥梁施工工是桥梁梁成败的的关键。优良的施施工质量量不但可可以弥补补理论和和设计上上的不足足，而且且可以有有效地延延长桥梁梁的使用

2、用寿命。因此，重重视施工工质量，保证竣竣工后的的桥梁符符合设计计要求，对提高高结构的的安全性性和耐久久性具有有重要的的意义。桥梁的施施工质量量控制主主要包括括如下两两方面的的内容：（1）保证施施工过程程的安全全性：稳定性（支架、结构）；关键截面面的应力力状态。（2）保证竣竣工后桥桥梁的各各项指标标满足设设计要求求：混凝土材材料的性性能；截面尺寸寸和标高高；应力状态态。2、高强高高性能混混凝土的的配制桥梁中常常采用C50以上级别别的高标标号混凝凝土。但但是，目目前在我我省使用用的高标标号混凝凝土存在在如下问问题：（1）水泥用量量大。由于受到到工期、施工条条件等因因素的制制约，我我省的高高标号混混

3、凝土大大多采用用高掺量量的水泥泥（480550 kg/m3），以求求在最短短的时间间内达到到设计强强度。（2）混凝土材材料的控控制指标标较为单单一。很多施工工单位把把混凝土土的强度度作为唯唯一的控控制指标标，忽略略了混凝凝土的收收缩量、徐变性性能、碱碱含量、氯离子子含量等等指标。（3）不重视混混凝土的的早期和和后期养养生。近年来，桥梁的的开裂和和下挠问问题日趋趋严重。目前国国内外比比较认同同的是，混凝土收收缩徐变变是导致致预应力力混凝土土桥梁开开裂和下下挠的主主要因素素之一。由于水泥泥用量大大，混凝凝土材料料控制指指标单一一，过大大的水泥泥用量将将导致混混凝土的的收缩变变形大，容易引引起早期期

4、开裂现现象。最最常见的的开裂表表现为顶顶板纵向向裂缝、底板纵纵向裂缝缝、沿管管道纵向向裂缝等等，降低低了结构构的使用用性能。另外，混混凝土的的后期徐徐变变形形与水泥泥用量有有关，水水泥用量量越大，其后期期变形就就越大，往往导导致主梁梁跨中后后期挠度度过大、腹板、底板开开裂。降降低了结结构的承承载力和和安全性性。混凝土的的材料性性能决定定了桥梁梁的工作作性能和和耐久性性。混凝土是是桥梁结结构最基基本、最最重要的的组成材材料，如如果混凝凝土配合合比设计计不合理理，即使使设计再再先进，施工再再精细，管理再再严格，也很难难避免桥桥梁出现现开裂、下挠等等问题，就有可可能导致致结构耐耐久性的的最终破破坏，

5、降降低桥梁梁的使用用寿命，并对桥桥梁的安安全性造造成极大大的威胁胁。因此，在在桥梁的的施工中中，必须须重视混混凝土材材料的性性能。不但要求求混凝土土的强度度达到要要求，还还应该要要求混凝凝土具有有低收缩缩、低徐徐变的特特点。一般采用用正交试试验法，从强度度和收缩缩量两方方面，进进行高强强高性能能混凝土土的配合合比设计计。因素水平平：考虑水胶胶比、水水泥用量量、粉煤煤灰、砂砂率、减减水剂等等因素，进行影影响因素素3水平的正正交试验验。考察指标标：主要以强强度（7天龄期和和28天龄期）和收缩缩量指标标为主。另外还还需综合合考虑坍坍落度、初凝时时间、终终凝时间间、成本本、氯离离子含量量、碱含含量等指

6、指标。通过正交交试验，找出混混凝土强强度和收收缩量的的主要影影响因素素和水平平，在保保证强度度的前提提下，以以混凝土土的收缩缩量为主主要指标标，进行行混凝土土的的配配合比优优化，从从而配制制出高强强度、低低收缩的的高性能能混凝土土。关于减水水剂（1）普通减水水剂：以木钙为为代表，属于第第一代减减水剂。（2）高效减水水剂：以萘系为为代表的的第二代代减水剂剂，以及及以聚羧羧酸系为为代表的的第三代代减水剂剂。萘系减水水剂是我我国目前前生产量量最大，使用最最广的高高效减水水剂，占占减水剂剂用量的的70%以上，其其优点是是减水率率较高（1525%），不引引气，对对凝结时时间影响响小，与与水泥适适应性相相

7、对较好好，能与与其他各各种外加加剂复合合使用，价格相相对便宜宜。缺点点是混凝凝土坍落落度损失失较快，需与缓缓凝剂配配合使用用；泌水水率大；另外，萘系减减水剂使使混凝土土的收缩缩量大大大增加。聚羧酸系系高性能能减水剂剂（液体体）是目目前世界界上最前前沿、科科技含量量最高、应用前前景最好好、综合合性能最最优的高高效减水水剂。1、掺量低低、减水水率高，减水率率可高达达45%；2、坍落度度经时损损失小，预拌混混凝土坍坍落度损损失率1h小于5%，2h小于10%；3、混凝土土和易性性优良，无离析析、泌水水现象，混凝土土外观颜颜色均一一。混凝凝土粘聚聚性好且且易于搅搅拌；4、含气量量适中，抗冻耐耐久性好好；

8、5、低收缩缩，可明明显降低低混凝土土收缩，抗冻融融能力和和抗碳化化能力明明显优于于普通混混凝土。掺聚羧酸酸外加剂剂的混凝凝土收缩缩值较掺掺萘系减减水剂的的混凝土土约低40%。3、混凝土土施工质质量控制制高强高性性能混凝凝土的质质量对混混凝土原原材料、搅拌、运输、浇注、养护等等施工操操作因素素以及施施工环境境非常敏敏感，因此，必必须有严严格的质质量控制制与质量量保证制制度。3.1原材料的的检验和和管理（1）原材料料要有专专人采购购、管理理；混凝凝土各种种原材料料的运输输、储存存、保管管和发放放，均应应有严格格的管理理制度，防止误误装、互互混和变变质。（2）对原材材料（水水泥、砂砂、碎石石、粉煤煤

9、灰、拌拌合用水水、减水水剂等）按公路桥涵涵施工技技术规范范的要求进进行严格格的抽样样检验及及质量复复查。（3）粉煤灰灰的细度度对混凝凝土的品品质影响响很大。为防止止以次充充好，每每一批次次的粉煤煤灰均需需进行检检测。（4）在高温温或雨后后施工，应对砂砂、碎石石进行含含水率测测试，及及时调整整配合比比中水的的用量。在进行行砂及碎碎石的含含水量测测试时，应在不不同位置置、不同同深度取取样，采采用多次次测量的的平均值值作为砂砂、碎石石的含水水率（不不少于5次）。3.2混凝土的的拌制（1）各种衡衡器保持持准确；材料用用量应准准确计量量。（2）严格控控制混凝凝土施工工时的用用水量 不得得随意增增加用水水

10、量。若若混凝土土工作性性能较差差，应现现场查找找原因、分析情情况后采采取相应应对策。 准确确测量砂砂、石的的实际含含水量，不能采采用目测测法来估估计。砂砂、石中中若含泥泥量超标标，需在在混凝土土浇注前前3天冲洗完完毕，并并在施工工前取样样测量砂砂、石实实际含水水量，调调整施工工配合比比。严禁禁边冲洗洗边拌制制混凝土土。 对骨骨料的含含水率要要经常进进行检测测，雨天天施工应应增加测测定次数数，据以以调整骨骨料和水水的用量量。（3）拌合工工艺严格控制制搅拌时时间，不不得任意意缩短，已拌好好的混凝凝土不得得中途加加水。在在全部混混凝土卸卸出之前前不得再再投入拌拌合料，更不得得采取边边出料边边进料的的

11、方法搅搅拌。为提高高高效减水水剂的效效率并减减少坍落落度损失失，高效效减水剂剂采用后后掺法。采用二次次投料工工艺，方法如下下： 第1次投料：投入经经计量的的碎石和和砂，喷喷淋式洒洒水W1= 0.7W（W为总用水水量），搅拌1.5min。 第2次投料：在搅拌拌机转动动条件下下投入经经计量的的水泥、粉煤灰灰，喷淋淋洒水W2= 0.3W，搅拌1.5min。 投入入高效减减水剂溶溶液，搅搅拌时间间为45s。3.3混凝土的的运输（1）在混凝凝土装料料前，要要注意混混凝土运运输车的的滚筒内内不能积积水。（2）保证运运输工具具不渗漏漏、不析析水、避避开日晒晒雨淋。（3）在运送送过程中中，混凝凝土车滚滚筒必须

12、须慢速转转动，以以免混凝凝土发生生离析；到达工工地施工工现场后后，在灌灌注前，快速转转动运输输车的滚滚筒，使使混凝土土搅拌均均匀后再再卸料浇浇注；混混凝土运运输车到到达现场场后，如如果坍落落度损失失较大，可加入入少量的的高效减减水剂，快速转转动2min后再卸料料，严禁禁工地施施工人员员随意加加水。（4）混凝土土拌合物物运输时时间不得得超过30min。3.4混凝土浇浇筑（1）在在夏季的的酷暑高高温天气气，当混混凝土拌拌合用水水均在30以以上时，为防止止混凝土土浇注后后失水过过快、温温度过高高，可在在水中加加冰块降降低拌合合用水的的温度。或者将将混凝土土浇筑时时间安排排在傍晚晚至24点之前前，施工

13、工温度控控制在1828。（2）砂砂、碎石石等材料料在混凝凝土中所所占比例例为80%左右右，因此此在高温温下须采采取遮阳阳或洒水水措施降降低砂、石料温温度。（3）确确保混凝凝土浇注注的连续续性，并并且严格格控制混混凝土从从出站到到浇注的的间隔时时间，每每次混凝凝土搅拌拌、运输输、浇筑筑、振捣捣时间控控制在90min之内内，不得得超过混混凝土初初凝时间间。（4）混混凝土使使用吊斗斗入模时时，吊斗斗高度距距模板不不超过60cm，下料料时必须须均匀，严禁一一次集中中下料，应分层层浇注。（5）为为防止混混凝土离离析，混混凝土自自由倾落落的高度度不应大大于2.0m，否则应应布设串串筒。（6）为为防止因因分

14、层浇浇注厚度度过厚、气泡不不能完全全排除导导致的混混凝土表表面麻面面、不密密实，每每层混凝凝土虚铺铺高度不不得超过过30cm。（7）禁禁止用振振捣棒横横拖赶动动混凝土土拌合物物，避免免离下料料口远处处砂浆过过多而开开裂。（8）浇浇筑过程程中，如如发现混混凝土坍坍落度不不足，可可向搅拌拌车中补补掺少量量高效减减水剂，严禁加加水、水水泥浆。3.5混凝土振振捣（1）高性能能混凝土土因工作作性高，易于流流平和密密实，因因此不必必强力振振捣，可可适当加加大振点点间距，缩短振振捣时间间。振动动棒移动动间距40cm左右，时时间以515秒/次为宜，振捣时时间过长长，骨料料下沉，混凝土土表面砂砂浆层过过厚，容容

15、易产生生裂纹。（2）宜采用用高频振振捣器，且垂直直点振，不得平平拉。（3）每浇注注一层混混凝土须须振捣一一次。砼砼的现场场振捣严严格按照照规范进进行，要要求表面面不泛浆浆，不再再冒气泡泡，砼不不再下沉沉。振捣捣棒应快快插慢拔拔，使各各部受力力均匀，不得碰碰触预埋埋件、波波纹管，并应避避免碰撞撞模板、钢筋；插捣应插插入到前前一层混混凝土不不小于5cm深处，以以保证浇浇注层接接茬处密密实。3.6养护和拆拆模养生的目目的是减减少混凝凝土内外外温差，防止混混凝土表表面裂缝缝，增增强混凝凝土内在在强度。由于高高性能混混凝土的的水胶比比较低，混凝土土自养能能力差，水泥水水化持续续时间长长。不仅需要要保持内

16、内部水分分不蒸发发，还要要从环境境中补充充水。因此，高高性能混混凝土对对后期养养护要求求严格，养护持持续时间间长。目前，国国内混凝凝土养护护普遍采采用自然然养护方方法。但但施工单单位比较较忽视混混凝土的的养护，洒水、覆盖不不能按规规范要求求及期限限适时进进行，且且养护质质量难以以控制与与管理，达不到到自然养养护要求求的标准准；或只只注重初初期养护护，养护护期短。不仅影影响混凝凝土早期期强度的的增长，更重要要的是由由于混凝凝土表面面水分急急剧蒸发发失散，造成混混凝土表表面干缩缩、龟裂裂、起毛毛。高强混凝凝土自然然养护工工艺：（1）混凝土土的养护护用水应应与拌制制用水相相同。（2）常用覆覆盖物：麻

17、袋片片、草帘帘、锯末末、砂、炉渣。不得采采用包装装过糖、盐或肥肥料的麻麻袋片。（3）混凝土土浇注后后（表面面抹光后后）立即即进行雾化补水水养护，并并在表面面立即覆覆盖清洁洁的塑料料膜。可可采用自自动喷水水系统和和喷雾器器，应使使水呈雾雾状，不不可形成成水流，亦不得得直接以以水雾加加压于混混凝土面面。湿养养护应不不间断，不得形形成干湿湿循环。（4）混凝土土初凝后后撤去塑塑料膜，用土工工布覆盖盖，洒水水养生。覆盖物物完全盖盖住混凝凝土表面面，并予予以固定定妥当。（5）混凝土土终凝后后，应尽尽早拆除除模板，进行保保水养护护，T梁顶板覆覆盖土工工布浇水水养护，以能保保持混凝凝土处于于湿润状状态为准准。

18、在一一般气候候条件（气温在在15）下，混混凝土浇浇注后最最初3天时，白白天每隔隔2h浇水1次，夜间间至少浇浇水2次。在以以后的养养护期中中，每昼昼夜至少少浇水4次。在干干燥气候候条件下下，浇水水次数适适当增加加。正温温条件下下浇水天天数不少少于7天。（6）竖向构构件：用用麻袋、草片、竹帘等等做成帘帘式覆盖盖物密贴贴包裹，在顶部部用花管管喷水养养护；或或采用养养护剂养养护。（7）采用塑塑料布覆覆盖养护护时，其其敞露的的全部表表面应采采用塑料料布覆盖盖严密，并应保保持塑料料布内有有凝结水水。（8）在高温温情况下下，钢模模板安装装后，由由于温度度很高，在浇注注混凝土土前要对对钢模板板外侧进进行洒水水

19、降温。（9）混凝土土表面浇浇注完毕毕后，由由于水化化热反应应，钢模模板温度度会很高高，这时时在钢模模板外壁壁采用草草袋覆盖盖或洒水水降温。4、预应力力施工质质量控制制4.1管道安装装（1）管道定定位准确确，位置置偏差严严格控制制，每50cm间距设一一道定位位钢筋，对平弯弯、竖弯弯处的空空间预应应力管道道应加密密定位，定位间间距25cm，严防上上浮、下下沉和左左右偏移移。普通通钢筋若若与预应应力管道道冲突，移动普普通钢筋筋，确保保管道位位置正确确。（2）为了不不使预应应力管道道损坏，一切焊焊接应在在预应力力管道埋埋置前进进行，管管道安置置后尽量量不焊接接。（3）预应力力管道设设置内衬衬管，混混凝

20、土终终凝后及及时拔出出。4.2纵向预应应力筋张张拉（1）混凝土土强度达达到设计计强度的的90%以上、且且其弹性性模量达达到设计计值时，方可进进行张拉拉工作。（2）预应力力筋张拉拉时采用用吨位和和伸长量量控制。实际伸伸长值与与理论伸伸长值的的差值应应控制在在6%以内。（3）施工顺顺序：校校验千斤斤顶、油油表安安工作锚锚安千千斤顶工具锚锚预拉拉张拉拉至设计计张拉力力、记录录伸长量量持荷荷5分钟锚锚固回回油卸卸工具锚锚、千斤斤顶压压浆。（4）张拉前前对千斤斤顶及油油表进行行标定并并配套使使用。（5）预应力力筋的张张拉按照照左右对对称，先先下后上上。（6）钢绞线线一旦出出现滑丝丝、断丝丝现象，重新穿穿

21、束张拉拉。4.3竖向预应应力筋张张拉（1）混凝土土浇注前前，对竖竖向预应应力钢筋筋管道的的预埋设设专人负负责检查查，检查查内容包包括：管管道平直直度、螺螺旋筋安安放是否否正确、锚垫板板是否水水平等，确保竖竖向预应应力传力力准确。（2）为使腹腹板的竖竖向预压压应力分分布均匀匀，竖向向张拉距距离滞后后不小于于2个施工梁梁段。不不允许一一次张拉拉多个节节段。（3）竖向预预应力钢钢筋张拉拉施工前前，设专专人将预预应力筋筋、锚具具及垫板板上浮锈锈、油污污、混凝凝土浮渣渣和灰尘尘清除干干净，并并保证垫垫板表面面的平滑滑，以减减小钢筋筋回缩和和接缝压压缩量，从而减减少竖向向精轧螺螺纹钢筋筋张拉锚锚固时的的应

22、力损损失。（4）为充分分消除各各种不利利的压缩缩变形，减少应应力损失失，采用用二次张拉拉工艺，张拉步步骤为：0 初始应力力（10%k）设计计控制应应力（k）0 初始应力力（10%k）设计计控制应应力（k）持荷2min 扭矩扳手手锚固。（5）张拉到到设计控控制荷载载后，使使用经过过检定的的专用扭扭矩扳手手，对螺螺帽进行行拧紧锚锚固，均均匀施加加扭矩500Nm。不得采采用无扭扭矩控制制的简易易扳手进进行锚固固。（6）每根钢钢束需做做好张拉拉吨位和和伸长量量记录。5、预制梁梁施工关关键技术术现代桥梁梁工程不不但对桥桥梁耐久久性、安安全性、舒适性性等内在在质量提提出要求求，还要要求外形形美观、表面平平

23、整、光光洁。5.1预制T梁混凝土土浇注混凝土浇浇筑可采采用分层层浇筑方方式，分分层厚度度30cm，从两端端同时向向中间浇浇筑。分分层可分分为马蹄蹄、腹板板和顶板板三层。浇注时，从距端端头3m处开始，先向端端头浇筑筑，借助助混凝土土拌和物物的侧压压力使混混凝土流流向端头头齿板下下钢筋密密集区并并振捣密密实；再再由两端端向跨中中推进。采用高高频插入入式振捣捣器配合合附着式式振捣器器振捣。应确保保在浇筑筑上层混混凝土时时其下层层混凝土土还未初初凝。5.2预制箱梁梁混凝土土浇注箱梁混凝凝土浇筑筑按照“底板与腹腹板倒角角处腹腹板顶顶板，从从两端向向中间”的原则则，从箱箱梁两端端向中间间对称连连续浇筑筑，

24、以水水平分层层(分层厚度度不大于于300mm)、斜向分分段(斜度为1:41:5)的施工工工艺进行行。混凝土振振捣分别别采用附附着式振振捣器和和插入式式振捣器器相结合合的方案案。浇筑筑箱梁底底板与腹腹板倒角角处时，以插入入式振捣捣为主，辅以附附着式振振捣。浇浇筑箱梁梁其他部部位时，采用插插入式振振捣。5.3养护混凝土的的养护主主要是做做到保温温、保湿湿。要真真正做好好养护，其关键键在于掌掌握好开开始养护护的时机机，同时时控制好好养护过过程中补补充水分分的频率率。箱梁体积积大、厚厚度薄、凌空面面多，对对高性能能混凝土土的养护护要求很很高，根根据箱梁梁不同部部位而采采用不同同的养护护方法。 顶板板养

25、护：在混凝土土初凝过过程中，应特别别注意加加强混凝凝土表面面的保湿湿和补水水工作。当气温温较高、气候干干燥时宜宜用喷雾雾保湿，不得用用水直接接冲刷混混凝土表表面。混混凝初凝凝后对桥桥面覆盖盖土工布布并进行行浇水养养护，并并在养护护期保持持混凝土土表面一一直处于于湿润状状态。 箱室室内养护护：由于箱内内底板不不受日照照及大风风的影响响，因此此待底板板混凝土土初凝后后，直接接采用浇浇水养护护。内模模单块牵牵引出箱箱室后，可在腹腹板内侧侧及箱内内顶板上上均匀喷喷洒养护护剂。低低温季节节，混凝凝土浇注注后立即即用帆布布将箱室室两端封封闭，以以避免在在箱室内内形成风风道，不不利于箱箱梁养护护。 箱梁梁腹

26、板外外侧、翼翼板底面面、底板板底面养养护：由于这些些部位无无法实现现浇水保保湿，因因此只能能采用喷喷洒养护护剂进行行养护。箱梁移移离制梁梁台座后后，及时时对底板板底面喷喷洒养护护剂。 T梁的腹板板、翼板底底面由于较难难实现浇浇水保湿湿，可采采用喷洒洒养护剂剂养护。5.4预应力张张拉为加快制制梁台座座周转，并避免免早期开开裂，纵纵向预应应力可采采用二阶段张张拉工艺艺：（1）当混凝凝土强度度和弹性性模量达达到设计计值的85%和80%以上时，进行部部分腹板板束和底底板束张张拉；（2）将梁搬搬运至存存梁台座座；（3）待混凝凝土强度度和弹性性模量均均达到设设计值时时，再进进行其他他束的张张拉。6、有支架

27、架施工中中的支架架预压在支架上上就地浇浇筑施工工是古老老的施工工方法，它的主主要特点点是桥梁梁整体性性好，施施工简便便可靠，对机具具和起重重能力要要求不高高。对预预应力混混凝土连连续桥来来说，结结构在施施工中不不出现体体系转换换问题。但需要要大量施施工脚手手架，施施工期长长。目前采用用碗扣式式支架作作为现浇浇箱梁的的支撑体体系较为为普遍。在浇筑筑混凝土土前，需需要进行行支架的的预压。支架预压压的目的的：（1）检查支支架的承承载能力力和稳定定性；（2）减少和和消除支支架的非非弹性变变形及地地基不均均匀沉降降；（3）取得支支架弹性性变形值值，为支支架预拱拱度设置置提供依依据，从从而确保保桥梁混混凝

28、土成成形后的的线形及及质量。支架预压压时的注注意事项项：（1）预压重重量要准准确计量量。在考考虑梁体体自重和和施工活活载的情情况下，为保证证施工安安全，预预压荷载载值取梁梁体自重重1.2倍。（2）在预压压过程中中备足防雨雨材料，避免雨雨水过大大使预压压荷载变变化较大大，不能能准确的的收集到到预压所所需要的的各种参参数。（3）加载预预压测量量观测极极其重要要，必须须认真、真实做做出记录录，认真真观测加加载前后后沉降量量和其它它特殊变变形及位位移，为为箱梁模模板的制制作提供供真实、可靠的的高程及及位移数数据。（4）预压顺顺序为：根据主主梁混凝凝土的施施工方向向，预压压依照施施工顺序序，先于于钢筋施