公路桥梁混凝土结构施工技术及优化措施

王,端

中国水利水电第十一工程局有限公司，河南省郑州市 450001

摘 要：公路工程是整个交通运输网络中最基础、应用最为广泛的一种基础设施，在提高综合交通网络运行效率和衔接各种运输方式方面发挥着重要的支撑作用。我国国土面积辽阔，地域跨度比较大，各地地形地貌差异明显，尤其是多山多河地区公路工程的修建势必配合建设桥梁项目，可以说桥梁是整个公路线路的控制性工程，施工中多采用混凝土结构。只有不断深入研究公路桥梁混凝土结构施工技术要点，持续优化施工工艺，才能为工程项目建设质量的快速提升提供保障。鉴于此，本文结合某公路桥梁工程实例，分析公路桥梁混凝土结构施工技术应用的必要性、技术要点及优化措施。

关键词：公路桥梁工程；混凝土结构；施工技术；优化措施

引 言

近些年我国公路桥梁工程建设规模持续扩大，在交通运输网络中发挥着重要作用。由于混凝土施工操作简便、取材方便、承载能力强等优势，目前绝大多数公路桥梁工程都为混凝土结构。但如果施工中不能严格把控各环节技术要点，管理缺乏或者养护不当，同样会引发不均匀沉降、结构裂缝等各种各样的质量病害，严重威胁工程项目整体结构的稳固性和安全性。基于此，加大公路桥梁工程混凝土结构施工技术研究力度十分必要。

1工程概况

某公路桥梁工程总长3.8千米，起止桩号GK11+845.45～GK15+617.67，为满足跨越既有二级公路施工需要，设置了一座三跨越预应力混凝土箱型连续梁桥，采用的悬臂浇筑施工法。具体施工过程中，桥墩完成后实施挂篮安装，连续梁下部为重力式桥墩、承台及桩基础结构，承台的长度为10米，宽度6米，高度3米。其他跨径都是简支箱型梁。综合考虑现场实际情况及多方面施工要素，最终该桥梁工程采取普通混凝土、预应力混凝土和大体积混凝土结合施工模式。

2 公路桥梁工程应用混凝土结构的必要性

首先，混凝土结构稳定性能好、承载力强，恰好符合公路桥梁工程路基路面施工要求，通过对混凝土结构施工技术的科学运用，大大提高了路桥工程整体结构的稳定性和安全性。其次，混凝土结构并不是单一的材料，而是一种复合型混合料，其中包括水泥、复合胶凝材料、砂石、减水剂等，通过对这些材料进行科学配比，能够大幅度提升混凝土结构的强度，确保路基路面的实际抗压能力能够满足路桥工程建设实际需求。为行车安全提供可靠的保障。再次，混凝土结构施工成本相对比较低，耐久性好，能够有效延长路桥工程的整体使用寿命[1]。所以混凝土结构施工技术在现代化公路桥梁工程中的应用是时代发展的必然选择。

3公路桥梁混凝土结构施工技术要点

历经几十年的发展，钢筋混凝土桥梁施工技术越来越成熟，部分施工技术达到了世界领先的水平。但受设计和施工等多方面因素的影响，混凝土桥梁结构施工中依旧存在各种各样的缺陷，部分钢筋混凝土桥梁未达到使用年限就出现较大安全隐患，甚至发生安全事故。究其原因，大部分是由于混凝土施工质量不满足要求造成的，展开桥梁混凝土施工技术研究尤为重要。

3.1 普通混凝土结构施工技术

3.1.1 混凝土拌和

混凝土是由砂料、水泥、水、石料等多种材料拌和而成的一种复合型材料，由于其在实践应用中体现出良好的坚固性、紧密性和耐腐蚀性，所以受到了各大施工企业的青睐，现如今被广泛应用于各类工程项目建设过程中，包括路桥工程在内，且施工中用量往往非常大。混凝土质量的好坏对整个路桥工程最终建设质量具有决定性作用，所以需对其进行科学配比和拌和，根据工程设计要求由专业人员进行调配，拌和前还需开展必要的最佳配比试验，探索各种材料的最佳使用量。具体搅拌过程中，工作人员需密切关注混凝土状态，一旦出现异常应立即掺入适当的添加剂对混凝土性质进行调整，确保混凝土性能符合工程施工要求。拌和好之后应尽早投入使用，缩短静止时间，否则混合料暴露时间过长会吸收大量的水分，从而改变混凝土性质，进一步干扰施工效果，导致其无法发挥出应有的功效，而且还会增加后期维护成本。

图1  混凝土搅拌站

3.1.2 混凝土运输

现场拌制混凝土不仅会占用很大的场地，而且大量原材料的堆放会影响现场施工作业的高效开展。近些年我国环保管控力度不断增大，要求混凝土拌和作业在搅拌站完成，然后由专业车辆运输到施工现场。为了防止混凝土运输途中性能发生改变，需做好运输过程相关防护措施。首先，在车辆内部铺设一层防护层，避免混凝土与车辆内壁直接接触。其次，尽量缩短混凝土运输和装卸时间，提高运输效率，否则时间过长可能会发生离析现象，影响混凝土应用效果。

3.1.3 混凝土浇筑振捣

浇筑作业是混凝土结构施工中最为关键的一个环节，施工单位和施工人员必须引起高度重视。首先，开始浇筑前，做好一切准备工作，包括技术人员、机械设备、振捣工具、模板等，保证混凝土抵达施工现场即可立即开展浇筑作业。目前我国最常见的混凝土浇筑模式主要包括分段浇筑和分层浇筑两种，该路桥工程项目采取分层浇筑方式，且每层浇筑厚度需控制在50厘米以内，同时必须严格把控浇筑时间，在上一层混凝土凝结前实施下一层浇筑。整个浇筑过程中，施工人员应密切关注模板状态，确保无漏浆现象的发生，若出现应立即采取针对性的处理。其次，科学振捣，提高振捣技术水平，确保能够将混凝土结构中多余的空气排出，提升混凝土结构强度和密实度[2]。该项目工程采取人工手持振捣棒作业，整个振捣过程会用到平板式和插入式两种振捣设备，振捣操作遵循快插慢拔原则，每层振捣深度约30厘米，振捣时间约20到30秒。再次，浇筑振捣完成后，施工人员还需对混凝土结构表面实施打磨处理，保证桥面足够整洁平整。

图2  混凝土振捣

3.1.4 混凝土养护

混凝土浇筑振捣完成后，为了提高混凝土结构施工质量，还需实施一定的养护，否则容易出现不均匀沉降、裂缝等质量病害。养护水平与路桥工程混凝土结构施工质量及强度密切关联。这就要求开始施工前，设计人员就根据工程建设标准制定恰当的养护方案，并对最终养护效果进行必要的检测。混凝土凝固湿度和温度对混凝土结构质量具有极大的影响，所以实际养护过程中，工作人员需结合路桥混凝土具体构造及外界环境变化做好混凝土结构湿度温度调节处理，主要是科学控制混凝土结构内部与外部的温差，因为温差过大特别容易诱发结构裂缝。保温养护多采取覆盖草席和塑料布措施，保湿养护可以定期进行喷雾或者洒水。除此之外，严格把控拆模时间，待混凝土达到规定强度后方可实施拆模。

3.2 预应力混凝土结构施工技术

该公路桥梁项目中的连续箱梁采取三向预应力混凝土结构，即：横向、纵向及竖向预应力体系，主梁体施工选用的C50型号混凝土（预应力混凝土标号通常较普通混凝土更高）。连续梁桥悬臂具体施工期间，预应力施工效果对每节段、整个梁体建设质量及线路平顺性都具有很大的影响，所以必须认真对待[3]。桥墩施工结束后即可开始安装挂篮，保证各环节施工作业的连续性和顺畅性，有效提升桥墩的韧性、承载力和抗裂性。需要注意的是，预应力混凝土结构浇筑期间易发生孔道堵塞、塌陷和锚具安装缺陷问题。

针对此类问题的防范，可以从“人、机、料、法”四个方面进行着手。首先是“人”，认真做好技术交底工作，明确施工中工作人员需承担的具体责任，坚持“三检制”，科学配置施工人员，由专业能力较强、经验丰富的熟练工带领新员工操作，同时积极配合技术人员开展工程质量监测与纠正处理。其次是“机”，预应力混凝土结构施工中应用最多的机械设备就是泵站和张拉千斤顶，千斤顶的使用需配合张拉油表，应用前需交由相关机构进行校准。再次是“料”，预应力混凝土结构施工材料主要包括预应力钢筋、锚垫板、混凝土及预留孔道等，一方面要保证材料各项参数符合相关标准；另一方面通过对这些材料进行科学配比，提高混凝土性能，同时严密监测整个浇筑过程，所有材料都必须由相关检测机构的质量合格报告。最后是“法”，法即制度与规范，根据工程项目建设要求制定严格的施工技术规范，并保证将其充分落到实处，开始施工前就要制定专项施工方案，不断完善和优化施工管理机制，对施工人员的日常行为进行严格约束和规范。

3.3 大体积混凝土结构施工技术

大体积混凝土是指结构尺寸在1米以上的大体量混凝土，上述路桥工程连续梁桥承台结构和桥墩结构采用的大体积混凝土结构。众所周知，大体积混凝土的主要特征为：混凝土方量大、结构厚重、水泥水化热大、易出现施工裂缝，施工中混凝土结构内部温度通常比较高，若不加以管控会影响大体积混凝土整体强度，所以必须对整个施工过程进行严密监控，尽可能选用水化热低的水泥，加强温度裂缝防控措施[4]。

首先，和普通混凝土结构施工大同小异，大体积混凝土施工也是先挑选原材料，然后进行配制拌和，在此过程中需控制好混凝土的初始绝热温升，这是控制后续施工裂缝的一个有效手段。水泥尽量选用火山灰水泥、矿渣水泥或者粉煤灰水泥（水化热低）。骨料选用含泥量少、级配高的材料，同时掺入一定量的粉煤灰，这也是控制大体积混凝土施工裂缝的一种方法，因为粉煤灰能够改善大体积混凝土的干缩性、易性和脆性，减少水泥用量，增强混凝土强度，提高材料流动性。

其次，不断优化大体积混凝土施工工艺，将施工裂缝发生风险控制到最低，可以从大体积混凝土入模温度、浇筑顺序及后期养护等多个环节入手。为了避免混凝土结构内外温差过大而产生的温度梯度，该工程选用的分层、分块浇筑模式，现场连续浇筑作业可以很好地规避水平裂缝、垂直裂缝和斜裂缝的发生。同时降低混凝土入模温度，选用散装水泥，采取低温拌合水、夜间浇筑等多种措施。之后还需开展大体积混凝土结构养护处理，养护期间避免结构内部与外部温差过大，必须将其控制在一个合理的范围之内，通常情况下混凝土结构养护周期要在15天以上，若期间出现大风或者温度骤降现象，还需及时调整养护方案，若条件允许可以采取蒸汽养护方式，提高养护效果。

4公路桥梁混凝土结构施工技术优化措施

4.1 重视施工组织管理

公路桥梁混凝土结构施工中，施工单位需加强施工组织管理工作，做好施工进度、施工质量及施工成本间的合理调控，持续完善施工管理组织体系。开始施工前，组织专业人员对设计图纸内容进行仔细严格审核，保证图纸内容与现场实际情况完全相符。具体施工中，对混凝土结构施工进度和施工效果做出客观准确的评价，若存在实际情况与计划不符现象应及时做出调整，避免影响范围进一步扩大，阻碍施工作业的有序推进[5]。除此之外，做好混凝土结构施工期间一些常见病害的防范，提前制定应急处理方案，认真实施技术交底，保证所有施工人员都能够清楚明白图纸设计意图，了解自己所承担的任务和职责，施工中严格按照相关规范要求进行作业。

4.2 改善施工工艺

施工工艺是否足够科学合理对路桥混凝土结构最终施工质量具有决定性作用，所以施工单位应根据工程项目建设要求融入更为先进的施工工艺，保证其适用性和可行性。首先，严格按照规定顺序投放混凝土材料，并实施均匀充分搅拌，否则很容易出现混合料抱团现象。其次，若采用的粉状掺合料，需适当延长混合料搅拌时间，保证各种材料能够均匀充分混合，否则很可能因为搅拌不匀而影响混凝土材料的整体强度及和易性，当然搅拌时间也不是越长越好，时间太长不仅影响施工效率，而且还容易诱发离析现象，降低混凝土材料质量。再次，缩短运输时间，运输时间过长、途中颠簸、长时间暴晒都会改变混凝土塌落度，降低材料质量。除此之外，后期的浇筑、振捣、养护等各环节都要严格执行各项技术要点，提高施工技术水平，保证混凝土结构施工质量能够达到设计要求。

4.3 应用高性能混凝土

随着时代的进步，科学技术迅猛发展，建筑市场涌现出多样化的新型施工材料，为工程项目建设质量的快速提升提供了可靠的支持。路桥工程混凝土结构施工中，为了促使工程项目施工质量的快速提升，可以选用更为先进的高性能混凝土材料。我国目前比较常见的路桥类型主要包括：箱型桥、T梁桥和混凝土板桥等，结构尺寸往往都比较大，自身重量也大，部分桥梁结构自身重量甚至占到了总体荷载的90%左右，若材料性能不佳后期使用过程中很容易因为材料老化出现各类损坏，缩短桥梁工程整体使用寿命[6]。高性能混凝土就是在此背景下应运而生，其不仅性能优异，而且大大减小了混凝土板厚度，通过向结构中添加一定的钢纤维材料能够更好地提升其抗拉强度，实际应用中表现出非常好的稳定性和耐久性，较普通混凝土材料应用优势明显。

该路桥工程施工中，部分结构采用了高性能混凝土，效果较为理想，降低了混凝土结构整体重量，提高了工程项目施工质量。未来高性能混凝土应用范围将会进一步扩大，还会在大跨径、钢筋用量高的桥梁工程中得到进一步应用。

结束语

总而言之，公路桥梁工程建设过程中采用混凝土结构施工技术，能够有效提升工程项目整体强度、耐久性，延长路桥工程使用寿命。但为了更好地满足现代化人们日益增长的需求，我们还需进一步积极改进和创新施工技术，优化施工工艺，提高施工人员专业技术水平，针对混凝土结构施工中常见的问题做好提前防范，保证工程项目最终建设质量达到设计标准，同时助推我国交通运输行业的可持续发展。

参考文献

[1]徐晓燕.公路桥梁混凝土结构耐久性与养护技术研究[J].交通世界，2021(Z1):205-206+228.

[2]陈林海.公路桥梁混凝土中钢筋腐蚀检测方法探讨[J].工程建设与设计，2020(19):214-215.

[3]汪晟哲.公路桥梁混凝土灌注桩施工技术[J].黑龙江交通科技，2020，43(06):123-124.

[4]焦小平.公路桥梁混凝土路面铺装层施工质量控制[J].黑龙江交通科技，2019，42(11):112-113.

[5]黄开正.公路桥梁混凝土施工工艺质量控制措施[J].城市建筑，2019，16(23):177-178.

[6]沈威.公路桥梁混凝土工程施工技术管理的必要性分析[J].中国高新区，2018(10):198+200.