桥梁工程球形支座施工质量控制分析

2022-09-30霍丽娜

四川建材 2022年9期

霍丽娜

(山西诚达公路勘察设计有限公司晋中分公司，山西晋中 030600)

1 项目背景

某中承复式钢箱拱桥的长度为356 m，最大跨径190 m，净矢高度约为70 m。桥梁的上部拱肋结构设计为双飞翼式钢箱拱，其中钢箱梁段的长度是320 m，全宽范围40～60 m，采用的是单向纵坡(1.58%)和双向横坡(1.6%)。钢箱梁从桥纵向划分为45个节段，各节段长度范围是3.5～7.8 m，总重接近6 200 t。桥梁从主供区域建立立柱桥墩，所以把钢箱梁划分成了主跨跨中梁段、桥墩支点梁段以及桥台支点梁段等。该项目于桥的两岸桥台和墩柱区域一共建立了10个球形支座(具体参数见表1)。

表1 球形支座部件名称及材质

2 球形支座施工质量控制

2.1 垫石施工

此项目总垫石施工流程如图1所示。

图1 垫石施工流程

1)钢筋、模板以及预留孔安装。支座垫石是桥梁球形支座的根本基础，主要承受支座传递的桥梁荷载，所以必须具备较高的强度级别。首先需要结合设计图纸内容及要求进行垫石钢筋与模板的规范安装，考虑到垫石强度高且具有抗弯曲性，所以需要对保护层厚度进行合理控制，以免钢筋受到外界因素的影响出现腐蚀等现象[1]。其次应加强质量控制，对模板对角线、模板的内部尺寸以及垂直度进行仔细检查。为了实现支座和垫石安全传递荷载，应从垫石内建立支座地脚螺栓，然后把两者进行稳定连接。同时以PVC管为材料制作预留孔模具，结合测量放线实现预留孔位的精准控制。而在PVC管安装阶段需要选择钢筋或者是钢丝从PVC管的底部、中部以及垫石的顶部进行有效固定处理。此外，质量控制要重视预留孔位与深度检查。为了能够有序实施地脚螺栓的安装操作，必须保证垂直度符合安装地脚螺栓最低限度规定要求，以防止成型之后通过凿孔实施调整，从而破坏支座垫石。

2)垫石混凝土浇筑。考虑到垫石与桥墩、台帽混凝土需要实施2次浇筑，所以在浇筑之前需要采取措施有效处理下层混凝土，同时进行洒水处理保持湿润。结合垫石配筋率相对比较高的特征，应采用分层振捣方式，而且预留孔区域必须加大振捣力度，以防止垫石出现空心等现象，保证垫石承载力符合工程规定。以垫石标高控制为例，需要根据垫石设计标高要求从模板内侧进行标记，待混凝土浇筑施工至标记位置之后进行均匀抹平。若是支座垫石混凝土的强度和桥墩、台帽等强度相同，需要实施一次整体浇筑成型[2]。若是强度不统一，则需要结合具体状况划分为2次进行浇筑，且间隔时间≤7 d。此外，垫石浇筑之前必须对下层混凝土表面实施凿毛处理，以确保2次浇筑能够有效融合。

3)垫石四周模板安装。在支座高程满足设计规定要求之后，需要将楔块固定，然后把支座提起一定高度，从垫石四周进行双面胶粘贴与模板安装，同时模板的顶面高于垫石顶面约1 cm，以使垫石顶面灌浆饱满。此外，模板安装结束之后应将墨线参考基准线准确延伸出模板的顶面，以免灌浆料影响基准线，从而保证支座精准下放定位。

4)支座垫石顶面灌浆。从本质上分析，垫石顶面灌浆必须超过安装中楔块标记线高度，待承载支座重量之后溢出，同时支座精准安装于试装位置。为使灌浆料和基材面有效粘结，需要将灌浆部分灰尘与油污等清除干净。

2.2 测量控制

1)高程控制。顶面混凝土的收缩变形与人工抹平处理无法确保符合设计标高基本要求，同时垫石顶面浮浆也会对垫石施工效果产生影响，所以支座垫石成型之后必须对垫石顶面的高程进行严格检查，若是超过了设计标高，就要采用打磨机将高出部分修磨平整，直到符合设计标高要求，然后对平整度进行检测[3]。此项目中测量控制选择的是全站仪、水准仪与水平尺，其中主要通过全站仪设备对垫石混凝土的浇筑高度进行控制，而水准仪是控制混凝土打磨高度的重要设备，通过水平尺控制垫石顶面的平整度。

2)测量平整度。从本质上分析，垫石平整度是保证支座安装质量的关键要素。若是垫石的平整度不符合规定要求，就会导致支座和上部结构难以紧贴，甚至破坏上部结构或是垫石，严重影响桥梁安全性，所以必须高度重视垫石平整度检测与控制。此项目中垫石平整度控制与测量详细如下：①对角控制，选择水平尺顺着对角线移动实施反复检测；②边角控制，四个边从边至边反复检测，以确保垫石顶面平整度符合规定要求。

2.3 支座安装

1)试验安装。为了实现球形支座的精准、规范安装，必须提前实施支座试安装，主要检查垫石和支座之间的紧密度。若是打磨处理之后垫石顶面和支座缝隙小于0.1 mm，以墨线方式弹出“+”字线精准确定支座的中心线；若是打磨处理之后垫石顶面和支座缝隙大于0.1 mm，应在支座四角位置安装楔块，在具体测量阶段通过跟踪指导合理调整支座顶面的高程，以满足设计规定基本要求[4]。

2)预留孔浇筑。安装前需要把预留孔中的杂质清理干净，然后实施凿毛处理，主要位置是预留孔的孔底与孔壁，同时清理凿出物。根据设计基本要求选择填充料，该项目选择的是高强度无收缩灌浆料。此外，结合设计配合比制作灌浆料，把拌和达标的灌浆料灌注在预留孔内，同时结合孔径、孔深以及地脚螺栓插入体积准确计算得出灌入量，以确保支座锚固螺栓全部插入之后能够溢出部分灌浆料，促进支座和垫石之间的有效接触。

3)球形支座安装。在支座就位调整阶段，应保证支座中心线的刻度尺和桥墩墨线对准，以提升支座安装的精准度[5]。而两者中心线对齐之后应仔细检查支座的水平度与高程，以保证满足设计规定的基本要求，若是出现了偏差，则应全程跟踪测量进行调整。

4)调平钢板安装。在球形支座高程满足设计规定要求，且顶面达到水平状态之后，紧接着就要安装调平钢板，同时以螺栓方式进行固定处理。此外，调平钢板坡度方向等必须满足设计规定要求。

3 施工效果

此桥梁项目球形支座安装结束之后，分别对球形支座四角点与中心点高程实施测量，支座安装精度见图2。通过分析图2可知，仅有个别的点大于±3.5 mm，由此表明通过质量控制球形支座的安装精度得到了显著提升。与此同时，各支座四角点与中心点差值都小于3 mm，符合规范基本要求。此项目中选择富余灌浆实施预留孔灌浆，其中支座底板和垫石无任何间隙，脱空高度为0。