空腹式圬工拱桥桥面铺装维修预制面板腹部及主拱圈上填充泡沫混凝土减载施工探索浅析

 空腹式圬工拱桥桥面铺装维修预制面板腹部及主拱圈上填充泡沫混凝土减载施工探索浅析

蔡得春

身份证号码：3426231988****4870

摘要：施工标段内黄山风景区段寨西桥原桥面铺装至主拱圈侧墙高度较小，由于新设计预制桥面板变截面最高处较大，侧墙无下凿空间，桥面设计标高较老桥抬高约26cm，由于老桥拱上填充较少，如板腹部填充采用原设计C20普通混凝土等其他传统路面基层材料填充，则会额外增加荷载300多吨，势必会影响桥梁通行安全，面对此施工过程中困难，在施工过程中积极与监理、建设及设计单位沟通协商，采用轻质泡沫混凝土作为填充物，同时根据现有公路工程泡沫混凝土应用技术规范要求，其一般应用范围为：新建路堤、拓宽路堤、特殊处治工程如：滑坡、崩塌、溶洞、采空区隧道洞顶脱空与洞口偏压、涵顶减载，其中路基上路床，不建议采用并且对泡沫混凝土的结构尺寸厚度有要求，本次施工工艺及设计为在黄山市首次在桥面板下采用CF 2.5轻质泡沫混凝土替代普通混凝土填充，设计填充厚度在0-38.3cm左右厚度较薄，同时泡沫结构层顶面至桥面铺装顶面结构层最薄厚度仅有23cm，属于泡沫混凝土施工在其他领域的首次尝试。

关键词：预制面板腹部泡沫混凝土填充；拱顶减载

1.引言：

泡沫混凝土即气泡混合轻质土,英文Foamed Concrete简称"FC"。是通过气泡机的发泡系统将发泡剂用物理方式充分发泡,并将泡沫与水泥浆均匀混合,然后经过发泡机的泵送系统进行现浇施工或模具成型,经白然养护所形成的一种含有大量封闭气孔的新型轻质路基填筑、基层垫层、材料,同时具有很好的保温隔热效果。具有轻质性，强度可调节性，高流动性、强度可调节性，泡沫混凝土(FC)属水泥类材料,具有与水泥砼材料同等的耐久性。

黄山市名山秀水旅游风景道二标，寨西桥，桥梁中心桩号为 K1600+852，所在路线编号为山深线G205，桥梁全长约 30.1m，跨径组合1x20m圬工拱桥，下部结构采用重力式砌石墩台，基础采用天然浅基础。桥梁全宽 17.5m，横断面布置：1.25m(人行道)+15.0m（行车道）+1.25m(人行道)，桥面铺装为沥青混凝土。

本桥设计荷载为汽-15级，通车时间为1986年，目前已经营运了36年。桥梁技术状况等级评定为2类，综合考虑经济型和可行性，本次对该桥进行加固处理。本次设计桥面板采用预制与现浇相结合的方式进行，预制桥面板吊装完成后，在预制桥面板上搭模板，完成现浇桥面板的施工，最终形成整体桥面板。

2、寨西桥桥面原设计施工工艺要点：

2.1 本次桥梁施工原设计

(1)拆除老桥桥面系:凿除原桥桥面铺装;拆除原桥人行道板及栏杆;拆除时应避免对原桥主体结构造成破坏，拆除应遵循对称原则由中心对称向两端进行。

(2)拆除后桥面顶面调平找坡:对局部位置拱上填料松散处采用C20素混凝土换填并找平调坡(双向2%)。

(3)桥面系施工:

1、预制桥面板吊装完成后，在预制桥面板上搭设支架，填料顶面浇筑C40防水混凝土桥面铺装，厚度18厘米，内设双层钢筋网，防水混凝土抗渗等级为P8级，桥面铺装两侧各悬挑1.25米，并设置滴水槽;预埋人行道纵梁及护栏预埋件，浇筑纵梁，安装外护栏、人行道面板、浇筑人行道面砖。浇筑桥面5cmAC-13沥青混凝土;设置TST伸缩缝。

2.2.本次施工预制面板结构尺寸、桥面铺装一般构造原设计方案、在施工中发现问题；

（1）由于本次原桥桥面铺装至主拱圈上部在老桥面半幅开挖之后，发现侧墙外管线较多如侧墙继续向下凿除，势必要与通信、给水、燃气、强弱电管线管理单位进行协商，并对部分单位的管桥，进行整体重新

设计和搭设临时管架后期安排整体施工，对整个项目施工工期影像较大，同时由于桥面半幅开挖凿除后，迟迟不能进行下步工序施工，桥面另外半幅临时组织通行，影响过往交通车辆和附近居民出行，外加桥面开挖后，由于受雨水天气影响，开挖的半幅桥面为松散的碎石填充结构层，整体排水困难，部分主拱圈上部积水已从腹部拱侧墙及主拱圈下渗，已影响到桥梁主体受力结构部位。

本项目桥面维修铺装凿除施工前，桥面板已经预制完毕，原计划开挖桥面后及时找平并安装预制面板，预制面板的设计高度也已不能再进行调整，因此本桥原设计对如何处置桥面板腹部填充，对于桥面设计标高较老桥抬高约26cm而言,由于老桥拱上填充较少，如板腹部填充采用原设计C20普通混凝土（24KN/m³）采用级配碎石、水泥稳定碎石（21～23 KN/m³）填充，则额外增加荷载约300多吨附加荷载，势必会影响桥梁通行安全；

2.3、二次变更设计及拱顶减载量

计算：

既要保证预制桥面板腹下填充受力，同时又不能给原老桥拱上增加额外荷载，采用何种填充材料，是本次实际施工过程中遇见比较棘手的问题，项目施工积极与各个参建单位协商和研讨，经设计、建设单位现场实地调查复测，设计单位对桥面进行了二次设计，最后在桥面板下采用CF 2.5轻质泡沫混凝土替代普通混凝土填充，项目在收到变更设计图纸后，积极与相关泡沫混凝土专业施工班组取得联系对接，要求其提供成熟生产配合比，严格按照设计要求完成配合比设计，以便保证后期现场施工质量。

根据二次变更设计要求，本项目在整个桥面抬高约26cm，原设计58.5m³的C20普通混凝土（24KN/m³）取消，改为152.3m³CF2.5（9KN/m³）轻质泡沫混凝土，经过计算较原设计拱顶减载量=58.5×24-152.3×9=33.3KN；由此采用此工艺成功避免了额外桥面抬高对旧桥产生影像，同时泡沫混凝土(FC)的多孔性使其具有低的弹性模量,从而使其对冲击载荷具有良好的吸收和分散作用，避免动载冲击对桥梁主拱圈荷载影响；

本项目桥面泡沫混凝土填充浇筑施工后预制面板吊装施工

4.本次施工体会：

本次施工采用泡沫混凝土作为预制面板腹下填充物，取得了减荷并保证桥梁整体强度，预期施工效果，桥梁设计44片预制桥面板顺利安装，各预制面板间现浇段予以顺利浇筑施工，本桥施工后同时经市交通运输主管部门委托市公路管理机构负责组织,项目检测机构检测评定，进行了桥梁静载试验，从现场桥梁位移挠度和主拱形变及桥梁的整体检测效果来看满足桥梁现有等级标准下继续使用要求，达到了维修加固效果。

总而言之，整个施工过程中，应该结合各个施工环节的质量管理进行综合考虑，以使施工工艺更加先进、施工程序更加科学合理,同时明确设计使用寿命，明确施工单位主体工程质量责任。工程完工近一个月来，给沿线居民出行更便捷舒适，得到社会及行业主管部门一致好评，后期此工艺具备继续推广市场。

参考文献

1、《公路工程泡沫混凝土应用技术规范》DB33/T 996- 2015 ；

2、《泡沫混凝土应用技术规程》 JGJ/T 341- 2014；

3、《泡沫混凝土》JG/T 266-2011；

4、《公路桥涵施工技术规范》JTG/T 3650-2020；