中華民國101年6月 June. 2012

「國道2號拓寬工程」預力雙T型梁第二階段施工之橋面板混凝土

 二次澆置早強早凝混凝土心得報告

高公局拓建處八德工務所蕭澄清/撰稿照片提供

國2拓寬自桃園市中山路(12K+972)以東至大湳交流道西側橋(18K+142)均為雙T梁設計,橋面伸縮縫自430至500公尺一條,橋面振動及伸縮量非一般結構橋梁所能比擬,為考量拓寬施工中仍需維持高速公路行車功能需求,依設計需分2階段進行,第1階段需先在兩側施做4跨預力梁及橋面板拓寬後,始可利用夜間22時至力隔日凌晨6點間封閉1車道,進行第2階段新舊橋樑中間閉合塊橋面板混凝土澆置。由於舊橋仍然開放通車,僅縮減車道,橋樑仍將受到車輛通行而震動,新澆置之混凝土亦受到震動,對鋼筋之握裹力會造成不良影響,故在特訂條款第 03054 章水泥混凝土構造物規定:「橋面板混凝土國道二號拓寬工程預力雙 T 型梁第二階段施工之橋面板及隔梁,所採用混凝土應符合第03053章及第03383章之規定,並須提高混凝土早期強度使3天之抗壓強度達0.8倍f’c,混凝土終凝應在4~5小時內完成,採添加化學摻料時其性能應符合CNS 12283之F型或G型規定。另混凝土坍度應保持在15~18cm之間」,對配比之採用,需深入探討。

施工團隊經檢討預拌廠至橋面混凝土澆置點,運輸時間大約在30~50分鐘,又依圖面判斷混凝土要填入舊橋面下倒吊約45cm處,除自充填混凝土外,均會有填充不實造成蜂窩現象,惟自充填混凝土無法滿足4~5小時終凝要求,故所使用之混凝土除流動性要好外,亦需有適度振動,方能達填滿無蜂窩之需求;另新舊混凝土接合面乾縮潛變,亦需考量水泥用量不宜太高;施工團隊歷經4個半月計69組的配比試拌,不斷觀察及檢討,最後突破傳統觀念,除藥劑採2次添加外,於混凝土中亦加入飛灰來克服混凝土運送、施工工作性、凝結時間及強度需求,惟在試驗過程中發現依規範要求15~18cm之坍度,仍不易將舊橋面下倒吊約45cm處之填滿,故依試驗結果修正坍度至18~22cm;雙T梁第二階段之中間閉合塊混凝土澆置施工均已完成,不論是混凝土強度,亦或是拆模後之外觀,成效均良好。

以往混凝土膠結漿量之功能,不但提供混凝土強度需求,在新拌施工時更有提供施工性能之重責,在傳統觀念或文獻裡,混凝土中添加飛灰有不利早期強度發展之現象。施工團隊從飛灰之圓形顆粒如軸承特性中觀察到,使用飛灰填充砂之孔隙以獲得絕佳潤滑效果,而水泥漿則專責發揮其強度需求,讓各組成材料儘量均發揮其應有之功能;故本配比之關鍵觀念即在混凝土中添加適量之飛灰,併採用水灰比而不用水膠比,以減少用水量,即可得到施工所需之各項性能。依據國道2號拓寬工程經驗,提出心得如下:

雙T梁第二階段之中間閉合塊標準斷面配筋圖
雙T梁第二階段之中間閉合塊標準斷面配筋圖

1.混凝土之配比設計,不應拘泥於傳統觀念及成果,在特殊結構及環境條件下,應依據施工特性及環境需求,經由試拌確認及印證規範之合宜性,如需修正調整,除需配合調整修正外,亦應依程序報核,方能在符合規範下順利達成任務。

2.目前業界各預拌廠,雖配有簡易試驗室及品管人員,限於成員及設備水準,實無法達到各重大公共工程及國2拓寬自充填混凝土及雙T梁第二階段閉合塊混凝土配比調配需求,符合工程特性實驗室之設置實有其必要;除此之外,品管需與施工密切結合,施工需將現場各項需求提供品管,品管將施工需求溶入規範中,在時效內設計出一符合規範及施工需求之配比,依此所結合成之施工團隊,方能順利達成任務要求。

閉合塊混凝土施工
閉合塊混凝土施工
閉合塊混凝土完成外觀
閉合塊混凝土完成外觀