淺談預應力混凝土現澆連續箱梁質量控制要點

郭占林

0 引言

預應力混凝土現澆箱梁以其結構整體性好、大跨度,減少橋面伸縮縫個數使行車變得舒適,而在高速公路中得到廣泛應用。在施工中,從現澆箱梁支架及模板拼裝、鋼筋和鋼絞線的安裝、混凝土現場澆筑施工工藝和工序的操作規范與否,直接影響預應力混凝土連續梁是否保持整體結構和全構件按設計要求受力,本文通過對其施工全過程的控制,闡明其主要的監控要點,避免發生常見質量問題,確保箱梁施工質量。

1 現澆箱梁支架拼裝

1)在現澆箱梁支架拼裝前必須按《建筑工程安全生產管理條例》及有關要求,認真制訂支架工程專項施工方案,按照有關要求進行審批。

2)支架底部地基承載力應加大檢測頻率,采取相應的構造措施,確保地基承載力滿足要求,同時支架地基應做好縱橫向排水,防止雨水、養護水下滲,造成地基濕軟下沉而導致支架失穩。

3)支架必須按編制審批后的設計方案拼裝,支架的立柱應保持穩定,并用斜撐拉桿固定,支架較高時斜撐拉桿應加密,確保支架整體剛度、強度、穩定性符合有關規范、規程要求。

4)支架拼裝完成后必須組織檢查,檢查合格后進行等恒載預壓,消除支架的塑性變形及部分彈性變形的不利影響,并認真做好沉降觀測。要責成專人定期不定期地檢查支架節點變形情況,確保支架節點牢固,無松動。

2 現澆箱梁鋼筋、模板加工及安裝

1)由于現澆箱梁鋼筋加工與安裝、支模施工周期較長,因此要求必須采取措施避免鋼筋鐵銹嚴重及沾污模板,鋼筋及各種管道、預埋件規格、間距、數量、位置、安裝必須嚴格按設計圖紙及規范要求進行。

2)預應力鋼絞線安裝。預應力鋼束的孔道位置、鋼絞線是否發生纏絞現象是質量控制的關鍵。實際施工中必須重視鋼絞線安裝工作,固定鋼束的井字架位置不準確或不按照規范和設計規定的間距布設,必然造成鋼束位置與設計不符,有的還會在曲線變化段產生急彎(半徑太小)或孔道局部偏差過大。

3)現澆箱梁預應力鋼絞線均較長,在長鋼絞線下料及穿束時不能直接在原地面或土基上進行,須采取適當支墊、硬化措施,避免造成鋼絞線表面銹蝕及污物較多,影響鋼絞線使用效果。

3 現澆箱梁模板加工及安裝

1)現澆箱梁底板必須采用大塊鋼模,嚴禁使用木?；蛑衲z板代替,按照設計圖紙及預壓沉降觀測結果設置合理的預拱度,模板支撐要牢固且大面積平整,接縫嚴密。

2)現澆箱梁上部主筋、套肢箍筋及其他分布鋼筋與預應力鋼束發生沖突時,應予以避讓,未經設計代表及監理工程師同意,不得隨意切斷或改變預應力鋼束位置。

3)施工時嚴格按設計圖紙設置相應的預埋鋼筋,伸縮縫槽口的位置應提前預留,并采取必要的遮擋措施,防止雜物掉入梁端間隙。

4)施工天窗嚴格按設計尺寸施工,嚴禁不經設計代表同意增大天窗尺寸,待主梁施工完成取出內模后,應按等強度原則恢復天窗范圍內的主梁鋼筋并澆筑C50微膨脹混凝土封頂。木質內模活動支撐剛度必須按施工技術規范進行驗算,防止因內?；顒又蝿偠炔蛔?造成現澆橋頂板與承托相接處及腹板模板變形,增大結構自重。

4 現澆箱梁混凝土澆筑及養生

1)采用泵送混凝土澆筑,在澆筑前必須有備用泵或其他應急設備,同時混凝土拌和及運輸設備、供電系統也必須有應急預案,保證澆筑連續進行。

2)現澆箱梁混凝土的澆筑應按先跨中后支點的順序進行,先澆筑底板,再澆腹板及頂板,采取有效措施保證混凝土澆筑厚度,同時避免底板混凝土超厚;混凝土應振搗均勻,防止漏振或過振,加強對中橫梁、端橫梁及鋼筋較密集部位的振搗,確保振搗密實;振搗過程中應避免碰撞波紋管及各種預埋件,應防止預留孔道的波紋管變位尤其是避免管道上浮。

3)混凝土澆筑過程中,特別是箱梁腹板處混凝土澆筑時,對混凝土分層澆筑厚度、振搗范圍、振搗時間要有專門技術人員現場負責并嚴格加以控制,混凝土澆筑必須連續不間斷進行,監理實行全過程旁站,發現問題及時處理。

4)混凝土澆筑完成后應及時灑水覆蓋養生,特別要注意混凝土的濕潤養護及箱梁內外通風,施工時嚴格控制箱梁內外溫差不超過8℃。

5)混凝土養生時,對為預應力鋼束所留的孔道應加以保護,嚴禁將水和其他物質灌入孔道,并應防止金屬管生銹。

5 現澆箱梁預應力鋼束張拉

1)張拉控制應力與伸長值。張拉控制應力能否達到設計規定值直接影響預應力效果,因此張拉控制應力是張拉中質量控制的重點,張拉控制應力必須達到設計規定值,但是不能超過設計規定的最大張拉控制應力。為了準確把握預應力的施加情況,以應力控制方法張拉時必須以伸長值進行校核。因此能夠提供準確的理論伸長值顯得尤為重要,必須對JTJ 041-2000公路橋涵施工技術規范中理論伸長值的計算正確理解。

2)模板支架的影響。由于施加預應力,混凝土必然產生彈性變形,同時產生軸向變形和上下方向的撓曲。張拉時如果約束其軸向收縮和撓曲,就會使混凝土產生預想不到的裂縫,重則出現質量事故。因此,張拉前必須拆除對梁體軸向收縮有約束作用的梁側模板,拆除支座周圍對活動支座在順橋方向的移動和旋轉,以及對固定支座的旋轉有約束作用的模板和支架。

3)必須在箱梁混凝土強度達到設計強度的100%及齡期達到14 d以上時方可施加預應力,張拉主梁、橫梁預應力須有其他可靠支撐,保證張拉主梁預應力時橫梁受力均勻、安全。

4)預應力筋張拉采用鋼束張拉力和伸長量雙控,嚴格按設計圖紙要求張拉力、張拉順序、張拉伸長量、張拉方法進行。

a.張拉順序:張拉順序應按照設計規定進行,若設計沒有規定應避免使構件截面呈過大的偏心受力狀態,不使構件邊緣產生過大的拉應力。尤其對曲線橋梁更應注意,張拉時不能使曲線梁內、外邊緣產生過大的拉應力,而使梁腹產生裂縫。張拉時必須先張拉靠近截面形心的鋼束,如果有多排鋼束,必須對稱進行。

b.張拉長度:連續梁鋼束長度較大,提倡兩端同時張拉。如果設備不足,可先固定一端、張拉另一端,然后再張拉固定端補足應力。尤其對曲線預應力筋更應如此。一端張拉時,雖然張拉端達到了控制應力,但由于孔道長度大,導致鋼束轉角θ增大,摩擦力增大,使得預應力由張拉端向固定端逐漸減小,固定端附近預應力明顯不足。

c.斷絲、滑絲的處理:施工過程中,由于操作失誤或千斤頂壓力不準確或錨具安裝誤差、夾片質量差等原因,有時會發生斷絲和滑絲的情況,當斷絲或滑絲數不超過規范值時,可采用超張拉方式補足應力,若超過規范值必須卸錨,更換鋼束。對此處理時必須慎重,而且要保證質量和安全。

6 現澆箱梁預應力鋼束壓漿

1)預應力管道壓漿工作在后張預應力構件中起著舉足輕重的作用:防止預應力鋼材銹蝕;使預應力鋼材與混凝土有效粘結,實現整體應力效果,增強梁體的承載能力,減輕錨固體系的負荷。因此必須高度重視壓漿質量。因此要求壓入孔道內的水泥漿在硬結后應有可靠的密實性,能起到預應力筋的防護作用,同時也要具備一定的粘結強度和剪切強度,以便將預應力有效的傳遞給周圍的混凝土。在以往的工程實踐中,由于施工人員對孔道壓漿的工藝和材料質量未給予足夠重視,導致預應力筋過早生銹,降低結構耐久性。

2)壓漿必須做到以下幾點:

a.水泥、水、外加劑和壓漿設備符合規范要求。

b.水泥漿的水灰比、泌水率、膨脹率和稠度等指標符合規范要求。

c.壓漿前檢查孔道是否暢通。

d.壓漿順序正確,按孔道由低向高的順序進行。

e.嚴格控制壓漿壓力和速度。

f.采用真空壓漿技術。

7 箱梁支架拆除及頂面處理

1)待孔道壓漿強度滿足設計規范要求后可拆除支架,宜從跨中向支座依次循環卸落。混凝土立方體強度尚未達到15 MPa～20 MPa時,不得拆除模板,嚴格控制混凝土澆筑完成后的拆模時間,不同部位、結構對拆模強度要求不同,應按施工技術規范及設計規定控制,確保拆模后混凝土不發生掉角、塌陷及裂隙現象。

2)現澆箱梁頂面必須鑿毛處理,應形成粗糙面以利頂板混凝土與橋面鋪裝層的層間結合。

8 現澆箱梁安全施工要求

1)要求各施工單位按照“安全第一,預防為主”的方針,認真制訂并執行有關安全操作規程及制度。

2)要求各施工單位在現澆箱梁施工現場設立各種安全警示標志,并設立專職安全員負責日常安全檢查及各項安全措施的落實,在人行梯道和出入口防護措施到位,現場人員必須佩戴安全帽,做好各項保護措施。

[1]JTJ 041-2000,公路橋涵施工技術規范[S].

[2]JTG D62-2004,公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范[S].