預應力砼箱梁預制的質量控制
2010-12-31 00:00:00黃雪林
中華建設科技 2010年12期
【摘 要】本文主要針對250省道宿遷至邳州公路（宿遷段）C合同段閻河大橋預應力砼組合箱梁的預制施工中，在底模制作、鋼筋綁扎、混凝土澆筑、預應力張拉等方面所采取的質量控制措施，對橋梁施工中好的做法及出現的質量缺陷，提出一些防治、處理措施及建議。
【關鍵詞】預應力砼；箱梁；預制；缺陷防治
Prepare should dint Mao box the beam prepare to make of quality control
Huang Xue-lin
(Suqian city highway engineering construction place Suqian Jiangsu 223800)
【Abstract】This text is main to aim at 250 suqian to the pizhou highway(suqian segment) C contract a segment bridge with big Yan river to prepare should dint Mao combination box the prepare of beam make under construction， at bottom mold creation， the reinforcing bar colligation， concrete sprinkle to build， prepare should dint the quality adopt by Zhang La Deng3 control measure， to the bridge under construction and good way of doing and appear of quality blemish， put forward some prevention and cure， processing measure and suggestion.
【Key words】Prepare should dint concrete;Box beam;Prepare to make;Blemish prevention and cure
1. 工程概況
閻河大橋采用13跨35m組合箱梁，共分三聯，為4×35+5×35+4×35，共計104片。箱梁中心高度為1.824～1.776m，邊梁頂板寬為2.85m、中梁頂板寬為2.40m；底板寬均為1.0m，預應力鋼束采用j15.24mm低松馳高強度預應力鋼絞線。錨具采用OVM系列錨具，梁體為C50級砼。
2. 箱梁預制場地硬化及底模制作
底模高出地面50cm，地面以下用石灰土加固處理。底模設計為20cm厚C40鋼筋混凝土，并設一層16mm縱橫間距為20cm的鋼筋網，底模兩側用槽鋼固定，便于控制箱梁底板的幾何尺寸。底模面層鋪設8mm鋼板，以保證箱梁底部外觀質量。梁端留20cm寬的槽口，澆筑時插上鋼板，起吊后抽出，便于穿鋼絲繩起吊。
為防止張拉預應力后及存梁期內引起大的拱度，保持梁頂平整，經計算，需在35m底模跨中下設2.0cm預拱度，在30m底模跨中下設1.7cm預拱度，在21m底模跨中下設1.2m預拱度，在16m底模跨中下設0.9cm預拱度，預拱度按拋物線設置。
缺陷防治措施：
2.1 底臺面層鋼板接縫嚴密、平整、無凹陷、嚴格除銹、擦油均勻、無積油現象。
2.2 底座尺寸準確，底座兩側槽鋼由放橡膠軟管，以便底座與側模之間擠壓嚴密，防止漏漿。
2.3 底座長時間不用，應磨光涂油履蓋保護，防止銹蝕和灰塵污染。
2.4 所布置的箱梁底座嚴格按設計要求進行布置。
2.5 底模預拱度設置準確，防止箱梁安裝后梁底出現高差。
3. 模板制作及架立
模板有足夠強度、剛度和穩定性，能可靠的承擔施工過程中各種荷載，且保證箱梁幾何尺寸符合設計要求。箱梁外側模采用5mm定型薄鋼模板，模板骨架1m設一道，用角鋼制成斜撐和橫撐，用角鋼連接各個骨架，芯模采用3mm定型薄鋼模板，骨架50cm用角鐵設置一道，芯模頂板為2～4m設置活動推拉下料口，芯模腹板用鉸鏈鏈接，可拆成多個小片。
缺陷防治措施：
3.1 模板要有足夠剛度和強度和穩定性，防止模板變形，防止箱梁幾何尺寸改變。
3.2 接縫嚴密、防止漏漿，形成蜂窩以及錯臺，影響外觀質量。
3.3 外模除銹、除油、除塵徹底，防止影響外觀質量。
3.4 芯模上浮是箱梁施工中常遇到的問題，它嚴重影響構件的截面尺寸和橋面鋪裝層的厚度，采用在芯模頂部施加一組垂直壓力的方法，防止芯模上浮。即：在橫向槽鋼上栓接25鋼筋，鋼筋抵在芯模頂板上，槽鋼兩端用緊固螺栓拉結在兩側外模鋼支撐上，兩側外模鋼支撐與底模固定，養護完成后將鋼筋割除。
3.5 為了固定芯模使其不偏移軸線位置，采用高強混凝土塊和鋼筋將芯模與外側模頂牢，下部采用與相應腹板等厚長度鋼筋焊接在腹板鋼筋骨架，鋼筋兩端頂住外模和芯模。
4. 綁扎鋼筋
由于箱梁鋼筋直徑較小，頂板的鋼筋為12mm、底板的鋼筋為16mm、腹板的鋼筋為12mm，底板鋼筋在底模上綁扎，頂板、腹板鋼筋在加工廠綁扎成片，然后再現場安裝與底板鋼筋相連，以提高鋼筋綁扎的精度和效率。
缺陷防治措施：
（1）鋼筋下料準確。
（2）鋼筋綁扎和焊接符合圖紙和規范要求。
（3）預應力管道定位準確。
（4）管道內穿PPR管，砼澆筑結束立即抽出，防止水泥漿堵住管道，無法穿鋼鉸線。
5. 澆筑混凝土
混凝土澆筑采用一次成型工藝，由一端向另一端全斷面推進，同斷面澆筑順序為底板、腹板、頂板，分段分層循環推進，每段約3～5ｍ長，在前一段混凝土初凝前澆筑下一段混凝土，段與段之間不產生冷縫。
澆筑底板混凝土：底板澆筑從端頭及頂板預留工作孔下砼，用50插入式振搗棒振搗，插點均勻、嚴密、不得漏振。底板澆筑完成一段后，將芯模部分的活動模板壓緊、固定，立即澆筑腹板混凝土。
腹板混凝土澆筑：腹板混凝土澆筑采用對稱分層澆筑的方式進行，分層厚度不得大于30cm，腹板混凝土的振搗采用復合振搗的方法，先用30型插入振搗棒振搗波紋管底部，再用50型插入振搗棒振搗腹部，腹板混凝土澆筑務必注意：混凝土的下料和振搗，兩腹板必須同步對稱進行振搗，間距相差2m，以防止芯模偏位和上浮。
頂板混凝土澆筑：澆筑完一段腹板混凝土，澆筑該段頂板。頂板混凝土采用平板振搗器和插入振搗器二次振搗工藝，以防止出現松頂現象。澆筑頂板混凝土時應注意控制好頂板厚度和坡度，做好毛面。
防治措施：
（1）箱梁砼坍落度不宜過大，但由于鋼筋密、間距小并有波紋管，所以有又不宜太小、太大容易形成外表面氣泡、水斑、沙紋等缺陷。坍落度太大，砼的密實很難保證，所以通過驗證和現場實際操作總結，選用坍落度70～90mm。
（2）粗集料顆料較大，針片狀含量超標，易產生云斑，且容易形成粗料集中波紋管上緣，形成一層水紋，根據現場情況和實際操作總結，粗集料最大粒徑26.5mm連續粒級，針片狀含量小于10%，壓碎值小于20%。
（3）砼彈性模量一定要滿足設計要求，設計值為3.75×104MPa，如果偏小容易使張拉后拱度超過設計要求。
（4）砼的密度性直接影響到砼強度，我們參照砼滲水試驗來檢查砼密實性，其做法是箱梁澆筑成型3天后。在箱梁箱體內注入50cm水，連續4小時水泵澆筑箱梁內腹板，檢查外腹板是否滲水現象，重點檢查水紋處無滲水現象。經現場檢查：無滲水現象，回彈值良好且穩定，同時對頂板用同樣方法檢查滲水。
6. 預應力的張拉
箱梁設計預應力鋼材均采用j15.24mm低松馳高強度預應力鋼絞線，其截面積A＝140m2，標準強度Ryb=1860MPa，彈性模量Ey=1.95×105MPa、松馳率≤3.5％，（試驗≤1.8％）選用OVM15-3，OVM15-4，OVM15-5三種型號錨具及其配套張拉設備。
張拉順序：張拉順序與張拉方法有關，本工程箱梁的特點是腹板不厚，為避免側向彎曲，根據圖紙設計采取在兩端對稱張拉，以張拉應力和伸長值進行雙控。張拉應力和伸長量數據通過計算獲得。張拉伸長值的控制范圍：現場實際張拉從0-10％σk -20％σk -100％σk，持荷2min來控制，根據施工規范的要求，實際張拉伸長值與理論計算伸長值的誤差應控制在±6％。
防治措施：
6.1 張拉人員要相對固定，經過培訓張拉時采用應力和伸長量“雙控”。
6.2 千斤頂、油表要定期校驗，張拉時發現異常情況要及時停下來找原因，必要時重新校驗千斤頂、油表。
6.3 千斤頂、油表校驗時盡量采用率定值，即按實際初應力、控制應力校驗對應的油表讀數。
6.4 加大鋼絞線檢測頻率，每批鋼絞線都要取樣做彈模試驗，及時調整鋼絞線理論延伸量。
6.5 張拉嚴格按照張拉程序，嚴禁以0-100％σk進行錨固。
6.6 施加預應力大小控制準確，實測伸長量與理論計算伸長量控制在規范要求的±6％范圍內。
7. 孔道灌漿
孔道灌漿在預應力張拉后盡快進行，水泥采用52.5普通硅酸鹽水泥。在水漿內摻JM-HF減水和微膨脹作用的外加劑，水灰比宜為0.20～0.45，由于摻入減水劑，水灰比可減小到0.35，本項目控制在0.37。保證水泥漿強度符合設計要求，為防止預應力筋銹蝕，張拉后應及時壓漿封錨。
防治措施：
7.1 箱梁壓漿之前用高壓空氣將管道內浮塵吹清，再用清水沖洗干凈。
7.2 水泥漿的稠度控制在14～18S之間。
7.3 水泥漿拌制至壓入孔道時間，不宜超過45min。
7.4 當孔道較長或采用一次性壓漿時，應適當加大壓力。
7.5 為保證管道內灰漿飽滿，穩壓時間不低于2min，壓力不低于0.5MPa。
8. 養護
砼澆筑完成后，應在收漿后盡快予以覆蓋和灑水養護，保持砼表面潮濕，養護時間根據氣溫、濕度和砼強度決定。箱室內宜采取筑壩注水養生，亦可檢測腹板砼的嚴密性，特別是腹板與頂板交接處。
缺陷防治措施：
8.1 當氣溫低于5℃，用覆蓋保溫進行蒸汽養護。
8.2 當氣溫太高，應避開中午，選擇早晚澆筑。
8.3 用滲水土工布履蓋養生。
9. 結束語
通過工程實踐，筆者認為組合箱梁結構如能在設計方面進一步完善，例如底板、腹板適當加厚，施工方面合理選擇粗骨料粒徑，優化施工工藝，同時嚴格按施工規范要求進行預應力張拉壓漿，就能消除預應力混凝土組合箱梁的質量通病，保證預應力混凝土組合箱梁的內在質量和外在質量，使得組合箱梁這種結構形式得到更大的推廣應用。
9.1 預制箱梁為薄壁結構，對施工要求高，內外模板要求采用有較大剛度和平整度的定型鋼模，才能保證外觀質量。
9.2 普通鋼筋的綁扎及預應力管道的定位必須準確，普通鋼筋在鋼筋加工廠加工成網片組裝，能夠提高生產效率。
9.3 澆筑混凝土時，水泥、砂、石子、水配合比（質量比）建議采用1：1.383：1.862：0.362。水泥用量470Kg/m3，碎石粒徑5～25mm，坍落度8～10cm，并加入復合型外加劑，充分保證混凝土的流動性和初凝時間。澆筑順序為先底板，然后接著澆筑腹板、頂板、能夠保證預制箱梁連續澆筑的整體質量。
9.4 預應力張拉采有兩端同時張拉的方法，張拉效果完全滿足設計要求。
參考文獻
［1］ JTJ041-2000公路橋涵施工技術規范.北京人民交通出版社，2000
［2］ JTG D62-2004公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋梁設計規范. 北京人民交通出版社，2004
［3］ 邵旭東，橋梁設計百問.北京人民交通出版社，2003.
［文章編號］1619-2737（2010）10-28-221
