某斜拉橋主梁混凝土施工質量缺陷產生的原因及處理

熊中貴

(貴州省公路工程集團有限公司)

1 基本情況

某特大橋主橋為360 m 雙塔雙索面斜拉橋，跨徑組成為:155 m+360 m+155 m。主梁中跨18#塊(簡稱18#塊)長度8 m，全寬27.5 m，邊主梁高2.5 m，頂板厚度32 cm，混凝土體積167.93 m3，設計為C50混凝土，采用前支點掛籃懸澆。18#塊混凝土澆筑結束后48 h，發現主梁頂面有部分位置的混凝土未凝固，比較軟弱，遠遠達不到48 h 齡期C50混凝土應有的強度，隨后會同監理人員進行原因查找。

2 主梁混凝土施工質量缺陷產生的原因及分布范圍

通過對拌和站控制室操作員的調查得知，在混凝土澆筑的過程中混凝土輸送泵發生堵管，然后改用另外一臺混凝土輸送泵輸送混凝土，在交換輸送泵的過程中，拌和站控制室操作員誤將粉煤灰控制鍵作為水泥控制鍵操作，即誤將粉煤灰用量作為水泥用量加入拌和機中拌制混凝土，一共拌制了十六盤混凝土，大約有12 m3，之后，操作員發現控制鍵不對，重新調了回來，調完之后并未向值班技術員及值班領導匯報，造成18#塊部分混凝土無水泥，導致部分混凝土澆筑48 h后仍然比較軟弱，強度遠遠不能不滿足要求。

經第三方檢測，不合格混凝土分布的平面范圍有102.25 m2，影響最大深度為梁頂往下60 cm，影響混凝土數量34.15 m3，圖中陰影部分為不合格混凝土，其余部分為合格混凝土。

3 主梁混凝土施工質量缺陷處理

根據第三方檢測結果、有關參建方、相關專家意見，右側邊主梁從外側頂面向下鑿除混凝土92 cm 高;左側邊主梁從外側頂面向下鑿除混凝土40 cm 高，內側鑿至倒角處，橫向鑿成臺階形;為了保證頂板的整體性，頂板混凝土全部鑿除，重新澆筑頂板混凝土;為了保證新澆混凝土與原混凝土施工縫處接合緊密，在兩個邊主梁位置按50 cm ×50 cm 的平面間距布置Φ12 錨固鋼筋，錨入不需鑿除的混凝土內的長度為60 cm，外露錨固鋼筋頂面距主梁頂面10 cm。

根據監控單位的計算模型，頂板按8 m 跨徑的單向板考慮，頂板荷載集度不超過8.3 kN/m2，邊主梁及漸變區域的荷載集度不超過30 kN/m2，中分帶位置不允許布載。主梁中跨17#塊橫隔板頂面中間10 m 范圍內，配重不超過50 t。拆除混凝土范圍為下圖中陰影部分，共有84.34 m3，重219.3 t。拆除混凝土過程中，采用水箱及混凝土塊加載，配載與卸載重量差最大不超過10 t。配載共分為三個區域布載:(1)區采用水箱及砂袋配重，配重為82.4 t;(2)區采用水箱配重，配重為48.4 t;(3)區采用拆除的混凝土塊和砂袋配重，配重為88.5 t。

在拆除的過程中，18#塊不停的減載，而配載要加至17#塊上，就會加大兩個塊件之間底部的拉應力，為避免17#塊上加載過程中18#塊邊主梁開裂，在拆除混凝土之前，先把18#塊邊主梁底部的縱向預應力束張拉50%拉力，以抵消因配載產生的18#塊邊主梁底部的拉應力。

結構計算分析:按掛籃施加向上的均布荷載(總重219.3 t)，在17#塊上施加向下的均布荷載(總重219.3 t)。計算結果:中跨18#塊掛籃前端位移上抬4 cm，中跨17#塊前端上抬2.6 cm，16#塊前端上抬1.8 cm，0#塊位置的位移很小，不超過1 mm;中跨18#斜拉索減小15 t 拉力，17#斜拉索減小10 t 拉力，16#斜拉索減小7 t 拉力，0#塊根部應力變化±0.1 MPa 以內。計算結果表明，18#塊的局部拆除對主塔及主梁的整體結構影響不大。

混凝土拆除的順序為，先拆除頂板混凝土，縱向從18#塊后端往前端拆除，橫向從兩側往中心線左右對稱拆除，并在17#塊上相應的區域配置相同的荷載，邊拆除邊配載，然后拆除邊主梁混凝土，縱向從18#塊后端往前端拆除，橫向左右對稱拆除并在對應的17#塊上的①區、②區配置相同的荷載，邊拆除邊配載，拆除與配載的總荷載誤差在10 t 以內。

頂板、邊主梁混凝土鑿完后，在邊主梁上鉆孔錨入錨固鋼筋，清洗干凈，安裝主梁鋼筋及預應力波紋管，在澆筑混凝土前一小時涂一層界面劑，確保新舊混凝土之間的緊密結合。混凝土澆筑時頂板分為一層澆筑，邊主梁分兩層澆筑。澆筑順序在順橋向從掛籃前端向后端澆筑，在橫橋向方向從中心線往邊主梁左右對稱澆筑。先澆第一層邊主梁混凝土，高度澆至頂板底面A 點處，然后澆筑頂板混凝土，最后澆筑邊主梁第二層混凝土。為確保混凝土澆筑完成之前先澆的混凝土不初凝，混凝土緩凝時間8～12 h。根據拌和站稱量的每盤混凝土的重量，18#塊上澆筑混凝土區域對應17#塊上的配載不停地進行卸載，保證18#塊在處理過程中總荷載累計誤差在10 t 以內。

18#塊混凝土養生達到4 d 且強度達到設計強度的85%時，先把原來張拉的邊主梁底板預應力束回零，再按正常程序完成預應力的張拉。

從開始拆除18#塊混凝土到混凝土澆筑結束的過程中，監控方對中跨18#塊與邊跨18#塊的相對高差、主塔塔頂的位移進行觀測，同時對斜拉索的索力進行監測，觀測、監測結果與結構計算結果基本相符，變化均在允許范圍內。

4 總 結

通過對雙塔雙索面斜拉橋主梁混凝土施工質量缺陷的成功處理，為今后此類橋梁主梁混凝土施工質量缺陷的處理提供參考和借鑒。為了盡量避免今后此類事件的發生，我認為至少要做到以下幾點:

(1)提高拌和站控制室操作員的素質，對于責任心不強、不認真仔細工作的操作員不任用，從人員上避免類似事件的發生。

(2)拌和設備控制鍵的布置應合理，最好是加入防誤操作的設計，從設備上避免類似事件的發生。

(3)加強混凝土施工過程中各個環節的巡查、抽檢，混凝土施工相關人員發現問題，及時匯報，及時采取正確的處理措施。