預制箱梁支座板空響情況的處理與防治

洪志軍

摘要：預制箱梁支座板空響是指用鈍器對箱梁的支座預埋板進行敲擊時，會發出“咚咚”的空響聲。支座板空響是大噸位箱梁預制中的常見“癥狀”，一直困擾著鐵路客運專線和高速鐵路橋梁生產。結合銀西鐵路客運專線乾縣制梁場的工程實際情況，通過認真分析、科學實踐和嚴格檢查，找出支座板空響的原因，在施工中加以控制，為同類工程提供借鑒和經驗。

關鍵詞：高速鐵路;預制箱梁;支座板;空響

中圖分類號：U445.469

文獻標識碼：A

DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2019.09.055

1 概述

隨著經濟的快速發展，高速鐵路在我國的道路建設中得到廣泛應用[1]。高速鐵路客運專線橋梁結構眾多，但雙線簡支箱梁以其結構抗扭剛度大、建成后期養護工作量小等優點受到了人們的青睞[2]。簡支箱梁的工廠化預制因其便于很好地控制其質量及不受氣候等的影響在現代鐵路橋梁建設中得到了廣泛的應用，但預制箱梁支座板空響的質量通病一直困擾著鐵路客運專線和高速鐵路橋梁生產。所謂預制箱梁支座板空響，是指用鈍器對箱梁的支座預埋板進行敲擊時，會發出“咚咚”的空響聲，這是由于支座與梁體混凝土之間存在空洞而導致。通常當現澆預制梁出現支座板空響的病害時，處理該病害的方法一般是在預制梁體中找到發生空響的空洞位置，然后把凝結不結實的混凝土清理掉，注入與梁體混凝土等級相同的水泥沙漿，便可以解決該類問題[3]。但是對于一些不便于清理的梁體位置，該方法便不可以使用。盡管在短時間內看來支座板空響的問題對預制箱梁的質量影響不大，但就使用壽命為100年的高速鐵路來說，此問題對橋梁仍是一個安全隱患[4]，所以對預制箱梁支座板空晌病害的研究具有一定的實際意義。

銀西鐵路客運專線乾縣制梁場承擔銀西站前3標406跨箱梁的預制任務，梁場在生產初期，技術人員對移出臺位的箱梁支座板進行錘擊檢查時發現，有約30%左右的支座板存在空響現象，空響的支座板其空響范圍比較大，說明支座空響病害普遍存在于預制箱梁結構中，因而對該問題的研究與解決顯得尤為迫切。

2 原因分析

針對預制箱梁支座板空響的質量通病，梁場專門成立了技術攻關小組，該小組對現場施工的鋼筋綁扎、混凝土澆筑、振搗和養護等各個環節進行全過程的監控，通過研究對支座板空響問題的原因有了一定的認識。從支座板空響出現的時間段來分析，支座板空響分為兩個方面，即混凝土灌注時振搗不密實引起的空響和隨混凝土強度的增長而發展的縫隙引起的空響。

2.1 混凝土灌注時振搗不密實引起的空響

混凝土灌注時振搗不密實引起的空響，主要與混凝土原材料的質量和施工振搗質量有關?；炷猎牧系馁|量直接影響混凝土的相關技術參數，支座板處混凝土的粘聚性、流動性、保水性與支座板空響息息相關。在混凝土振搗時由于支座板上方處的鋼筋密度大，容易造成振搗不到位，導致局部漏振。另外支座處的鋼材與混凝土材質不同會引起二者不能有機粘結病害，混凝土澆灌時會余留空氣。

2.2 隨混凝土強度增長而發展的縫隙引起的空響

混凝土強度的增長引起的裂縫所導致的空響產生原因較多，主要原因如下：①支座板所處的位置為梁端預應力錨固區，錨下混凝土在張拉預應力后產生壓縮變形，壓縮變形量以錨具中心區為最大，因此會導致支座板和混凝土間產生較大的剪力，使二者之間產生相對位移和裂縫。②支座板處鋼材和混凝土的收縮率不同，在養護和儲存過程中，支座板與梁體混凝土之間的溫差會引起鋼板與混凝土間產生細微縫隙。③混凝土收縮徐變導致裂縫的產生和支座板與混凝土不密貼。④支座板采用達可樂涂層，與混凝土粘接效果較差。

3 改進措施

針對支座板空響問題產生的各種原因，梁場在施工中采取了以下措施：①在箱梁預制時嚴禁使用不合格的原材料，對粒徑、含泥量等參數超標的粗、細骨料一律清退。②嚴格控制支座板處混凝土的塌落度在180 - 220 mm范圍，以便振搗密實。③在支座板處加強混凝土的振搗，調整支座板處的鋼筋間距使混凝土更好地振搗密實。推薦使用附著式振動器或者插入式振搗棒進行振搗。④規范鋼筋綁扎，在鋼筋綁扎的過程中，在每塊支座板上方腹板內由橋面至支座板位置安放一根直徑70 mm鋼管，鋼管以深入到距支座板30 cm位置為宜，灌注支座板處混凝土時，振動棒通過鋼管內腔深入到支座板上方振搗，振搗完成后將鋼管抽出，如圖1所示。⑤在支座板背面按照15 - 20 cm的間距橫向加焊φ12的螺紋鋼，增加支座板與梁體混凝土的接觸面積，從而增大支座板與梁體混凝土之間的錨固力，能有效防止支座板與混凝土之間細微裂縫的開展，如圖2所示。⑥在施工時支座板與混凝土內部空氣氣泡產生裂縫也是導致支座空響的原因，所以在施工時在支座板的中間位置鉆φ15的圓孔，方便支座板和混凝土夾縫內的余留空氣排出。⑦在箱梁初張拉前，解除支座板與底模板之間的定位螺栓，保證張拉過程中，支座板能自由移動，避免支座板與混凝土之間因變形不同步而產生細微縫隙。⑧當支座板施工結束后應對其覆蓋保護，防止因天氣、涂膜劑等污染支座板表面。

4 空響處理

為了確保預制箱梁支座板與梁體混凝土之間無空響現象，對已預制的箱梁逐一進行了檢查，檢查中有部分箱梁存在空響情況，對于出現空響的支座板采取注膠的方法處理，具體方法如下。

4.1 鉆孔

用直徑16 - 18 mm鉆頭，由梁底面往上鉆透支座板預埋鋼板，每處空響部位在空響范圍邊緣處或成對角線位置鉆兩個孔，如圖3所示。

4.2 注膠

在鉆孔位置處將壓膠器具的螺帽焊接在支座板預埋鋼板上，要求螺帽與鋼板焊接牢固、密實，螺帽焊接好后將壓膠器具擰緊，如圖4所示。注膠時，膠液通過注膠嘴向空響處注膠，直至排氣孔流出膠液后，先對排氣孔封堵，再次注膠后，快速封堵注膠孔。

4.3 封堵

待膠體固結后，將焊接的螺帽卸掉，鑿出鋼板厚度范圍內孔內固結膠體，打人短鋼筋，將鋼筋與鋼板面焊接平順用磨光機磨平，進行防腐處理。

5 結語

施工過程中采取上述改進措施后，攻關小組對移出臺座的箱梁支座板進行了逐一敲擊檢查，空響率由以前的30%降至了5%左右，出現空響的支座板空響范圍也明顯縮小，只有局部空響。對于注膠處理的空響支座板，注膠后用榔頭敲擊，均未發現空響現象。

支座板空響是高速鐵路和客運專線預制箱梁中常見的質量通病，直接關系到梁體的施工質量和后期維修的費用，本文通過乾縣制梁場256跨箱梁的施工控制研究，總結處理支座板空響和防治箱梁支座板空響的經驗和方法，為今后的高鐵客專橋梁預制施工積累了經驗。

參考文獻：

[l]姜俊平.我國發展高速鐵路快件運輸的探索研究[J].黑龍江交通科技，2019，42 （1）： 176-178.

[2]李華強.橫向拼裝波形鋼腹板預應力混凝土連續箱梁關鍵技術[J].北方交通，2019（3）：23-26.

[3]郭萬中，何志軍.箱梁支座空響處理及預防措施[J].中國港灣建設，2012 （4）： 104-106.

[4]周亞軍.箱梁支座板空響的預防與處理方法[J].山西建筑.2018， 44（ 6）： 170-171.