預(yù)制箱梁施工問(wèn)題和措施探究

1、預(yù)制箱梁施工問(wèn)題和措施探究摘要：隨著我國(guó)交通需求量的增加和道路橋梁施 工技術(shù)的快速發(fā)展，近幾年許多大型連續(xù)橋梁都采用了預(yù)制 箱梁技術(shù)，預(yù)制箱梁以其結(jié)構(gòu)輕盈、建筑高度小、配筋少、 施工速度快等優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)髙等級(jí)公路中普遍使用，但這種 結(jié)構(gòu)型式在施工中易出現(xiàn)一些質(zhì)量通病。本文結(jié)合本人在預(yù) 制箱梁施工中的實(shí)踐，介紹分析了幾點(diǎn)質(zhì)量通病，并提出一 些解決措施，以供同行參考。關(guān)鍵字：預(yù)制箱梁；預(yù)應(yīng)力；起拱；壓漿abstract： with the rapid increase in t raff ic dema nd in china and the roads and bridges construet

2、ion technology development in recent years, many large-scale continuous bridge with a precast box girder, precast box girder with its lightweight strueture, building height, reinforcement, construction speed, etc. , in the widespread use of high-grade highways, but this structure type is prone to so

3、me quality defects of cons true tion. in this paper, i practice in the precast box girder, introduced several quality defects of analysis, and propose some solutions for peer reference. keyword： precast box girder； prestressed；bagging； grouting中圖分類號(hào)：u448.21+3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a文章編號(hào)： 2095-2104 (2012)前言：預(yù)制箱梁是近年來(lái)在

4、國(guó)內(nèi)發(fā)展起來(lái)的公路橋梁中 的一種新技術(shù)，具有結(jié)構(gòu)受力合理、建筑高度小、跨度大、 整體性好、重量輕、施工周期短、可工廠化預(yù)制生產(chǎn)、橋形 美觀等特點(diǎn)，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于在高速公路和城市道路建設(shè) 之中。一、工程概況本案例位于山東省青臨高速第三合同段，施工部位為 k12+986彌河大橋右幅21跨2#梁。本合同段共有30m后張 法預(yù)應(yīng)力混凝土組合箱梁216片，其中邊梁72片，中梁144 片，斜角均為25°，邊跨梁長(zhǎng)為29. 581m,中跨梁長(zhǎng)29. 338m。 箱梁結(jié)構(gòu)鋼筋采用符合gb1499. 2-2007鋼筋混凝土用鋼- 熱軋帶肋鋼筋規(guī)定的hrb335鋼筋和符合gb1499. 1-2008

5、鋼筋混凝土用鋼-光圓鋼筋規(guī)定的hrp235鋼筋；預(yù)應(yīng)力 鋼筋采用抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fpk=1860mpa.公稱直徑d=15. 2mm 的低松弛、高強(qiáng)度鋼絞線，其性能指標(biāo)符合gb/t5224-2003 預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線的規(guī)定；鋼板采用符合 gb700-2006碳素結(jié)構(gòu)鋼的規(guī)定；箱梁正彎矩采用m15-4、 m15-5圓形錨具及其配件，負(fù)彎矩采用bm15-3. bm15-4扁形 錨具及其配件，預(yù)應(yīng)力管道均采用塑料波紋管；箱梁預(yù)制主 梁、跨中橫隔板、封錨均采用為c50混凝土。二、預(yù)制箱梁施工中的問(wèn)題與措施（一）箱梁外觀箱梁施工中往往容易出現(xiàn)蜂窩、麻面、露筋、孔洞、內(nèi) 部不實(shí)等質(zhì)量問(wèn)題。1. 產(chǎn)生原因1

6、.1在混凝土振搗過(guò)程中不密實(shí)、漏振、未將混凝土內(nèi) 氣泡充分引出而導(dǎo)致蜂窩。1.2模板表面未清理干凈或未滿涂隔離劑而導(dǎo)致拆模后 出現(xiàn)混凝土表面不平整現(xiàn)象。1.3鋼筋綁扎不牢或保護(hù)層墊塊安置不規(guī)范，在混凝土 澆筑過(guò)程中導(dǎo)致鋼筋移位，致使保護(hù)層厚度不夠，也易導(dǎo)致 蜂窩和鋼筋暴露在外現(xiàn)象1. 4混凝土入模時(shí)自由傾落高度過(guò)大，產(chǎn)生離析，結(jié)構(gòu) 接節(jié)點(diǎn)處石子粒徑過(guò)大，振搗不仔細(xì)等容易出現(xiàn)內(nèi)部不實(shí)。2. 解決措施2. 1對(duì)于數(shù)量不多的小蜂窩、麻面、露筋的混凝土表面,可用1： 2水泥砂漿抹面修正。在抹面前在缺陷面處清洗、 濕潤(rùn)、抹漿初凝后加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)。2. 2對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力無(wú)影響的細(xì)小裂縫，可將裂縫處加以沖洗，

7、用水泥砂漿抹補(bǔ)。當(dāng)裂縫較大、較深時(shí)，應(yīng)將裂縫附近混凝土鑿成v型凹槽，掃凈并濕潤(rùn)，先刷一道水泥 砂漿，然后用1:2水泥砂漿分23層涂抹，總厚度在1020mm, 壓實(shí)抹光，并加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)。2.3當(dāng)蜂窩比較嚴(yán)重或露筋比較深時(shí)，應(yīng)鑿掉附近不密 實(shí)混凝土和骨料，用清水洗刷干凈并充分濕潤(rùn)后，再用比原 混凝土強(qiáng)度高一級(jí)的混凝土填補(bǔ)并仔細(xì)搗實(shí)。2.4對(duì)于孔洞，可將孔洞處疏松混凝土和骨料鑿掉，孔 洞頂鑿成斜面，用水刷洗干凈，保持濕潤(rùn)72h后，用比原混 凝土強(qiáng)度等級(jí)高一級(jí)的細(xì)石混凝土分層搗實(shí)，然后加強(qiáng)養(yǎng) 護(hù)。(%1) 箱梁起拱1起拱產(chǎn)生的機(jī)理預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁起拱由兩部分組成，一是預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生 的彈性上拱fe,二是混凝土

8、徐變產(chǎn)生的上拱。預(yù)應(yīng)力彈性上 拱是梁體在張拉時(shí)瞬時(shí)產(chǎn)生的上拱度f(wàn)同梁體脫離臺(tái)座后梁 自重作用產(chǎn)生的梁自重?fù)隙?疊加。根據(jù)線彈性理論：fe=f+ (-6 ),其中：f二ml2/8ei, 6 =5ql4/384ei注：l 梁跨度m張拉產(chǎn)生的預(yù)加負(fù)彎距e梁體混凝土彈性模量1一梁截面慣性矩q梁?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度自重計(jì)算表明，對(duì)于一種類型的箱梁，梁長(zhǎng)和梁截面慣性矩 是一定值，自重?fù)隙?要比f(wàn)小得多，故彈性上拱fe主要 受預(yù)加負(fù)彎矩m和混凝土彈性模量e控制。2起拱產(chǎn)生的原因2.1梁體混凝土強(qiáng)度未達(dá)到設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度時(shí)就進(jìn)行張 拉。2.2張拉應(yīng)力控制不準(zhǔn)，實(shí)際張拉力超過(guò)設(shè)計(jì)值，或超 張拉值偏大，使得張拉產(chǎn)生負(fù)彎矩m偏大

9、。2. 3梁體混凝土強(qiáng)度不夠，使得混凝土彈性模e偏小。2. 4混凝土的徐變影響。2. 5從箱梁預(yù)制到澆完橫向濕接逢時(shí)間太長(zhǎng)。3. 解決措施3.1嚴(yán)格控制預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉時(shí)梁體混凝土的強(qiáng)度。3.2張拉應(yīng)力實(shí)行“雙控”，即張拉力和鋼絞線的延伸 量同時(shí)控制。3. 3減少混凝土徐變變形。3. 3. 1在混凝土配合比設(shè)計(jì)方面，預(yù)制混凝土理論配合 比為：水泥:砂：碎石：水:減水劑=497： 738： 1061： 154： 6. 46 (kg/m3),水灰比為0.31,砂率為0.41。本工程在施 工過(guò)程中根據(jù)實(shí)際粗、細(xì)集料的含水率進(jìn)行了修正，得出適 用于本工程的施工配合比。3. 3.2在原料選用方面，本工程

10、中混凝土原材料中水泥 采用高品質(zhì)的42.5等級(jí)的硅酸鹽水泥(散裝)，粗集料為連 續(xù)級(jí)配碎石、細(xì)集料為天然中粗砂，石料必須水洗、砂料必 須過(guò)篩，碎石采用錘擊式破碎生產(chǎn)，最大粒徑不得超過(guò)20mm, 拌和用水采用地下飲用井水，外加劑采用山東建筑科學(xué)研究 院生產(chǎn)的nf-aiii高效減水劑。3. 3.3在施工工藝方面，本工程混凝土澆筑采用“斜向 分段、水平分層、連續(xù)澆筑、一次形成”的方法，按照先底 板、再腹板、最后頂板、從底向上、左右對(duì)稱、逐段逐層、 從一端向另一端呈梯狀的順序施工。具體施工工藝不再詳細(xì) 介紹。3. 3. 4加強(qiáng)梁體混凝土養(yǎng)護(hù)，為了準(zhǔn)確測(cè)定梁體混 凝土強(qiáng)度，必須按規(guī)范要求制作足夠的試件，

11、一部分與梁體 同條件養(yǎng)生，為預(yù)應(yīng)力張拉提拱依據(jù)；另一部分進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng) 護(hù)，作為梁體質(zhì)量評(píng)定的強(qiáng)度依據(jù)。箱梁起拱偏大的原因不是單一的，在施工過(guò)程中應(yīng)當(dāng)具 體分析原因，采取相應(yīng)的措施，確保每一片梁質(zhì)量都達(dá)到規(guī) 范要求。（三）預(yù)應(yīng)力鋼束張拉偏差預(yù)應(yīng)力鋼束張拉時(shí)往往存在鋼束張拉實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)值超過(guò) 計(jì)算理論伸長(zhǎng)值±6%的問(wèn)題。如平彎、豎彎的長(zhǎng)鋼束其伸長(zhǎng) 值比設(shè)計(jì)值偏??；短鋼束的伸長(zhǎng)值偏大。1. 預(yù)應(yīng)力張拉程序及張拉量1. 1張拉程序張拉時(shí)應(yīng)從兩端同時(shí)、左右對(duì)稱進(jìn)行張拉，具體張拉程 序?yàn)椋簅f初應(yīng)力-*100% o con （持荷2min錨固）卸荷至 零。1. 2張拉量張拉控制應(yīng)力o con按設(shè)計(jì)要求

12、：有粘結(jié) o con=0. 75xfptk；張拉控制力n=o conxap；張拉理論伸長(zhǎng)量 ll=ppl/apep；注：fptk預(yù)應(yīng)力筋的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（mpa）n張拉端的最大張拉控制力（n）all預(yù)應(yīng)力筋的張拉伸長(zhǎng)值（mm）pp預(yù)應(yīng)力筋的平均張拉力（n）ap預(yù)應(yīng)力筋的截面面積（mm2）ep預(yù)應(yīng)力筋的彈性模量（n/mm2）l預(yù)應(yīng)力束張拉時(shí)的有效長(zhǎng)度（mm）2. 張拉偏差原因2. 1張拉時(shí)，沒(méi)有配套使用校驗(yàn)的千斤頂和油表。2.2波紋管局部出現(xiàn)彎曲、彎折，線形不順直，張拉時(shí) 由于鋼絞線應(yīng)力損失過(guò)大，而使伸長(zhǎng)值不足。2.3計(jì)算理論伸長(zhǎng)量時(shí)，預(yù)應(yīng)力鋼錢線彈模取值不準(zhǔn)。 由于彈模離散較大，不太穩(wěn)定，可能

13、導(dǎo)致實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)量與理論 伸長(zhǎng)量誤差較大，超出規(guī)范要求。2.4實(shí)際張拉伸長(zhǎng)量量測(cè)值含工作夾片至工具夾片間鋼絞線伸長(zhǎng)值。3. 解決措施3.1千斤頂在規(guī)范要求的張拉次數(shù)和時(shí)間內(nèi)，以及在進(jìn)行維修后必須校驗(yàn),每次校驗(yàn)后要重新計(jì)算油表讀數(shù)。3.2波紋管定位必須準(zhǔn)確，若鋼筋位至各與波紋管位鎔沖突，首先保證波紋管坐標(biāo)準(zhǔn)確、線形順直，對(duì)鋼筋位鎔適當(dāng) 調(diào)整。3. 3擴(kuò)大鋼較線檢測(cè)頻率，每批鋼較線都要取樣做彈模 試驗(yàn)，及時(shí)調(diào)整鋼錢線理論伸長(zhǎng)量。3.4正確測(cè)量預(yù)應(yīng)力筋的引伸量，考慮工作夾片至工具 夾片間鋼絞線伸長(zhǎng)值的修正值。圖1張拉示意圖（四）孔道壓漿普通壓力壓漿工藝往往存在漿體不致密、收縮大、管道 不飽滿等問(wèn)題，這主

14、要是由于水泥漿質(zhì)量不穩(wěn)定、封錨不密 實(shí)而導(dǎo)致漏漿；波紋管堵管，導(dǎo)致張拉伸長(zhǎng)量有誤，壓漿壓 不過(guò)。真空壓漿是解決上述問(wèn)題的最新施工工藝。1真空輔助壓漿原理壓漿前，先用真空泵抽吸預(yù)應(yīng)力孔道中的空氣，使孔道 中的真空度達(dá)到負(fù)壓o.impq左右，然后在孔道另一端用壓 漿泵以一定的壓力將攪拌好的水泥漿體壓入預(yù)應(yīng)力孔道。真 空輔助壓漿的關(guān)鍵是要保證管道及錨固體系的密封性，能保 證管道內(nèi)形成一定壓力的負(fù)壓。圖2壓漿作業(yè)流程示意圖2. 壓漿材料與設(shè)備本工程壓漿材料與設(shè)備均符合真空壓漿要求，原材料采 用山東淄博山鋁水泥有限公司p. 042. 5水泥，山東建筑科學(xué) 研究院nc-l1孔道壓漿劑，地下飲用水。水泥漿理

15、論配合比 為水泥：壓漿劑：水=1342： 188： 470 (kg/m3)o漿體的技 術(shù)性能要求見(jiàn)下表。壓漿設(shè)備：jb180灰漿攪拌機(jī)、hb-3壓漿機(jī)及真空機(jī)各 1臺(tái)及配套設(shè)施。表1預(yù)應(yīng)力孔道壓漿漿體的技術(shù)性能試驗(yàn)項(xiàng)目允許范圍流動(dòng)度(s) 3050水灰比(w/c) 0.30.4泌水性小于水泥漿初體積的2%,四次連續(xù)測(cè)試結(jié)果的 平均值小于1%,拌和后24h水泥漿的泌水應(yīng)能重新全部被漿 體吸回。膨脹率(%) <2強(qiáng)度(mpa) 7d 強(qiáng)度40mpa, 28d 強(qiáng)度250mpa初凝時(shí)間(h)26腐蝕性漿體對(duì)鋼絞線無(wú)腐蝕抽真空度（mpa） -0. 06-0. 13真空壓漿技術(shù)要點(diǎn)3. 1整個(gè)連接

16、管路如果不能承受impa的正壓力和 0. impa的負(fù)壓力,說(shuō)明管路氣密性不好，必須及時(shí)檢查更正, 合格后方能進(jìn)入下一道工序。3.2漿體攪拌時(shí)，水、水泥和外加劑的用量必須按配合 比嚴(yán)格控制。3.3灌漿劑自拌制至壓入孔道的延續(xù)時(shí)間，視氣溫情況 而定，一般不超過(guò)6090分鐘（漿體流動(dòng)度不大于30秒）。 漿體在使用前和壓注過(guò)程中應(yīng)連續(xù)攪拌。對(duì)于因延遲使用所 致的流動(dòng)度降低的漿體，不得通過(guò)加水來(lái)增加其流動(dòng)度，應(yīng) 予以廢棄。3.4壓漿過(guò)程中及壓漿后48h內(nèi)，結(jié)構(gòu)混凝土的溫度不 得低于5°c,否則應(yīng)采取保溫措施。當(dāng)氣溫高于35°c,壓漿 宜在夜間進(jìn)行。3.5壓漿完畢，應(yīng)用自來(lái)水將攪拌機(jī)、壓漿泵以及壓漿 管道清洗干凈，以防止?jié){體硬化堵塞壓漿管或壓漿孔結(jié)論：預(yù)制箱梁施工需要嚴(yán)格的質(zhì)量控制，針對(duì)箱梁外 觀缺陷、起拱、張拉長(zhǎng)度易偏差、漏漿等質(zhì)量通病，在材料 方面，要嚴(yán)格合理的選擇施工原料；在施工工藝方面，嚴(yán)格 按施工規(guī)范施工。這樣才能將預(yù)制箱梁的質(zhì)量問(wèn)題降到最 低，消除質(zhì)量隱患，使得預(yù)制箱梁這種結(jié)構(gòu)型式得到更廣泛 的應(yīng)用。參