客運(yùn)專線預(yù)應(yīng)力混凝土梁的質(zhì)量控制

1、客運(yùn)專線預(yù)應(yīng)力混凝土梁的質(zhì)量控制 0.前言(1)我國既有有鐵路預(yù)預(yù)應(yīng)力混混凝土梁梁的概況況(2)客運(yùn)專線線預(yù)應(yīng)力力混凝土土梁的特特點(diǎn)(3)預(yù)應(yīng)力混混凝土梁梁質(zhì)量控控制是客客運(yùn)專線線橋梁乃乃至高速速鐵路橋橋梁質(zhì)量量控制的的關(guān)鍵問問題。1.原材料1.1總則1.2應(yīng)重點(diǎn)控控制的問問題(1)水泥(2)骨料(3)粗骨料(4)高效減水水劑(5)鋼絞線(6)錨具(7)橋面防水水層材料料2.制梁設(shè)備備2.1總則2.2重點(diǎn)控制制問題(1)模板(2)制、存梁梁臺(tái)座(3)箱梁支點(diǎn)點(diǎn)的不平平整量支點(diǎn)不平平整量的的定義3.混凝土配配合比及及澆筑前前的質(zhì)量量檢查3.1總則3.2重點(diǎn)控制制問題(1)預(yù)應(yīng)力管管道的位位置與定

2、定位(2)箱梁支座座板的不不平整量量(3)鋼筋及預(yù)預(yù)應(yīng)力管管道的混混凝土保保護(hù)層厚厚度各國規(guī)范范對(duì)鋼筋筋、預(yù)應(yīng)應(yīng)力管道道保護(hù)層層的規(guī)定定4.混凝土澆澆筑工藝藝4.1總則4.2重點(diǎn)控制制問題(1)混凝土的的配合比比、準(zhǔn)確確計(jì)量及及工作性性能(2)各種試件件的制備備(3)混凝土施施工時(shí)的的溫度控控制混凝土施施工時(shí)的的溫度控控制（1）模板溫溫度宜控控制在535；（2）混凝土土拌和物物入模溫溫度宜控控制在1030；（3）冬季施施工的控控制。5.混凝土的的養(yǎng)護(hù)及及拆模5.1秦沈客運(yùn)運(yùn)專線箱箱梁制造造的經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)（1）秦沈客客運(yùn)專線線的成功功建成，標(biāo)志者者我國鐵鐵路預(yù)制制梁技術(shù)術(shù)的全面面提高；（2）由于尚尚缺

3、乏足足夠的經(jīng)經(jīng)驗(yàn)，也也存在一一些不足足，主要要體現(xiàn)在在以下幾幾個(gè)方面面：混凝土養(yǎng)養(yǎng)護(hù)溫度度的控制制先期生產(chǎn)產(chǎn)時(shí)混凝凝土的早早期開裂裂混凝土的的水化熱熱發(fā)展規(guī)規(guī)律根據(jù)箱梁梁混凝土土水化熱熱溫度隨隨時(shí)間變變化的測測試結(jié)果果，水化化熱溫度度在混凝凝土完澆澆筑成后后1620小時(shí)左右右后達(dá)到到最高，考慮各各箱梁澆澆筑時(shí)間間不同等等因素后后，箱梁梁混凝土土水化熱熱出現(xiàn)最最高溫度度時(shí)間平平均約為為混凝土土入模后后24小時(shí)。混凝土水水化熱的的下降梁跨中及及端部截截面底板板每小時(shí)時(shí)降溫約約0.450.55，頂板每每小時(shí)降降溫約0.350.45，腹板每每小時(shí)降降溫約0.300.35。箱梁混凝凝土與環(huán)環(huán)境的溫溫差停

4、止蒸養(yǎng)養(yǎng)48小時(shí)后，箱梁內(nèi)內(nèi)外空氣氣溫度差差在10之內(nèi)；除除端部腹腹板及跨跨中腹板板上部變變截面處處與環(huán)境境溫度差差在1720外，箱梁梁其他部部位與環(huán)環(huán)境的溫溫差基本本在15之內(nèi)。同同時(shí)，梁梁體混凝凝土表面面與芯部部的溫差差不大。因此，可選擇擇此時(shí)進(jìn)進(jìn)行箱梁梁模板的的拆除，以防止止梁體由由于溫差差過大出出現(xiàn)早期期裂縫。5.2混凝土養(yǎng)養(yǎng)護(hù)及拆拆模的溫溫度控制制養(yǎng)護(hù)的溫溫度控制制：（1）靜停時(shí)時(shí)間（2）升溫速速度（3）蒸汽溫溫度（4）混凝土土芯部最最高溫度度（5）拆除保保溫設(shè)施施時(shí)的溫溫差拆模的控控制：（1）芯部與與表面、表面與與環(huán)境溫溫差、混混凝土強(qiáng)強(qiáng)度（2）拆模后后宜進(jìn)行行早期張張拉（3）氣溫

5、急急劇變化化時(shí)不宜宜拆模6.預(yù)應(yīng)力施施工6.1質(zhì)量控制制基本原原則（1）預(yù)應(yīng)力力施工的的質(zhì)量將將直接影影響梁體體的抗裂裂性能，建議監(jiān)監(jiān)理工程程師應(yīng)逐逐片旁站站；（2）為有效效避免可可能出現(xiàn)現(xiàn)的梁體體早期裂裂縫，監(jiān)監(jiān)理工程程師除應(yīng)應(yīng)對(duì)拆模模時(shí)梁體體芯部及及環(huán)境溫溫度、混混凝土的的強(qiáng)度、彈性模模量進(jìn)行行控制外外，應(yīng)建建議施工工單位采采用三次次張拉工工藝；（3）應(yīng)對(duì)張張拉用設(shè)設(shè)備及相相關(guān)資料料進(jìn)行檢檢查；（4）終張拉拉應(yīng)在存存梁臺(tái)座座進(jìn)行，并嚴(yán)格格控制張張拉混凝凝土彈性性模量及及齡期不不小于10天。（5）根據(jù)現(xiàn)現(xiàn)場實(shí)測測的各種種摩阻結(jié)結(jié)果，復(fù)復(fù)核設(shè)計(jì)計(jì)或施工工單位確確定的各各種張拉拉參數(shù)。6.2預(yù)應(yīng)

6、力的的各種損損失簡介介預(yù)應(yīng)力混混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)的預(yù)預(yù)應(yīng)力損損失分兩兩大部分分：（1）瞬時(shí)損損失：后張法：管道摩摩阻、錨錨口及喇喇叭口摩摩阻、彈彈性壓縮縮、錨具具回縮；先張法：錨口摩摩阻(折線配筋筋時(shí)的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)折器摩摩阻)、溫差損損失、彈彈性壓縮縮、錨具具回縮；（2）長期損損失：混凝土收收縮徐變變損失、預(yù)應(yīng)力力筋松弛弛損失。6.2.1管道摩阻阻損失（1）管道摩摩阻損失失的組成成由摩擦引引起的摩摩阻(摩擦系數(shù)數(shù)m)由管道偏偏差引起起的摩阻阻（擺動(dòng)動(dòng)系數(shù)k，并與管管道長度度有關(guān)）因此，設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)范范中計(jì)算算管道摩摩阻損失失的公式式為：P2/P1e-(kx+mq)（2）影響損損失的主主要因素素摩擦系數(shù)數(shù)(相對(duì)較

7、穩(wěn)穩(wěn)定)；管道彎起起的角度度；管道的長長度；直管道的的平順程程度。其中：24項(xiàng)與施工工工藝及及質(zhì)量關(guān)關(guān)系密切切，變化化相對(duì)較較大。6.2.2錨口及喇喇叭口摩摩阻損失失（1）產(chǎn)生損損失的原原因（2）影響損損失的主主要因素素錨口摩阻阻：夾片的加加工精度度；限位高度度；鋼絞線的的直徑。喇叭口摩摩阻：分絲角度度；喇叭口的的長度。6.2.3彈性壓縮縮及回縮縮損失彈性壓縮縮損失主主要取決決于梁體體混凝土土及鋼絞絞線彈性性模量、張拉順順序和張張拉噸位位；一般般情況下下，只要要終張拉拉時(shí)梁體體的彈性性模量滿滿足設(shè)計(jì)計(jì)要求，實(shí)測彈彈性壓縮縮損失往往往小于于設(shè)計(jì)值值。 夾片回縮縮損失主主要由夾夾片錨固固后的外外露

8、高度度和限位位板高度度決定6.2.4長期損失失（1）松弛損損失松弛損失失主要由由鋼絞線線的原材材料性能能、加工工工藝決決定，相相對(duì)較穩(wěn)穩(wěn)定（2.5%）。（2）收縮徐徐變損失失主要影響響因素包包括：混混凝土的的彈性模模量、張張拉齡期期、混凝凝土的配配合比、初始應(yīng)應(yīng)力的大大小、外外界環(huán)境境等。因此，需需要控制制終張拉拉時(shí)混凝凝土的彈彈性模量量、齡期期；要求求控制混混凝土中中水泥用用量。6.3預(yù)施應(yīng)力力的質(zhì)量量控制預(yù)應(yīng)力混混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)的大大量試驗(yàn)驗(yàn)結(jié)果表表明，通通過測試試管道、錨口和和喇叭口口摩阻以以及鋼絞絞線彈性性模量確確定預(yù)應(yīng)應(yīng)力筋伸伸長量，并嚴(yán)格格控制預(yù)預(yù)應(yīng)力管管道位置置，可以以獲得準(zhǔn)準(zhǔn)確的梁

9、梁體混凝凝土預(yù)施施應(yīng)力。為此新新技術(shù)條條件中規(guī)規(guī)定在試試生產(chǎn)期期間應(yīng)至至少進(jìn)行行2件瞬時(shí)損損失測試試，正常常生產(chǎn)后后每100件進(jìn)行一一次測試試。6.3.1管道摩阻阻試驗(yàn) 6.3.2預(yù)應(yīng)力張張拉伸長長量的計(jì)計(jì)算（1）預(yù)應(yīng)力力施工中中實(shí)測伸伸長量的的組成：梁體錨底底之間鋼鋼絞線的的伸長量量(設(shè)計(jì)值)；工作錨與與工具錨錨之間鋼鋼絞線的的伸長量量；工具錨夾夾片的回回縮。（2）張拉力力不變條條件下，影響伸伸長量的的主要因因素：鋼絞線的的彈性模模量；預(yù)應(yīng)力的的管道摩摩阻、錨錨口及喇喇叭口摩摩阻。（3）考慮管管道摩阻阻的伸長長量的計(jì)計(jì)算令由鋼絞線微微段的伸伸長量為，兩邊積積分得：（4）施工伸伸長量的的計(jì)算設(shè)

10、計(jì)伸長長量L1K1設(shè)計(jì)鋼鋼絞線彈彈模/實(shí)際鋼絞絞線彈模模K2設(shè)計(jì)KZ/實(shí)測KZ工作錨與與工具錨錨之間鋼鋼絞線伸伸長量L2；工具錨夾夾片回縮縮量L3施工伸長長量LL1K1K2L2L36.3.3嚴(yán)格避免免超張拉拉超張拉后后，雖然然可以提提高梁體體的有效效預(yù)應(yīng)力力，提高高梁體的的抗裂性性，但對(duì)對(duì)梁體的的后期徐徐變上拱拱影響較較大。高速鐵路路對(duì)軌道道的平順順度要求求很高，因此應(yīng)應(yīng)控制預(yù)預(yù)應(yīng)力混混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)的后后期徐變變上拱度度。技術(shù)術(shù)條件中中除規(guī)定定測試梁梁體終張張拉的彈彈性上拱拱度外，特別規(guī)規(guī)定進(jìn)行行終張拉拉30天后的徐徐變上拱拱度測試試和要求求。增加加上述規(guī)規(guī)定后，不僅可可以控制制梁體后后期變形形

11、，也可可有效地地防止施施工單位位為單純純滿足梁梁體抗裂裂性檢驗(yàn)驗(yàn)要求盲盲目加大大預(yù)施應(yīng)應(yīng)力，確確保梁體體的長期期性能。7.預(yù)應(yīng)力管管道壓漿漿及封錨錨7.1管道壓漿漿施工（1）后張預(yù)預(yù)制梁終終拉完成成后，宜宜在48h內(nèi)進(jìn)行管管道壓漿漿。壓漿漿前管道道內(nèi)應(yīng)清清除雜物物及積水水，梁體體及環(huán)境境溫度不不得低于于5（2）壓漿用用水泥應(yīng)應(yīng)為強(qiáng)度度等級(jí)不不低于42.5級(jí)低堿硅硅酸鹽或或低堿普普通硅酸酸鹽水泥泥；水膠膠比不超超過0.35，且不得得泌水，流動(dòng)度度應(yīng)為3050s，抗壓強(qiáng)強(qiáng)度不小小于35MPa；壓入管管道的水水泥漿應(yīng)應(yīng)飽滿密密實(shí)，體體積收縮縮率應(yīng)小小于2%。（3）水泥漿漿應(yīng)摻高高效減水水劑、阻阻銹劑

12、，摻量由由試驗(yàn)確確定。嚴(yán)嚴(yán)禁摻入入氯化物物或其它它對(duì)預(yù)應(yīng)應(yīng)力筋有有腐蝕作作用的外外加劑。（4）預(yù)應(yīng)力力管道壓壓漿應(yīng)采采用真空空輔助壓壓漿工藝藝式，壓壓漿泵應(yīng)應(yīng)采用連連續(xù)式；同一管管道壓漿漿應(yīng)連續(xù)續(xù)進(jìn)行，一次完完成。壓壓漿前管管道真空空度應(yīng)穩(wěn)穩(wěn)定在-0.09-0.10MPa之間；漿漿體注滿滿管道后后，應(yīng)在在0.500.60MPa下持壓2min。（5）水泥漿漿攪拌結(jié)結(jié)束至壓壓入管道道的時(shí)間間間隔不不應(yīng)超過過40分鐘。（6）冬季壓壓漿時(shí)應(yīng)應(yīng)采取保保溫措施施，并摻摻加防凍凍劑。7.2封錨（1）封端混混凝土應(yīng)應(yīng)采用無無收縮混混凝土，抗壓強(qiáng)強(qiáng)度不應(yīng)應(yīng)低于設(shè)設(shè)計(jì)要求求；（2）封端前前應(yīng)對(duì)錨錨圈與錨錨墊板之之

13、間的交交接縫用用聚氨酯酯防水涂涂料進(jìn)行行防水處處理。 8.橋面防水水層8.1橋面防水水的重要要性及存存在的問問題（1）橋面防防水是保保證梁體體耐久性性的重要要環(huán)節(jié)，我國既既有鐵路路橋梁中中80以上的的病害均均與水害害有關(guān)。（2）目前存存在的主主要問題題：生產(chǎn)廠家家多，各各種低價(jià)價(jià)劣質(zhì)成成品多；低價(jià)中標(biāo)標(biāo)、原材材料質(zhì)量量低劣；施工單位位重視程程度低，施工質(zhì)質(zhì)量差；檢驗(yàn)手段段不完善善。8.2保證橋面面防水質(zhì)質(zhì)量的措措施（1）加強(qiáng)原原材料的的檢驗(yàn)和和施工過過程的質(zhì)質(zhì)量控制制；（2）橋面防防水層保保護(hù)層中中聚丙烯烯纖維網(wǎng)網(wǎng)摻量不不應(yīng)小于于1.8kg/m3；保護(hù)層層混凝土土斷縫設(shè)設(shè)置應(yīng)滿滿足設(shè)計(jì)計(jì)要求，

14、并用聚聚氨脂防防水涂料料將斷縫縫墊實(shí)、墊滿；（3）防水層層構(gòu)造、排水坡坡度、橋橋面泄水水管位置置應(yīng)符合合設(shè)計(jì)要要求；（4）泄水管管和泄水水管蓋板板構(gòu)造應(yīng)應(yīng)符合設(shè)設(shè)計(jì)要求求。9.架梁9.1支點(diǎn)不平平整效應(yīng)應(yīng)試驗(yàn)簡簡介（1）支點(diǎn)不不平整量量與支點(diǎn)點(diǎn)反力的的關(guān)系實(shí)測箱梁梁兩對(duì)角角支點(diǎn)反反力為零零時(shí)支點(diǎn)點(diǎn)不平整整量11.99mm，限元計(jì)計(jì)算9.61mm。當(dāng)支點(diǎn)點(diǎn)不平整整量大于于78mm后，箱梁梁頂、底底板縱向向已經(jīng)開開裂，橫橫向剛度度降低，因此實(shí)實(shí)測箱梁梁的臨界界脫空量量大于計(jì)計(jì)算值。箱梁下沉沉支點(diǎn)及及其對(duì)角角支點(diǎn)處處頂板橫橫向承受受正彎矩矩作用，同端另另一支點(diǎn)點(diǎn)處頂板板橫向承承受負(fù)彎彎矩作用用。頂板

15、板開裂前前，實(shí)測測結(jié)果與與計(jì)算接接近。當(dāng)當(dāng)支點(diǎn)不不平整量量分別在在4mm和6mm時(shí)，頂板板底面、頂面的的實(shí)測最最大拉應(yīng)應(yīng)力各達(dá)達(dá)到4.0MPa；當(dāng)支點(diǎn)點(diǎn)不平整整量大于于7mm，頂板橫橫向出現(xiàn)現(xiàn)肉眼可可見裂縫縫。 （2）出現(xiàn)支支點(diǎn)不平平整箱梁梁的頂板板橫向應(yīng)應(yīng)力箱梁支點(diǎn)點(diǎn)下沉處處的底板板與相同同位置頂頂板所受受的彎矩矩方向相相反。底底板橫向向開裂前前，實(shí)測測結(jié)果與與計(jì)算接接近。當(dāng)當(dāng)支點(diǎn)不不平整量量大于6mm時(shí)，箱梁梁底板底底面實(shí)測測應(yīng)變明明顯減小小，說明明底面橫橫向已經(jīng)經(jīng)出現(xiàn)細(xì)細(xì)微裂縫縫，頂面面橫向拉拉應(yīng)力也也接近4.0MPa；當(dāng)支點(diǎn)點(diǎn)不平整整量大于于8mm時(shí)，底板板出現(xiàn)明明顯的肉肉眼可見見裂縫

16、。 （3）出現(xiàn)支支點(diǎn)不平平整箱梁梁的底板板橫向應(yīng)應(yīng)力（4）試驗(yàn)研研究結(jié)論論：為保證箱箱梁端隔隔板不出出現(xiàn)裂縫縫，并留留有一定定的安全全儲(chǔ)備，箱梁支支點(diǎn)不平平整度應(yīng)應(yīng)控制在在3mm以內(nèi)，施施工階段段可限制制在5mm以內(nèi)。當(dāng)當(dāng)支點(diǎn)不不平整量量超過5mm后，在端端隔墻及及頂、底底板出現(xiàn)現(xiàn)裂縫的的可能性性很大，只要恢恢復(fù)支點(diǎn)點(diǎn)平整，裂縫基基本閉合合，肉眼眼僅可觀觀察到很很細(xì)微的的裂縫（0.05mm）。9.2保證箱梁梁各支點(diǎn)點(diǎn)受力均均勻的措措施（1）采用新新的架梁梁方式，即預(yù)制制梁落下下后應(yīng)采采用測力力千斤頂頂作為臨臨時(shí)支點(diǎn)點(diǎn)，應(yīng)保保證每支支點(diǎn)反力力與四個(gè)個(gè)支點(diǎn)的的平均值值相差不不超過5%。（2）支承墊

17、墊石頂面面與支座座底面間間隙應(yīng)采采用壓力力注漿填填實(shí)。（3）加強(qiáng)支支座成品品的檢驗(yàn)驗(yàn)工作，要求配配套檢驗(yàn)驗(yàn)（四個(gè)個(gè)支座受受力后的的豎向相相對(duì)變形形小于1mm）9.3架梁的其其他要求求（1）落梁時(shí)時(shí)，支承承墊石頂頂面與支支座底面面之間注注漿材料料的強(qiáng)度度不應(yīng)低低于墊石石混凝土土的設(shè)計(jì)計(jì)強(qiáng)度，彈性模模量不小小于30GPa，厚度不不小于10mm。注漿壓壓力不小小于1.0MPa。（2）預(yù)制梁梁架設(shè)后后，與相相鄰預(yù)制制梁端的的橋面高高差不應(yīng)應(yīng)大于10mm，支點(diǎn)處處橋面標(biāo)標(biāo)高誤差差應(yīng)在+0-20mm。10.靜載檢驗(yàn)驗(yàn)及質(zhì)量量要求10.1質(zhì)量要求求與以往的的質(zhì)量要要求相比比增加的的項(xiàng)目：（1）終張拉拉30天后梁體體上拱度度L/3000；（2）鋼筋的的保護(hù)層層厚度不不小于設(shè)設(shè)計(jì)值。10.2靜載檢驗(yàn)驗(yàn)與T形梁相比比，箱梁梁的受力力有以下下特點(diǎn)：（1）箱梁的的剪力滯滯后效應(yīng)應(yīng)；以秦沈客客運(yùn)專線線跨度24m預(yù)應(yīng)力混混凝土雙雙線整孔孔簡支箱箱梁為例例：綜合剪力力滯系數(shù)數(shù)1.044其中：自自重剪剪力滯系系數(shù)1.035二期恒載載剪力滯滯系數(shù)1.041中活載載剪力滯滯系數(shù)1.053靜載檢驗(yàn)驗(yàn)(5點(diǎn)加載)剪力滯系系數(shù)1.071考慮剪切切變形后后的剛度度折減系系數(shù)0.9