提高橋梁墩柱鋼筋保護(hù)層厚度合格率的措施

提高橋梁墩柱鋼筋保護(hù)層厚度合格率的措施墩柱鋼筋的保護(hù)層厚度合格率偏低是目前高速公路結(jié)構(gòu)施工的一個(gè)突出問(wèn)題，它不僅影響橋梁的外觀質(zhì)量，也直接影響到橋梁的使用壽命。本文從橋梁墩柱鋼筋保護(hù)層的概念入手，分析了影響其厚度的因素及帶來(lái)的影響，并提出了一定的解決對(duì)策。標(biāo)簽：橋梁墩柱；鋼筋保護(hù)層；厚度；解決措施引言：我所負(fù)責(zé)指導(dǎo)施工的沈海復(fù)線高速公路莆田段中鐵七局三公司A4項(xiàng)目部燕山大橋50個(gè)墩柱均為直徑1.6-2.5m圓柱形墩柱，高度在1.6m_47m之間，橋梁墩柱施工質(zhì)量的好壞直接影響到工程整體形象，如何提高墩柱鋼筋保護(hù)層厚度成為項(xiàng)目部一個(gè)重要的研究課題。在鋼筋混凝土構(gòu)件中混凝土既與鋼筋共同參與受力，同時(shí)又保護(hù)鋼筋免受銹蝕。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，如果鋼筋的保護(hù)層不足就會(huì)影響構(gòu)件的耐久性，甚至使構(gòu)件早早喪失承重功能。一、橋梁墩柱鋼筋保護(hù)層相關(guān)問(wèn)題的概述1、保護(hù)層的概念?；炷帘Ｗo(hù)層是指混凝土構(gòu)件中，起到保護(hù)鋼筋避免鋼筋直接裸露的那一部分混凝土，從混凝土表面到最外層鋼筋（包括箍筋、構(gòu)造筋、分布筋等）公稱(chēng)直徑外邊緣之間的最小距離（這是新規(guī)范《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范2010》對(duì)前版本的修改，不再是受力縱筋表面至混凝土表面的距離；新規(guī)范的修改使得保護(hù)層厚度有所增加）。2、保護(hù)層的作用。鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度關(guān)系到結(jié)構(gòu)的承載力、耐久性等性能。鋼筋混凝土保護(hù)層主要具有以下幾個(gè)作用：維護(hù)結(jié)構(gòu)耐久性?；炷林斜Ｗo(hù)層太薄容易滲入潮濕氣體和，過(guò)厚則易產(chǎn)生裂縫，這些都可能使鋼筋銹蝕并膨脹，從而使混凝土遭受破壞，影響使用和結(jié)構(gòu)安全。承受外力作用。保護(hù)層對(duì)鋼筋有錨固力，利用混凝土與鋼筋間的錨固力，兩者緊密結(jié)合，共同參與工作。保護(hù)層過(guò)薄或缺失時(shí)，減低了它的錨固力從而降低了結(jié)構(gòu)抵抗軸力和彎矩的作用。3、鋼筋保護(hù)層厚度過(guò)大或過(guò)小的原因鋼筋保護(hù)層厚度對(duì)鋼筋混凝土構(gòu)件來(lái)說(shuō)是很重要的，如保護(hù)層厚度過(guò)小，可能導(dǎo)致鋼筋在使用壽命周期內(nèi)嚴(yán)重銹蝕而失去功能。而保護(hù)層厚度過(guò)大則分2種情況：一種是構(gòu)件尺寸不變，縮小鋼筋尺寸來(lái)達(dá)到目的，這樣就導(dǎo)致了鋼筋位置偏移，減弱了鋼筋的承載作用，有可能誘發(fā)安全生產(chǎn)事故；另一種情況是鋼筋尺寸不變，構(gòu)件尺寸變大，這將造成資源的極大浪費(fèi)，而且有些構(gòu)件局限于周邊介質(zhì)而使尺寸無(wú)法變大。二、影響墩柱保護(hù)層厚度的因素分析1、鋼筋加工安裝。保護(hù)層厚度是指在施工過(guò)程中鋼筋與模板的距離，因此，墩柱鋼筋的骨架幾何尺寸直接影響成型后墩柱的保護(hù)層厚度。在模板幾何尺寸一定的情況下，墩柱骨架鋼筋尺寸越大，則相應(yīng)的保護(hù)層厚度越小，反之亦然。其次，由于墩柱的平面位置要求比較嚴(yán)格，《公路工程質(zhì)量驗(yàn)收評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定墩柱的軸線偏位為10mm,墩柱保護(hù)層厚度為±5mm,這就要求墩柱鋼筋的安裝位置必須控制在設(shè)計(jì)位置±5mm內(nèi)，否則墩柱的平面位置與保護(hù)層無(wú)法同時(shí)滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。出現(xiàn)這種情況時(shí),一般以犧牲墩柱保護(hù)層厚度來(lái)保證平面位置的準(zhǔn)確,這也是目前施工中的通病。另外墩柱鋼筋的骨架剛度也是很重要的方面，鋼筋的精確定位目前一般只控制頂與底，如果骨架自身剛度不足，勢(shì)必導(dǎo)致鋼筋中部位置無(wú)法控制，進(jìn)而影響保護(hù)層厚度的控制。2、定型鋼模板。定型模板的幾何尺寸直接決定成型后墩柱的幾何尺寸，墩柱的幾何尺寸與鋼筋骨架的幾何尺寸及平面位置共同決定了保護(hù)層。在其他影響因素不變的情況下，模板幾何尺寸愈大將導(dǎo)致保護(hù)層厚度愈大，反之亦然。在假設(shè)鋼筋平面位置與幾何尺寸嚴(yán)格與設(shè)計(jì)一致的情況下，模板的最大幾何尺寸誤差也不能超過(guò)5mm，如果考慮到鋼筋平面位置與幾何尺寸的合理誤差，模板加工要求的精度就更高。3、混凝土澆筑?；炷翝仓に囍苯佑绊懙揭呀?jīng)調(diào)整并加固完畢的鋼筋及模板，如下料方式不當(dāng)容易造成鋼筋與模板間墊塊脫離位置，操作人員上下振搗方式不當(dāng)容易引起鋼筋整體晃動(dòng)并導(dǎo)致位置偏移，振搗棒插入位置不當(dāng)也容易導(dǎo)致鋼筋移位。三、保護(hù)層厚度過(guò)薄或過(guò)厚對(duì)結(jié)構(gòu)物的影響1、保護(hù)層厚度過(guò)薄將直接影響結(jié)構(gòu)物的耐久性隨著時(shí)間的推移，鋼筋混凝土構(gòu)件表面的混凝土將逐漸碳化，若保護(hù)層過(guò)薄，在鋼筋混凝土構(gòu)件工作壽命內(nèi)保護(hù)層混凝土將失去保護(hù)作用，從而導(dǎo)致鋼筋銹蝕，有效截面減小，力學(xué)效能降低，鋼筋與混凝土之間失去粘結(jié)力。鋼筋周?chē)捎谡辰Y(jié)滑移所引起的裂縫很容易發(fā)展到構(gòu)件表面，形成沿縱向鋼筋的裂縫，使保護(hù)層混凝土發(fā)生劈裂破壞，導(dǎo)致鋼筋的強(qiáng)度無(wú)法充分發(fā)揮作用，且劈裂裂縫對(duì)鋼筋的腐蝕構(gòu)成了嚴(yán)重威脅，這也直接影響了結(jié)構(gòu)的耐久性。2、保護(hù)層厚度過(guò)厚將削弱構(gòu)件的承載能力保護(hù)層厚度過(guò)厚將削弱構(gòu)件的承載能力。足夠的保護(hù)層厚度可保證鋼筋和混凝土的共同工作及結(jié)構(gòu)的使用年限。但如果保護(hù)層過(guò)厚，除了在構(gòu)件表面容易出現(xiàn)較大的收縮裂縫和溫度裂縫外，從正截面受彎承載力計(jì)算公式還可以知道，將導(dǎo)致截面有效高度減小，進(jìn)而降低截面受彎承載力?；炷帘Ｗo(hù)層是鋼筋與混凝土共同工作的基本前提，是防止鋼筋受環(huán)境侵蝕、提高結(jié)構(gòu)耐久性的重要措施，對(duì)結(jié)構(gòu)耐水性也有重要影響。所以在施工時(shí)，必須嚴(yán)格控制混凝土保護(hù)層的厚度。四、控制保護(hù)層厚度的措施探究1、墩柱鋼筋加工安裝墩柱鋼筋一般設(shè)計(jì)為豎向受力主筋按照一定間距焊接固定在環(huán)向骨架鋼筋上，在主筋外側(cè)按照一定間距盤(pán)繞螺旋形箍筋。因此，控制墩柱鋼筋籠的幾何尺寸關(guān)鍵在于控制環(huán)向骨架鋼筋的幾何尺寸。經(jīng)多觀察發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)加工人員很難準(zhǔn)確把握環(huán)形骨架鋼筋的半徑，圖紙一般只提供環(huán)形骨架鋼筋中心軸線半徑，無(wú)法直接用于生產(chǎn)控制。經(jīng)多次數(shù)據(jù)測(cè)算調(diào)整，發(fā)現(xiàn)加工環(huán)形骨架筋的圓柱形構(gòu)件半徑=環(huán)形骨架半徑-環(huán)形骨架筋鋼筋半徑為4-6mm時(shí)效果最好。環(huán)形骨架鋼筋直徑16-20mm時(shí)取用4mm，22-25mm時(shí)取用5mm，大于25mm時(shí)取用6mm。鋼筋骨架整體剛度通過(guò)加強(qiáng)主筋與環(huán)形骨架筋焊接及主筋與外部螺旋形箍筋固定來(lái)實(shí)現(xiàn)。鋼筋加工、安裝現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)，對(duì)于鋼筋籠整體的剛度而言，主筋與螺旋形箍筋的固結(jié)尤為重要，建議在主筋與螺旋形箍筋交叉點(diǎn)采用點(diǎn)焊或鐵絲梅花形固定，即間隔一個(gè)交叉點(diǎn)固定。另外螺旋形箍筋使用前先調(diào)直，在半徑相近的圓形構(gòu)件上彎曲成相近環(huán)形半徑備用，保證螺旋形箍筋與主筋密貼。1.3鋼筋安裝定位先確定中心點(diǎn)，按照?qǐng)D紙?jiān)O(shè)計(jì)半徑±5mm在現(xiàn)場(chǎng)用墨線標(biāo)出，鋼筋安裝時(shí)只有全部主筋都落在墨線形成的環(huán)內(nèi)才可固定，進(jìn)而完成鋼筋的安裝工作。2、墩柱模板加工墩柱定型鋼模板從模板設(shè)計(jì)、模板加工制作方面控制模板的幾何尺寸。模板設(shè)計(jì)一方面保證構(gòu)件的幾何尺寸，同時(shí)考慮模板的周轉(zhuǎn)次數(shù)，進(jìn)行相應(yīng)的剛度設(shè)計(jì)；定型鋼模板在起吊、運(yùn)輸、使用時(shí)需要考慮模板的承載情況，使用過(guò)程中要確保模板不變形。模板加工需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的胎模，在胎模上進(jìn)行預(yù)拼裝，檢查各項(xiàng)數(shù)據(jù)指標(biāo)，合格后電焊固定。焊接過(guò)程中一定要考慮電焊溫度變化在模板內(nèi)部形成的內(nèi)應(yīng)力，防止模板從胎模上落架后由于自身內(nèi)應(yīng)力過(guò)大而逐步變形，根據(jù)模板剛度決定一次施焊長(zhǎng)度，一般控制在2cm左右，并且實(shí)施跳焊，分散模板內(nèi)部的溫度應(yīng)力，避免應(yīng)力集中。墩柱混凝土澆筑為減輕混凝土入模沖擊力對(duì)鋼筋與模板間墊塊的影響，混凝土自由落體高度大于2m時(shí)一定要使用串筒，必要時(shí)設(shè)置減速板。另外人員上下通過(guò)專(zhuān)用軟梯，不允許攀爬固定完畢的鋼筋。振搗時(shí)嚴(yán)格控制振搗棒的落點(diǎn)位置在距離鋼筋10-15cm處，禁止振搗棒碰觸鋼筋。五、結(jié)束語(yǔ)通過(guò)對(duì)橋梁墩柱鋼筋保護(hù)層厚度的影響因素及造成的影響分析，可以看到，合理安排各工種順序，做好成品保護(hù)，重點(diǎn)加大對(duì)鋼筋安裝的檢查及操作人員的培訓(xùn)，強(qiáng)化施工班組自檢、互檢和交接檢工作，以各項(xiàng)工序的施工質(zhì)量來(lái)保證墩柱施工的總體質(zhì)量，同時(shí)嚴(yán)格執(zhí)行監(jiān)理報(bào)驗(yàn)程序，上一道工序質(zhì)量不合格不得進(jìn)入下道工序，墩樁鋼筋保護(hù)層合格率可得到大