淺談預應力混凝土預制箱梁的預制設計

淺談預應力混凝土預制箱梁的預制設計

預制箱梁故障分析及處理方案近年來，隨著大橋安裝設備的廣泛應用，預制箱梁已廣泛應用于各級道路的建設。預制箱梁具有整體剛性強、預制簡單、施工周期長等優(yōu)點。然而，由于施工管理、技術(shù)等原因，箱梁的發(fā)病率不斷出現(xiàn)。分析預制箱梁在預制構(gòu)件中的問題，提出了處理方案。1加強平臺設計，防止平臺不均勻沉降，導致箱梁結(jié)構(gòu)損失1.1加強預算編制場地的基本處理某預制場所在地表層以下50cm多為淤泥質(zhì)土,故對臺座基底采用山皮土做換填處理,并用重型壓路機進行碾壓,實踐證明這樣是有效的。1.2安裝梁底、鋼架、臺座、裝復合式鋼網(wǎng)架擴大基礎設置雙層10cm×10cm的Φ16螺紋鋼筋網(wǎng)片,其余部分臺座基礎采用C25混凝土,厚20cm,內(nèi)鋪一層10cm×10cm的Φ10光圓鋼筋網(wǎng)片,基礎寬度大于梁底寬兩側(cè)各20cm。臺身采用C25素混凝土,臺身預埋緊固模板的拉筋孔道,在頂面邊角處預埋∠40mm×40mm等邊角鋼,以便于臺座頂面10mm厚的A3機裁等寬鋼板(預制箱梁底模)與臺身混凝土的固定連接密貼,在距梁端90~100cm處預留20cm×20cm的吊裝槽口。臺座制作時必須按設計要求設置反拱度,反拱度應做成拋物線或圓曲線。鋼板接縫處必須焊接牢固、打磨平整、光滑,臺座棱角分明。相臨臺座的平面布置應利于模板的裝拆及鋼絞線張拉操作。1.3排水系統(tǒng)的預留場地硬化時,場地中心至二側(cè)門吊軌道之間形成了0.5%的泛水,在門吊軌道基礎上預留了縱向的排水溝,并與場外排水連通,形成了場內(nèi)排水系統(tǒng)。設置排水系統(tǒng)的目的不僅可以避免臺座遇水浸泡后降低其地基承載力及臺座產(chǎn)生不利變形,同時也是文明施工的需要。2模板拼接縫的加工箱梁內(nèi)、外模采用具有足夠強度、剛度和穩(wěn)定性,并能可靠地承受施工過程中的各項荷載的定型鋼模。若采用大塊組合鋼模板,模板拼縫處加工成企口縫,便于拼裝咬合,接縫間采用高密海綿膠條處理,確保接縫平齊無錯臺、嚴密不漏漿,接頭處使用螺栓固定。為保障裝拆方便、表面光潔、無變形,在出廠前應進行預拼檢查,并逐一編號。模板面板的設計和材質(zhì)是影響箱梁外觀質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一,因為多次的周轉(zhuǎn)和吊運,需要選取滿足強度要求以及耐腐蝕、抗氧化性強以及彈模較高的板材。3混凝土表面必須考慮鋼筋地層的控制在模板上焊接鋼筋時,須對模板進行隔離保護,以防焊渣掉落在模板上及焊弧對鋼模加熱造成褪火,在成品混凝土表面出現(xiàn)焊渣黑斑及褪火白斑。鋼筋保護層的控制是影響箱梁內(nèi)外質(zhì)量關(guān)鍵因素之一,為了防止保護層墊塊部位的砼色差,我們設計了三棱錐狀砼墊塊,減少了墊塊外露面。同時,在外側(cè)模板靠上前,必須向內(nèi)臨時拉結(jié)腹板鋼筋,并掛好墊塊,防止模板與鋼筋直接接觸,導致模板被鋼筋表面的銹斑污染,影響砼外觀。4砂子的使用和分級因砼色澤與水泥礦料組份有關(guān),預制上部結(jié)構(gòu)水泥應選用色澤青灰,均勻一致的普通硅酸鹽水泥,同一座橋的箱梁應盡可能使用同一品種規(guī)格。同時,采用級配良好,質(zhì)地堅硬,顆粒潔凈的中粗江砂和級配良好、壓碎指標符合要求的花崗巖碎石,砂子的細度模數(shù)、砂率以及砂石的含泥量是控制的關(guān)鍵。外加劑的選用需根據(jù)不同季節(jié)、不同氣溫條件進行選取,同時在試驗室進行試配、比較和選擇,是保障砼質(zhì)量的關(guān)鍵。4.1去除混凝土中的自由水和氣泡,清洗凈表面的模板形成因素主要有水灰比、模板及振搗方法。在混凝土拌和物中,如水灰比較大、拌和用水計算不準確、未調(diào)整施工配合比,將造成拌和用水量偏多,坍落度過大。由于模板不能吸收水分,則水分蒸發(fā)后在混凝土表面留下較多氣孔。如模板表面不夠光滑,脫模劑太粘,將滯留混凝土中的自由水和氣泡。若振搗間距較大,振動時間不夠,將使得水分和氣泡難以脫離混凝土表面。采取辦法:1)嚴格控制坍落度和水灰比;2)摻加減水劑,減小用水量;3)使用清洗潔凈、表面光滑的模板;4)使用粘度較小的脫模劑;5)適當減小振動間距及延長振動時間;6)振搗時用槌輕敲模板,幫助氣泡逸出。4.2混凝土配合比當出現(xiàn)漏振及振搗不好時,砂漿沒有填滿粗集料之間的孔隙就會產(chǎn)生蜂窩。此外,混凝土配合比選配不當,砂率不足,集料級配不良,坍落度不適應澆筑條件,鋼筋間距太小,模板漏漿均會造成水泥漿的不足或缺失難以填滿集料之間的空隙。采取辦法:1)通過交叉配比實驗確定混凝土配合比(從含砂率、坍落度等多方面考慮);2)確保模板拼裝嚴密、無縫隙,防止漏漿;3)加強振搗,分區(qū)段專人負責。4.3優(yōu)化交界面造成反差冷縫出現(xiàn)的主要原因是分層、分段澆筑間隔時間過長,超出混凝土的初凝時間,上層振動棒無法深入到下層混凝土,在兩層交界面上出現(xiàn)的色差現(xiàn)象。采取辦法:1)嚴格按每層下灰高度不超過30cm控制;2)設計料斗滿足腹板二側(cè)同時下料,集中供料、工人連續(xù)作業(yè),減少底板和腹板澆注時間差;3)增加備料,同時維護好現(xiàn)場的設備和機械,防止故障等原因?qū)е马艥沧⒅袛唷?)根據(jù)氣溫情況選擇合適的外加劑,使砼緩凝時間滿足現(xiàn)場施工需求。4.4分層澆筑時,混凝土自砼表面水波紋主要是施工中砼坍落度過大,經(jīng)振搗后混凝土離析,稀漿浮到混凝土表面,終凝后在混凝土表面形成似水波紋、顏色較深的形狀。此外混凝土分層澆筑時,由于振搗上層混凝土與振動棒沒有深入到下層足夠的深度,往往也會出現(xiàn)水波紋現(xiàn)象。采取辦法:1)嚴格控制混凝土坍落度,對坍落度不符合要求的堅決禁止入模;2)振搗時必須將振動棒透入到下層混凝土5~10cm;3)固定振搗操作工,防止欠振或過振。4.5混凝土與芯模粘連、脫皮、流固由于新拌混凝土離析,泌水造成水膜及水泥稀漿擠占骨料間的空隙,并分散包裹于骨料表面,當水分遷移形成水膜痕跡及表層多孔低強度的水泥石,低強度的硬化水泥石在拆模時易與模板粘連、脫落,從而形成表面粗糙的魚鱗狀波紋。另外,當芯模未反壓固定及底部未封閉時,澆筑腹板時芯模上浮,混凝土出現(xiàn)塑性變形并向下滑移,將會在混凝土表面出現(xiàn)魚鱗紋。采取辦法:1)防止混凝土離析(控制骨料最大粒徑、適當增加砂率、控制混凝土的泌水);2)對芯模反壓固定,防止上浮;3)底板分段澆筑后,及時封閉芯模底部,限制腹板混凝土從芯模底部上翻;4)適當采取二次振搗,先用50型振動棒,間隔一定距離(或時間)后使用30型振動棒二次補振。4.6平整度、表面拉毛箱梁頂板表面質(zhì)量通病時常表現(xiàn)為裂縫、高低偏差等。而裂縫多以干縮裂縫為主,主要原因是養(yǎng)護不及時或養(yǎng)護不到位形成干濕循環(huán),導致裂縫;頂板厚度不足主要原因是芯模或側(cè)模上浮引起;而平整度和表面拉毛構(gòu)造問題主要是由收面、拉毛的時間和方法控制問題引起。采取辦法:1)專人負責養(yǎng)護,保障非冬季施工期的梁頂處于潮濕養(yǎng)護狀態(tài),并保障養(yǎng)護時間不少于7天;2)冬季施工養(yǎng)護應實時監(jiān)測內(nèi)外溫