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1、精选优质文档-倾情为你奉上预应力组合箱梁施工常见质量通病及预防措施陈建国（中铁隧道集团有限公司第一工程处 河南新乡 ）摘要：通过对预应力组合箱梁施工过程中常见的质量通病进行原因分析，针对在不同条件、机理下所产生的质量问题提出预防措施和解决方法。关键词：组合箱梁 质量 通病 预防预应力混凝土组合箱梁这种结构型式由于其结构轻盈、建筑高度小，配筋少等优点，在国内高等级公路中普遍使用；但这种结构桥型在施工中存在一些质量通病。在主梁的预制、张拉及压浆、主梁的安装及最终的体系转换时应引起重视。1、主梁的预制1.1 质量通病一质量通病：箱梁底板与腹板交接处混凝土不密实或漏浆，出现孔洞、冷缝、水波纹等现象；锚
2、垫板周围混凝土不密实。形成原因：从施工质量控制角度看主要是施工工艺不完善，其表现为粗骨料级配、粒径选择不合理，粗骨料偏大，设计配合比时未考虑钢筋的间距（施工规范规定：粗骨料最大粒径不超过结构最小边尺寸的1/4和钢筋最小净距的3/4）；在底层波纹管上缘，粗骨料易堆积在一起，而为了保证梁体密实性，必然要加强腹板波纹管下混凝土振捣，有时就可能造成振捣过度，在波纹管下缘形成一层砂浆层，从外观上看，梁体在腹板局部出现不密实或沿底层波纹管方向出现一层水波纹；混凝土浇注时始终从一端向另一端进行浇注，导致梁端混凝土不密实；漏浆产生的主要原因是模板接缝不紧密。预防措施：严格控制粗骨料粒径，必要时对粗骨料进行过筛
3、；采用底板、腹板、顶板全断面斜向循环渐进浇筑工艺，基本同步浇筑（即纵向分段、水平分层的浇注方法：见图1-1）；振捣腹板波纹管以下混凝土要严格控制施工塌落度；混凝土振捣时控制原则为“不超捣、亦不欠捣”，混凝土密实标准为混凝土表面不再下沉、气泡不再冒出、混凝土表面泛浆。1.2 质量通病二质量通病：在箱体内侧及隔板等拐角处易出现非结构性裂缝。形成原因：此种裂缝多由温度收缩所引起。由于水泥在水化过程中产生大量的水化热，混凝土在早期快速伸温阶段，总体上处于热胀状态，此时混凝土刚从塑态逐渐凝结硬化变为固态，其塑性变性相对较大，因此产生超强度拉应力的可能性较小，一般不会引起混凝土裂缝。但在降温阶段，混凝土从
4、热胀的最大变形点开始降温收缩，而此时混凝土的弹性模量也已增大，故降温收缩会引起一定的拉力；在组合箱梁施工过程中，混凝土所能达到的最高温升与水泥用量、养护方法及环境温度有关；水泥用量越大、标号越高、周围气温越高，则温升越高，有时混凝土内部可达3040的温升，加上外界气温，混凝土温度可达到6070。因此混凝土受到一个温差T，将产生一个自由伸长量L：L=TL式中 线膨胀系数(结构每伸高1的相对变形)(1/)，约为(714)10-6/；T温差()；L结构的长度(cm)。温度降低时，T为负值，也就是说，结构产生收缩变形。假如混凝土结构呈自由收缩变形，变形量L=TL，在其端部施加一个拉力P，将自由收缩变形
5、拉回原位，产生的应力即为收缩变形约束应力。由公式L=PL/(EF)可得出：=-P/F=-ET，可见约束应力的大小与温差、线膨胀系数及结构弹性模量成比例，而与结构长度无关。由于混凝土的受压弹性模量与受拉弹性模量近似相等，箱梁混凝土的强度取C40，那么E=32.5GPa，抗拉强度f=1.65MPa，线膨胀系数取=1.010-5，假定施工时为常温25浇注混凝土时内部最高气温平均气温为50，则约束应力为：=8.125MPaf=1.65MPa因此，由于降温所产生的对混凝土结构收缩变形的约束应力超过了混凝土的抗拉强度，导致了混凝土的开裂。箱梁腹板与顶板互相约束，在约束点处，混凝土受拉应力最大，因此首先在箱
6、体内侧开裂；而在隔板周围，此处混凝土受其内部单向收缩拉应力，同时又受到底板的单向拉应力，由于两力不作用在同一直线上，在混凝土内部形成一对剪力，因此在隔板及梁端周围易出现裂缝。预防措施：a、混凝土配合比的选择及原材料的控制：尽量减少水泥用量，优先选用低热、中热水泥和含碱量低的水泥品种，以减少温降收缩，此项作为预防裂缝的首选措施；选择膨胀系数低的粗骨料如石灰岩骨料，防止粗骨料的级配不良导致浆体含量过高、收缩增大所带来的一系列有害影响；根据施工的实际情况可掺入适量的粉煤灰以降低水泥的水化热。b、后浇带的设置：后浇带将较长的腹板分割成小段，以控制裂缝的产生，要求后浇带的宽度能满足模板、钢筋的的操作空间
7、，一般在1.0m在右，与顶板一起浇注。c、控制温度：降低混凝土的浇注温度对裂缝的控制十分有利，通常采用冷却骨料的方法；或将浇注时间安排在夜间最低温度时；或在混凝土中预埋钢管，通过冷水或冷风来降温。d、加强混凝土的养护：混凝土的养护包括保温和保湿两方面。冬季注意混凝土的保温，有条件的情况下可采用蒸气养护；环境温度较高时，为控制混凝土的塑性裂缝及自身收缩，必须从混凝土入模开始就用潮湿养护，可采用喷雾、浇水及薄膜覆盖等措施。2、预应力张拉及压浆质量通病：施加预应力张拉时应力大小控制不准，实测延伸量与理论计算延伸量超出规范要求的；预应力孔道压浆不及时、压浆不饱满；负弯矩穿束困难，钢束压浆不密实。形成原
8、因：a、油表读数不够精确。目前，一般油表读数至多精确至MPa，MPa以下读数均只能估读，而且持荷时油表指针往往来回摆动；b、千斤顶校验方法有缺陷。千斤顶校验时无论采用主动加压，还是被动加压，往往都是采用主动加压整数时对应的千斤顶读数绘出千斤顶校验曲线，施工中将张拉力对应的油表读数在曲线上找点或内插，这样得到的油表读数与千斤顶实际拉力存在着系统误差，另外，还可能由于千斤顶油路故障导致油表读数与千斤顶实际张拉力不对应；c、计算理论延伸量时，预应力钢束弹性模是取值不准。一般弹性模量取值主要根据试验确定，取试验值的中间值，钢束出厂时虽然能符合国标要求，但本身弹性模量离散性较大，不太稳定，可能导致实测延
9、伸量与理论延伸量误差较大，超出规范要求；d、负弯矩区波纹管在主梁预制时由于振捣而变形，导致穿束困难；e、压浆时压力不够(许多工地压浆机无压力表)或操作不当，漏掺膨胀剂或水泥浆流动度过大而向低处流淌，导致孔道压浆不饱满，降低了预应力钢束与混凝土间的握裹力。预防措施：a、张拉人员要相对固定，张拉时采用应力和伸长量“双控”；b、千斤顶、油表要定期校验，张拉时发现异常情况要及时停下来找原因，必要时重新校验千斤顶、油表；c、千斤顶、油表校验时尽量采用率定值，即按实际初应力、控制应力校验对应的油表读数；d、扩大钢束检测频率，每捆钢束都要取样做弹性模量试验，及时调整钢束理论延伸量；e、施工规范规定：预应力张
10、拉锚固到压浆这段时间最多不超过14d，这主要是防止预应力筋锈蚀；但在施工时由于施工安排不当，工序衔接不好，数月甚至更长时间才压浆，由于张拉后预应力筋毛孔已张拉，比原始钢材碳素晶体间歇加大，水分子及不良气体极易浸入，锈蚀明显加快，引起预应力损失加大；故张拉后应及时压浆封锚；f、主梁预制时，在负弯矩区扁波纹管内预先穿入预应力钢束，防止振捣变形；压浆时技术人员必须跟班检查，控制灰浆压力，当孔道较长或采用一次压浆时，应适当加大压力，压浆时应达到孔道另外一端饱满出浆，并应达到排气孔排出与规定稠度相同的水泥浆为止。3、主梁的安装质量通病：安装后不能保证每片梁下个临时支座或永久支座均匀受力；预应力箱梁张拉后
11、反拱度过大，影响桥面系施工。形成原因：a、由于箱梁支座顶面难以保证完全在一个平面上，有时即使在一个平面上，也有可能因梁底不平造成受力不均，特别是端跨梁因永久支座与橡胶支座变形不一样，更易造成受力不均，甚至脱空，直接影响以后桥梁使用；b、箱梁正弯矩张拉时，由于龄期等原因，弹性模量未达到设计强度的90以上，引起张拉后跨中反拱过大；储梁期过长，从正弯矩张拉结束到负弯矩张拉时间间隔太长，甚至超过60天，常常引起桥面铺装层开裂，此后带来桥面水毁等质量问题。预防措施：a、定期检测梁底模板支座处平整度，控制在1cm以下；严格控制临时支座顶面高程，发现误差及时调整；临时支座设置时要考虑施工期间临时荷载作用，并
12、进行超载预压，使用前密封保存；b、注意控制张拉时混凝土弹性模量；严格控制箱梁混凝土施工配合比；及时张拉、出坑，减少存梁期，及时安装，并进行湿接头、湿接缝施工。4、体系转换质量通病：一联内湿接头、湿接缝施工顺序没有按设计要求对称施工。形成原因：主要是施工安排不当、工期过长造成的。按照设计要求，一般一联内组合箱梁完成体系转换时，施工顺序要求从联端向中间对称施工，而在实际施工中有时受工期制约，往往按安装顺序施工湿接头，这样由于施工方法的改变，组合箱梁从简支变为连续时，梁长收缩、温度应力均与设计时考虑有差异。预防措施：如果不能做到一联内湿接头对称施工，可采用一联内负弯矩分两次张拉，张拉负弯矩时，相邻墩湿接头混凝土均已浇筑，张拉时先张拉短束，待一联内湿接头混凝土均浇筑完成后再张拉长束，完成体系转换。5、结束语只要在施工方面合理选择混凝土配合比，优化施工工艺，同时严格、规范地进行预应力张拉及压浆，科学安排前后工序之间的衔接，就能消除预应力混凝土组合箱梁施工过程中上述常见的质量通病，保证预应力混凝土组合箱梁的内在质量和外在质量。参考文献1 中华人民共和国交通部.公路桥涵施工技术规范.20002 交通部第一公路工程总公司.公路施工手册桥涵（下册）.2003作者简介：陈建国，男，2000年7月于西南交通大学土木工程专业专科毕业，助理工程师。专心-专注-专业
