箱梁支座空響處理及預防措施

郭萬中，何志軍

（中交二航局第二工程有限公司，重慶 400042）

1 工程概況

京滬高鐵常州制梁場位于常州市武進區鄭陸鎮三皇廟村境內，共855孔后張法預應力雙線簡支箱梁。梁場所有梁體均為適應CRTSⅡ型板式無砟軌道后張法預應力混凝土簡支箱梁。箱梁為31.5m跨，單箱單室結構，梁端頂板、底板及腹板局部向內側加厚。箱梁支座預埋鋼板（以PZ-5500為例）見圖1。

圖1 PZ-5500支座預埋鋼板設計圖

2 支座空響技術控制措施

2.1 支座空響產生的原因

經調查、觀察和分析，總結出支座空響產生的原因包含以下方面：

1）混凝土的收縮徐變

由于箱梁混凝土和支座預埋鋼板剛度的差異，預埋鋼板變形相當小可忽略不計，混凝土收縮徐變使鋼板與混凝土間存在空隙產生空響。

2）混凝土的質量

箱梁澆筑時，混凝土塌落度過大，支座預埋鋼板處可能產生氣泡，形成支座空響；塌落度過小，則箱梁混凝土可能會難以振搗密實，形成空響。

3）混凝土振搗

在箱梁梁端，鋼筋間距較密，振搗棒無法伸入支座板處振搗，或由于混凝土振搗漏振、欠振和過振都可能形成支座空響。

2.2 支座預埋板施工技術控制措施

2.2.1 混凝土的收縮徐變引起支座空響

1）混凝土原材料質量控制

本工程主要承重結構使用壽命需滿足100 a的要求，主體工程質量實現“零缺陷”，箱梁混凝土采用C50高性能混凝土，梁場使用的C50高性能混凝土配合比由鐵道部產品質量檢驗中心配制，混凝土原材料均采用合格的廠商提供的優質原材料。

2）預埋鋼板安裝時質量控制

支座預埋件安裝前先由測量組在模板上放出準確位置，并根據放出的位置進行模板平整度的打磨，打磨至每個支座板位置模板的四角高差小于2mm。

在模板上精確定位預埋鋼板位置及臨時錨固位置，并在模板上鉆出相應的預留孔，混凝土澆筑時利用螺栓將預埋鋼板的套筒與模板臨時錨固。預埋鋼板安裝到位后必須再進行四角高差和箱梁同一端兩支座板高差的復測。

混凝土澆筑后，及時拆除臨時錨固用螺栓，張拉前不允許有臨時錨固的螺栓錨固在模板上。

3）支座預埋鋼板處增加錨筋

由圖2知，在支座預埋鋼板上共有9根20 cm長φ12錨筋和4個φ33調質鋼套筒與混凝土連接，均分布在支座預埋鋼板四角或邊緣。

圖2 支座預埋鋼板加強錨筋示意圖

為了加強支座鋼板與混凝土之間的連接，在支座預埋鋼板中部增加焊接12根φ12L型螺紋鋼，沿支座預埋鋼板長度方向預埋套筒間均分3列，每列4根L型螺紋鋼。螺紋鋼長均為24 cm，詳見圖2。

2.2.2 混凝土質量控制措施

混凝土性能的好壞直接影響支座處振搗的質量。腹板第一層混凝土的性能顯得特別重要，尤其坍落度和和易性。

每次開盤前，試驗室提高砂、石含水率測定頻率，適時修改施工配合比，同時，現場澆筑腹板第一層特別是箱梁兩端第一層混凝土時，加大做坍落度及和易性的測定頻率，將混凝土的坍落度控制在18～20 cm范圍內。根據冬季和夏季施工混凝土性能的不同，提前做好混凝土性能的控制。

2.2.3 加強混凝土振搗措施

1）明確支座預埋鋼板處振搗人員分工

為確保支座預埋板處的混凝土振搗密實，嚴格按技術交底的要求核查人員，堅持定人、定區，責任到人。在4個支座預埋板位置（即兩側端模向腹板中心1.5m范圍），頂板和底板均安排4個熟練混凝土工，8個人專門負責端頭位置混凝土的振搗質量。混凝土振搗派有專人指揮、檢查，振搗人員定人定點分片包干。

梁場通過教育培訓和技術交底，將支座預埋板混凝土振搗的重要性仔細傳達到每一個有關的操作人員，提高工人的質量意識，以人員配備標準化結合質量責任制的落實作為提高支座板處混凝土振搗質量的手段。

2）工藝方面

箱梁混凝土的振搗以插入式振搗為主，以高頻側振為輔。在支座預埋鋼板下方模板處，安裝4臺附著式振搗器加強該處混凝土的振搗。

考慮到箱梁兩端及支座板處鋼筋設計布置得比較密，支座預埋鋼板處采用φ30振搗棒振搗，為了便于振搗棒深入支座預埋鋼板上方，在箱梁京向和滬向兩端端模N2a束鋼絞線位置各新開一φ12 cm小孔（見圖3），混凝土開盤前，先將空棒從預留孔處插入鋼筋籠底部支座預埋鋼板位置。

圖3 箱梁端模開孔位置布置示意圖

梁端支座預埋鋼板處混凝土澆筑時，先用φ50mm的振搗棒在箱內振搗，端模開孔處振搗棒同時振搗直至混凝土澆筑至開孔位置處后，關閉開孔位置。

3）工裝方面

由于梁端支座板處鋼筋較密，混凝土振搗棒無法直接伸入至支座板處振搗。為解決這一問題，在底腹板鋼筋綁扎時，適當調整相應鋼筋間距，在每個支座板上端沿梁體鋼筋位置預埋兩根內徑為φ70mm的鋼管，鋼管底部伸至底腹板鋼筋底部支座板處，頂部略高于頂板頂高。頂板鋼筋綁扎時，在相應位置做好相應預埋件，以便鋼筋安裝時φ70mm鋼管順利穿過頂板鋼筋。

混凝土澆筑時，首先將φ50mm振搗棒從內徑為φ70 mm的鋼管插入至支座板位置振搗，待梁端頭混凝土第一層（約70 cm厚）澆筑完后，人工將鋼管拔出清洗。

2.3 支座預埋板處理效果

梁場采取以上措施后，支座空響問題得到了明顯的改善，支座空響率控制在10%以內，且空響呈單個狀，面積甚小，已滿足要求。

3 已制梁支座空響處理措施

支座鋼板空響源于支座鋼板位置處混凝土不密實或空洞，所以解決支座鋼板空響病害就是使該位置處混凝土與支座鋼板緊密接觸，主要采用支座鋼板注膠的方法處理。

3.1 施工設備和材料

支座板空響處理鉆機采用德國進口磁座鉆，型號為JCYY-13；注膠機采用德國進口高壓注膠機，型號為BOSCH-HX500；韓國進口JEFF直柄麻花鉆，型號為JEFF-6。

灌注膠采用CQ-LF1改性環氧樹脂灌縫膠，膠體抗拉強度≥30MPa，抗彎強度≥40MPa且不得呈脆性破壞，與混凝土的正拉黏結強度≥2.5 MPa且為混凝土內聚破壞，滿足混凝土結構加固設計規范的要求。

3.2 支座板注膠處理方法

1）先用錘子敲擊支座鋼板，通過聲音確定支座鋼板空洞位置。

2）在支座鋼板上確定注膠孔和排氣孔的位置。

3）用磁座鉆在支座鋼板上打出注膠孔和排氣孔。

4）在注膠孔上安裝注膠嘴。

5）配制灌縫膠。嚴格按照主劑：固化劑=2∶1的比例稱重配比，充分攪拌至無色差為止。

6）注膠。高壓注膠機注膠時壓力逐漸升高，達到規定壓力后持壓灌注。灌注密實后封堵排氣孔。

7）待膠水固化后除去注膠嘴，用封口膠封口。

3.3 支座板注膠結果檢測

通過錘子敲擊的聲音來判斷注膠是否注滿。

4 結語

支座空響問題為箱梁預制存在的質量通病，通過對支座板空響問題原因分析、預防處理措施及解決支座空響的方法介紹，為今后解決同類問題提供了可行的施工經驗。

[1] QB/GL4.3.1—2008，中交第二航務工程局有限公司常州制梁場工藝細則[S].

[2] TZ 213—2005，客運專線鐵路橋涵工程施工技術指南[S].

[3] 鐵科技[2004]120號，客運專線預應力混凝土預制梁暫行技術條件[S].