預應力混凝土連續梁橋質量分析與控制

【摘 要】針對預應力混凝土連續橋梁在近年來不斷發生的跨中持續下沉和梁體開裂兩大質量通病，本文結合設計和施工情況介紹了預應力混凝土連續鋼構橋梁的施工質量控制，供參考和借鑒。

【關鍵詞】連續梁；施工質量；分析；控制

1 前言

南京至安慶高速鐵路我國高鐵網中重要的一環， 其中漳河特大橋是蕪湖段第NASZ-5合同段的一座特大橋，全長19.078公里。橋梁上部主跨連續梁為80米、100米等。針對目前連續梁在使用十年、二十年后出現的普遍質量問題，如跨中下沉；梁體裂縫現象，對橋梁設計和施工中混凝土的耐久性、工作性、適用性、強度、體積穩定性；以及施工中的質量控制等提出了更高的要求。

2 配置連續梁橋C50混凝土所需建筑材料的質量控制

2.1 水泥

如選擇低強度的水泥配置C50混凝土，側每立方米混凝土需用的水泥量(Kg/m3)將大大提高。單方水泥用量大，則水化熱高，容易發生收縮裂紋，影響混凝土質量，而且不夠經濟。如以較高強度的水泥配置C50混凝土，則每方水泥用量減少了，水化熱相對降低，但是水泥用量又不能太少，否則混凝土的和易性不好、容易離析，同樣影響混凝土的質量。可見，水泥強度的選擇和水泥用量的多少對混凝土的性能好壞影響最為致命。同時不同品種的水泥由于水化反應的時間快慢不同，對混凝土的抗裂性能的影響就不同。

2.2 粗骨料

粗集料選用粒徑5—25mm碎石；級配采用連續級配，這樣粗骨料的分級尺寸互相銜接，每級均占一定數量，伴制混凝土時和易性好，不易發生離析。也可以采用連續級配和單級配配合使用。不采用單粒級。

粗骨料的抗壓強度尤為重要，對于強度為C50的混凝土，還應對巖石進行抗壓強度檢驗，巖石的抗壓強度與混凝土強度等級之比對于大于或等于C30的混凝土，不應小于2，其它不應小于1.5。施工所用碎石，嚴格經過現場勘察，選用大型碎石場，并經過抗壓強度試驗，確定抗壓強度在100—120之間的碎石。對所用碎石進行了堿活性檢驗。要求使用無堿活性的碎石。

2.3 細骨料

對于高標號泵送混凝土宜選用中砂，細度模數為2.9——2.6。2.5mm篩孔的累計篩余量不得大于15%，0.315mm篩孔的累計篩余量宜在85%——92%范圍內。

砂中如含有顆粒狀硫化物，則要進行耐久性試驗。砂中云母過多時，會消弱水泥的膠結力，降低混凝土的強度；有機物和輕物質過多時，將延緩水泥的硬化過程，降低混凝土的強度，特別是早期強度；含泥量過多，將引起混凝土的拌合物需水量和水泥用量增大，并且降低混凝土的強度和抗滲性、抗凍性。硫化物可與水泥中的鋁酸三鈣發生化學反應，體積膨脹2.5倍，影響混凝土的強度和耐久性并腐蝕鋼筋。因此，砂中雜質的含量必須通過試驗測定才能最終確定砂的選用場地。確定采用江西贛江砂。

2.4 外加劑

外加劑有減水劑、引氣劑、緩凝劑、早強劑等多種類型。外加劑的作用主要體現在以下兩個方面。

由此可見混凝土外加劑影響混凝土的各種性能，在本橋上，經過比選采用緩凝高效減水劑。其具有較高的減水增強效果，能提高混凝土拌合物的和易性和泵送性。在進行配合比設計時必須事先對高效減水劑與水泥的適應性進行試驗，以取得最佳摻量和應用效果。

2.5 摻和料

2.5.1 粉煤灰

粉煤灰由于顆粒小，能夠對拌合物中的自由水產生吸附作用，也就是增加了混凝土的粘聚性和保水性，有效改善拌合物工藝性能，使混凝土易于拌合、運輸、澆灌和振搗，同時又使混凝土質量均勻、成型密實（又稱為工作性），利于高墩泵送。再就是由于硅粉充填到水泥顆粒中間的孔隙中，使混凝土結構較為致密，同時粉煤灰的二次水化作用，新的生成物堵塞混凝土中滲透通道，能提高混凝土的抗滲性能，比較普通混凝土，能有效阻止或延緩混凝土的碳化反應，避免結構中的預應力筋過早遭受銹蝕，對改善結構耐久性產生有利的影響。

3 C50混凝土配合比的設計和優化

混凝土配合比的設計除了滿足混凝土的強度等級和高墩泵送性，還必須使混凝土具有較大的抗裂能力；盡量節省水泥；降低混凝土絕熱溫升，減少混凝土收縮。因此鋼構橋混凝土配合比的設計對于鋼構橋的質量通病的控制至關重要。

4 連續梁橋施工質量控制

由于鋼構橋施工工序復雜，施工質量的控制必須從每個工序上控制，才能更好的控制全橋的質量，本節將從鋼構施工的主要工序、關鍵環節進行說明。

4.1 鋼筋混凝土保護層的質量控制

4.1.1 鋼筋保護層對結構的影響

（1）保護層過小使得混凝土易受外界物質侵蝕碳化

由于混凝土質量較差或保護層厚度不足，混凝土保護層受外界CO2侵蝕，碳化至鋼筋表面，使鋼筋周圍混凝土咸度降低，引起鋼筋表面氧化膜破壞，鋼筋中鐵離子與侵入到混凝土中的氧氣和水分發生銹蝕反應，其銹蝕物氫氧化鐵體積比原來膨脹約2-3倍，從而對周圍混凝土產生膨脹應力，導致保護層混凝土開裂。

（2）保護層過小使混凝土對鋼筋的握裹力不足

鋼筋和混凝土能夠共同受力的必要條件就是鋼筋與混凝土之間必須有相當強大的粘結力，這就是結構中混凝土對鋼筋的握裹力。保護層過小將影響混凝土對鋼筋的握裹，從而降低了錨固力和結構抵抗軸力和彎矩的作用。

4.1.2 鋼筋保護層的控制措施

從上也反映了鋼筋在存放時防止生銹、加工尺寸的準確、綁扎定位的牢固都會對保護層造成影響。看見鋼筋工程中的質量控制應該從材料進場到安裝的每一個工序嚴格進行控制。不同構件、不同部位的鋼筋保護層厚度不同，所以必須嚴格按照圖紙進行施工。

4.2 鋼筋制作、安裝的質量控制

為防止由于預應力徑向力的作用，導致跨中底板混凝土崩裂，原設計圖中的防崩鋼筋不能隨意改動，最好設置為135度彎折或閉合箍筋，將徑向力傳至上排鋼筋網，讓箱梁全截面受力，以減少徑向力對底板的影響。圖紙對中跨底板掛鉤未設計成135度彎折或閉合箍筋，應該進行改動，并延長到中跨前3—5段。

4.3 混凝土施工質量控制

4.3.1 0號塊的澆注

2次澆注容易產生豎向收縮裂縫。所以0號塊一定要一次澆注至箱梁中性軸附近在斷縫，余下一次澆筑完成才不會產生豎向收縮裂縫。為了避免高度很大的0號塊兩次澆注時間間隔太長，造成混凝土不同收縮產生豎向裂縫。要求2次澆注的齡期最好不要超過15天，并在0號塊內部增加防裂鋼筋網片。

4.3.2 懸臂節段混凝土澆筑質量控制

箱梁混凝土澆筑時兩端掛籃混凝土一定要對稱進行，并且先底板后腹板再頂板。兩端底板澆注完成后再同時開始澆注腹板，但是兩端不能間隔時間太長。同一端掛籃腹板兩側要盡量澆注水平，防止掛籃偏壓受力，影響穩定性。

4.3.3 合攏段混凝土質量控制

合龍段混凝土采用一次性澆筑成型。混凝土澆筑順序為先底板、再腹板，最后頂板。澆筑混凝土的過程中，防止中橫隔板下口翻漿。合龍段兩側水箱同時放水，保證混凝土的澆筑重量與放水重量基本相等，邊跨側配重不變。

4.4 預應力質量控制

4.4.1 縱向、豎向、橫向預應力施工質量控制

縱向預應力束縱向保證兩端同步張拉，橫向保證兩邊對稱張拉。預應力鋼束張拉按圖紙交代的順序進行，一般為先縱向后橫向再豎向。預應力鋼束張拉完畢后，嚴禁撞擊鋼束，鋼絞線和粗鋼筋多余長度應用切割機切割。不能使用氧氣切割。

4.4.2 預應力管道壓漿

管道壓漿強度R28達到60MPa 。縱向預應力采用真空灌漿工藝。預應力鋼束錨固齒板上的錨具壓漿后應及時澆注封錨砼，施工應采取加微膨脹劑確保預應力管內灌漿密實和飽滿。

4.5 橋梁線型控制

施工進行梁頂標高、墩頂變位測量、預埋測試元件測試大橋控制截面應力，以實測參數預測施工預拱度，以便隨時指導和提供各梁段立模標高，確保成橋線型與設計吻合。

5 結語：

綜上所述，經過上述內容針對預應力混凝土連續橋梁所發生的跨中持續下沉以及梁體開裂兩大質量通病的深層次的原因剖析，了解到在現有狀況下，加強針對預應力混凝土連續梁橋質量分析與控制的保障我國公共事業發展的有力舉措。

作者簡介：

王原，年齡：38歲，1996年畢業于西安交大。專業：物資經濟，最高學歷：本科