預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋質(zhì)量控制

程會峰

（中鐵七局集團鄭州工程有限公司，河南 鄭州 450000）

1 工程概況

該橋采用13跨35m組合箱梁橋，共分三聯(lián)，為 4×35+5×35+4×35，共計 104片。箱梁橋中心高度為1.824～1.776m，邊梁頂板寬為2.85m、中梁頂板寬為2.40m；底板寬均為1.0m，預(yù)應(yīng)力鋼束采用φj15.24mm低松馳高強度預(yù)應(yīng)力鋼絞線。錨具采用OVM系列錨具，梁體為C50級混凝土。

2 箱梁橋預(yù)制場地硬化及底模制作

底模高出地面50cm，地面以下用石灰土加固處理。底模設(shè)計為20cm厚C40鋼筋混凝土，并設(shè)一層φ16mm縱橫間距為20cm的鋼筋網(wǎng)，底模兩側(cè)用槽鋼固定，便于控制箱梁橋底板的幾何尺寸。底模面層鋪設(shè)8mm鋼板，以保證箱梁橋底部外觀質(zhì)量。梁端留20cm寬的槽口，澆筑時插上鋼板，起吊后抽出，便于穿鋼絲繩起吊。為防止張拉預(yù)應(yīng)力后及存梁期內(nèi)引起大的拱度，保持梁頂平整，經(jīng)計算，需在35m底模跨中下設(shè)2.0cm預(yù)拱度，在30m底?？缰邢略O(shè)1.7cm預(yù)拱度，在21m底模跨中下設(shè)1.2m預(yù)拱度，在16m底?？缰邢略O(shè)0.9cm預(yù)拱度，預(yù)拱度按拋物線設(shè)置。

缺陷防治措施：（1）底臺面層鋼板接縫嚴(yán)密、平整、無凹陷、嚴(yán)格除銹、擦油均勻、無積油現(xiàn)象。（2）底座尺寸準(zhǔn)確，底座兩側(cè)槽鋼由放橡膠軟管，以便底座與側(cè)模之間擠壓嚴(yán)密，防止漏漿。（3）底座長時間不用，應(yīng)磨光涂油履蓋保護(hù)，防止銹蝕和灰塵污染。（4）所布置的箱梁橋底座嚴(yán)格按設(shè)計要求進(jìn)行布置。（5）底模預(yù)拱度設(shè)置準(zhǔn)確，防止箱梁橋安裝后梁底出現(xiàn)高差。

3 模板制作及架立

模板有足夠強度、剛度和穩(wěn)定性，能可靠的承擔(dān)施工過程中各種作用，且保證箱梁橋幾何尺寸符合設(shè)計要求。箱梁橋外側(cè)模采用5mm定型薄鋼模板，模板骨架1m設(shè)一道，用角鋼制成斜撐和橫撐，用角鋼連接各個骨架，橡膠芯模采用3mm定型薄鋼模板，骨架50cm用角鐵設(shè)置一道，橡膠芯模頂板為2～4m設(shè)置活動推拉下料口，橡膠芯模腹板用鉸鏈鏈接，可拆成多個小片。

缺陷防治措施：（1）模板要有足夠剛度和強度和穩(wěn)定性，防止模板變形，防止箱梁橋幾何尺寸改變。（2）接縫嚴(yán)密、防止漏漿，形成蜂窩以及錯臺，影響外觀質(zhì)量。（3）外模除銹、除油、除塵徹底，防止影響外觀質(zhì)量。（4）橡膠芯模上浮是箱梁橋施工中常遇到的問題，它嚴(yán)重影響構(gòu)件的截面尺寸和橋面鋪裝層的厚度，采用在橡膠芯模頂部施加一組垂直壓力的方法，防止橡膠芯模上浮。即：在橫向槽鋼上栓接φ25鋼筋，鋼筋抵在橡膠芯模頂板上，槽鋼兩端用緊固螺栓拉結(jié)在兩側(cè)外模鋼支撐上，兩側(cè)外模鋼支撐與底模固定，養(yǎng)護(hù)完成后將鋼筋割除。（5）為了固定橡膠芯模使其不偏移軸線位置，采用高強混凝土塊和鋼筋將橡膠芯模與外側(cè)模頂牢，下部采用與相應(yīng)腹板等厚長度鋼筋焊接在腹板鋼筋骨架，鋼筋兩端頂住外模和橡膠芯模。

4 綁扎鋼筋

由于箱梁橋鋼筋直徑較小，頂板的鋼筋為φ12mm、底板的鋼筋為φ16mm、腹板的鋼筋為φ12mm，底板鋼筋在底模上綁扎，頂板、腹板鋼筋在加工廠綁扎成片，然后再現(xiàn)場安裝與底板鋼筋相連，以提高鋼筋綁扎的精度和效率。

缺陷防治措施：（1）鋼筋下料準(zhǔn)確。（2）鋼筋綁扎和焊接符合圖紙和規(guī)范要求。（3）預(yù)應(yīng)力管道定位準(zhǔn)確。（4）管道內(nèi)穿PPR管，混凝土澆筑施工結(jié)束立即抽出，防止水泥漿堵住管道，無法穿鋼鉸線。

5 澆筑混凝土

混凝土澆筑施工采用一次成型工藝，由一端向另一端全斷面推進(jìn)，同斷面澆筑順序為底板、腹板、頂板，分段分層循環(huán)推進(jìn)，每段約3～5m長，在前一段混凝土初凝前澆筑下一段混凝土，段與段之間不產(chǎn)生冷縫。澆筑底板混凝土：底板澆筑從端頭及頂板預(yù)留工作孔下混凝土，用50插入式振搗棒振搗，插點均勻、嚴(yán)密、不得漏振。底板澆筑完成一段后，將橡膠芯模部分的活動模板壓緊、固定，立即澆筑腹板混凝土。腹板混凝土澆筑施工：腹板混凝土澆筑施工采用對稱分層澆筑的方式進(jìn)行，分層厚度不得大于30cm，腹板混凝土的振搗采用復(fù)合振搗的方法，先用30型插入振搗棒振搗波紋管底部，再用50型插入振搗棒振搗腹部，腹板混凝土澆筑施工務(wù)必注意：混凝土的下料和振搗，兩腹板必須同步對稱進(jìn)行振搗，間距相差2m，以防止橡膠芯模偏位和上浮。

防治措施：（1）箱梁橋混凝土坍落度不宜過大，但由于鋼筋密、間距小并有波紋管，所以有又不宜太小、太大容易形成外表面氣泡、水斑、沙紋等缺陷。坍落度太大，混凝土的密實很難保證，所以通過驗證和現(xiàn)場實際操作總結(jié)，選用坍落度70～90mm。（2）粗集料顆料較大，針片狀含量超標(biāo)，易產(chǎn)生云斑，且容易形成粗料集中波紋管上緣，形成一層水紋，根據(jù)現(xiàn)場情況和實際操作總結(jié)，粗集料最大粒徑26.5mm連續(xù)粒級，針片狀含量小于10%，壓碎值小于20%。（3）混凝土彈性模量一定要滿足設(shè)計要求，設(shè)計值為3.75×104MPa，如果偏小容易使張拉后拱度超過設(shè)計要求。（4）混凝土的密度性直接影響到混凝土強度，我們參照混凝土滲水試驗來檢查混凝土密實性，其做法是箱梁橋澆筑成型3天后。在箱梁橋箱體內(nèi)注入50cm水，連續(xù)4小時水泵澆筑箱梁橋內(nèi)腹板，檢查外腹板是否滲水現(xiàn)象，重點檢查水紋處無滲水現(xiàn)象。經(jīng)現(xiàn)場檢查：無滲水現(xiàn)象，回彈值良好且穩(wěn)定，同時對頂板用同樣方法檢查滲水。

6預(yù)應(yīng)力的張拉

箱梁橋設(shè)計預(yù)應(yīng)力鋼材均采用φj15.24mm低松馳高強度預(yù)應(yīng)力鋼絞線，其截面積 A=140m2，標(biāo)準(zhǔn)強度 Ryb=1860MPa，彈性模量 Ey=1.95×105MPa、松馳率≤3.5%，（試驗≤1.8%）選用OVM15-3，OVM15-4，OVM15-5 三種型號錨具及其配套張拉設(shè)備。

張拉順序：張拉順序與張拉方法有關(guān)，本工程箱梁橋的特點是腹板不厚，為避免側(cè)向彎曲，根據(jù)圖紙設(shè)計采取在兩端對稱張拉，以張拉應(yīng)力和伸長值進(jìn)行雙控。張拉應(yīng)力和伸長量數(shù)據(jù)通過計算獲得。張拉伸長值的控制范圍：現(xiàn)場實際張拉從0-10%σ k-20%σ k-100%σ k，持荷2min來控制，根據(jù)施工規(guī)范的要求，實際張拉伸長值與理論計算伸長值的誤差應(yīng)控制在±6%。

防治措施：（1）張拉人員要相對固定，經(jīng)過培訓(xùn)張拉時采用應(yīng)力和伸長量"雙控"。（2）千斤頂、油表要定期校驗，張拉時發(fā)現(xiàn)異常情況要及時停下來找原因，必要時重新校驗千斤頂、油表。（3）千斤頂、油表校驗時盡量采用率定值，即按實際初應(yīng)力、控制應(yīng)力校驗對應(yīng)的油表讀數(shù)。（4）加大鋼絞線檢測頻率，每批鋼絞線都要取樣做彈模試驗，及時調(diào)整鋼絞線理論延伸量。（5）張拉嚴(yán)格按照張拉程序，嚴(yán)禁以0-100%σ k進(jìn)行錨固。（6）施加預(yù)應(yīng)力大小控制準(zhǔn)確，實測伸長量與理論計算伸長量控制在規(guī)范要求的±6%范圍內(nèi)。

7 孔道灌漿

孔道灌漿在預(yù)應(yīng)力張拉后盡快進(jìn)行，水泥采用52.5普通硅酸鹽水泥。在水漿內(nèi)摻JM-HF減水和微膨脹作用的外加劑，水灰比宜為0.20～0.45，由于摻入減水劑，水灰比可減小到0.35，本項目控制在0.37。保證水泥漿強度符合設(shè)計要求，為防止預(yù)應(yīng)力筋銹蝕，張拉后應(yīng)及時壓漿封錨。

防治措施：（1）箱梁橋壓漿之前用高壓空氣將管道內(nèi)浮塵吹清，再用清水沖洗干凈。（2）水泥漿的稠度控制在14～18S之間。（3）水泥漿拌制至壓入孔道時間，不宜超過45min。（4）當(dāng)孔道較長或采用一次性壓漿時，應(yīng)適當(dāng)加大壓力。（5）為保證管道內(nèi)灰漿飽滿，穩(wěn)壓時間不低于2min，壓力不低于0.5MPa。

8養(yǎng)護(hù)

混凝土澆筑施工完成后，應(yīng)在收漿后盡快予以覆蓋和灑水養(yǎng)護(hù)，保持混凝土表面潮濕，養(yǎng)護(hù)時間根據(jù)氣溫、濕度和混凝土強度決定。箱室內(nèi)宜采取筑壩注水養(yǎng)生，亦可檢測腹板混凝土的嚴(yán)密性，特別是腹板與頂板交接處。

缺陷防治措施：（1）當(dāng)氣溫低于5℃，用覆蓋保溫進(jìn)行蒸汽養(yǎng)護(hù)。（2）當(dāng)氣溫太高，應(yīng)避開中午，選擇早晚澆筑。（3）用滲水土工布履蓋養(yǎng)生。

結(jié)語

通過工程實踐，作者認(rèn)為組合箱梁橋結(jié)構(gòu)如能在設(shè)計方面進(jìn)一步完善，例如底板、腹板適當(dāng)加厚，施工方面合理選擇粗骨料粒徑，優(yōu)化施工工藝，同時嚴(yán)格按施工規(guī)范要求進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉壓漿，就能消除預(yù)應(yīng)力混凝土組合箱梁橋的施工質(zhì)量通病，保證預(yù)應(yīng)力混凝土組合箱梁橋的內(nèi)在質(zhì)量和外在質(zhì)量，使得組合箱梁橋這種結(jié)構(gòu)形式得到更大的推廣應(yīng)用。預(yù)制箱梁橋為薄壁結(jié)構(gòu)，對施工要求高，內(nèi)外模板要求采用有較大剛度和平整度的定型鋼模，才能保證外觀質(zhì)量；澆筑混凝土?xí)r，水泥、砂、石子、水配合比(質(zhì)量比)建議采用1：1.383：1.862：0.362。水泥用量 470kg/m3，碎石粒徑 5～25mm，坍落度 8～10cm，并加入復(fù)合型外加劑，充分保證混凝土的流動性和初凝時間。澆筑順序為先底板，然后接著澆筑腹板、頂板、能夠保證預(yù)制箱梁橋連續(xù)澆筑的整體質(zhì)量。

[1]翁尚彬.淺談橋梁建模時邊界條件對某大跨橋梁有限元模型修正的影響[J].瀘州職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2012.

[2]王月華，丁漢飛.五跨連續(xù)剛構(gòu)橋承載力評定[J].泰州職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2012（6）.

[3]大連.建成東北最大最先進(jìn)橋隧結(jié)構(gòu)實驗室[J].上海城市管理，2013（1）.

[4]楊歡歡，魏茂林.某混合梁斜拉橋鋼混接合段整體有限元分析研究[J].北京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2009（3）.