連續箱梁腹板及頂板常見質量缺陷及防治措施

劉 廣

(山西省公路局晉城分局，山西晉城 048000)

隨著公路建設的發展，目前我國公路建設中的大、中橋梁，上部結構大部分采用了預應力混凝土連續箱梁。因為與其他形式上部結構相比，它具有以下優點:1)箱形梁的剛度較大，抗扭性能較強，在偏心荷載作用下其整體穩定性較好，同時也能節省大量材料;2)它的底板和頂板的面積較大，可以布置大量的預應力筋，防止應力集中，使每一聯梁的正負彎矩受力更加合理。但是箱梁施工中的缺點是工藝較復雜，操作的程序比較繁瑣，如底板的混凝土不容易澆筑，腹板較薄不容易使混凝土振搗密實等，掌握不好混凝土施工工藝，可直接影響箱梁的外觀，甚至會影響箱梁的耐久性。

1 常出現的質量缺陷

由于箱梁高度都在1.4m以上，混凝土澆筑倒料過程中，又不能一次把料加滿，必須邊振搗邊加料，由此而容易引發箱梁澆筑過程中出現的分層痕跡，表面出現花紋、沙眼，頂板表面出現裂縫等現象;由于養護不到位，出現腹板或頂板橫向裂縫;由于倒料過程中粗細料離析，局部骨料不足，產生收縮裂縫;由于蒸養溫度急劇升高或突然下降，導致梁由溫度引起的橫向裂縫;壓漿后溫度過低導致沿波紋管方向的縱向裂縫;拆模過早引起的外觀破損等。如何有效地控制以上現象的發生成了一道難題。通過本人在25m，35m箱梁施工中一些經驗，并經過多項試驗，一次一次地調整施工方案，總結出了一套較行之有效的施工工藝，對提高箱梁的內在質量和外觀質量都有很好的效果(以預制35m跨徑箱梁為例，梁高1.8 m)。

2 防治措施

1)保證外側模的表面光潔平整是保證箱梁外觀的關鍵，主要措施有:a.使用新大面定型鋼模板;b.清洗模板表面，對局部不合適處進行打磨;c.使用專用脫模劑;d.每次使用模板后表面必須打磨清洗。

2)箱梁鋼筋在制作加工過程中一定要控制好尺寸，鋼筋模板安裝定位后仔細檢查保護層厚度，保護層墊塊使用提前預制固定厚度的混凝土塊比較好，墊塊的強度與相鄰的混凝土強度一致，墊塊的最大集料粒徑不大于10mm，墊塊上預埋1.3mm直徑的退火軟鐵絲，可以牢固的綁在鋼筋上，以防保護層過小影響混凝土的下滑，堆積振搗后出現花紋及沙眼或露筋，同時保護層過小也影響箱梁的使用壽命。

3)波紋管布設要嚴格按照圖紙的坐標要求，用設計的固定形式對波紋管進行固定，保證波紋管在整體長度范圍內的位置準確。一般定位鋼筋在曲線段每0.5 m一道，直線段每1 m一道。

4)骨料選配上要合理把關，嚴禁骨料偏大。碎石選用兩種規格，小石子5mm～16mm，大石子16mm～25mm，碎石的壓碎值、含泥量和針片狀含量等要達到設計要求。砂選用中粗砂，細度模數應該在2.6以上。

5)應嚴格按配合比施工，混凝土坍落度一般控制在7cm～9cm為宜。坍落度太大，強度不易保證，并且很難消除表面之氣泡、花紋、沙眼等缺陷;因鋼筋密集，并有波紋管等，若坍落度太小很難保證振搗密實。

6)混凝土要采用強制式拌合設備進行拌合，配有自動計量裝置。拌合設備在使用前必須進行計量標定，確保配料準確。外摻劑盡量采用液體添加劑，并且采用自動稱量添加。每次預制箱梁開盤前應做砂、碎石的含水量試驗，計算出每盤料的應加水量。混凝土攪拌要均勻，從開始加水計時，大約攪拌120 s，加有外摻劑的可適當延長攪拌時間5 s～10 s。混凝土運輸過程中切忌強烈震動，一般情況下，混凝土需要在拌合站和澆筑現場都檢測坍落度。如運距較遠，混凝土必須用罐車運輸，混凝土運到澆筑現場坍落度損失不宜超過20mm，澆筑之前先做好檢測，如變化較大就要重新拌制混凝土。

7)倒料，一次下料長度在5 m～6 m，左右腹板上方同時下料，以防芯模側移，料頂面高出頂板為宜，開始第一遍振搗(可以根據長度選用高頻數量)。

8)加強混凝土的振搗工藝控制是混凝土工程的關鍵步驟之一。在混凝土澆筑過程中對其過振或漏振都將產生不利的影響，不僅影響其外觀質量，還有可能影響其內在質量，從而影響到箱梁的使用壽命。對于箱梁混凝土振搗主要在兩個地方比較難以操作:a.腹板。由于箱梁的腹板壁較薄，而且鋼筋較密，還有多根預應力管道占用很大的空間，所以振動棒很難正常操作;b.錨具后邊的預應力錨固區。這個地方受力較大，應力比較集中，為了防止混凝土開裂，加大了此處的配筋，所以此處配筋較密，振動棒也不容易操作。這就要求在箱梁澆筑腹板時采用附著式振動器和插入式振搗器相結合的方式振搗，并且嚴格控制振搗的頻率和時間。一般操作方法按如下執行:選用功率為1.5kW高頻附著式振動器，間距為水平1m，垂直0.8m設置1個較為合理，振搗時間控制在20s～30s之間，切忌過振，避免出現水波紋、蜂窩麻面、空洞等。兩側振動器操作人員要時刻聽從混凝土工長的指揮，兩側振動器必須同時開啟和關閉。工長要有豐富的混凝土施工經驗，一要根據時間，二要根據混凝土表面泛漿情況來指揮，必要時可以加長或縮短振動時間。插入式振搗器一般在腹板處采用和φ50mm交替使用，在孔隙較小，φ50mm振搗器不能操作時，要改為用φ30mm振搗器替代，防止出現漏振和只有漿沒有骨料的情況。

9)開啟高頻振動器振搗，一般長度不能超過5m～6 m混凝土下料長度，前面要留下一截，大約1m，這樣可以有效地控制由于振動而引起的混凝土前滑，出現分層，起到了阻擋作用。

10)拆除第一段高頻振動器的數量也是至關重要的一點。比如說第一次一共使用5只高頻振動器，第二次使用時拆除前4只高頻振動器的插頭，第5只高頻振動器與后4只高頻一起為第二段混凝土的振動器振搗。依此反復往前移動，可以防止漏振及蜂窩的發生。

11)第一遍振搗完成以后，繼續加料進行第二遍振搗，反復進行此操作，直至料振滿至腹板與頂板交接處以上為止(一般情況下，最多加料兩次，振搗后就能到達頂板位置)，進行第二段的加料振搗工作，直至梁澆筑完成。

12)混凝土從一端澆至另一端終點4 m左右，應從終點往回倒料振搗，可以防止端頭漏漿嚴重及出現空洞。

13)頂板澆筑振搗時要注意與腹板之間的銜接，下層混凝土表面如有松散必須清理干凈，頂板振搗時既要平振又要點振，點振間距控制在20cm～30cm之間。經第一次收漿抹平后，在混凝土接近初凝時進行二次收漿并拉毛，可以有效地防止頂板裂縫的發生。

14)澆筑頂板混凝土時應注意控制好頂板厚度和坡度，特別是頂板負彎矩張拉端位置，表面一定要加強振搗。由于此處鋼筋特別密，配合比中的粗骨料從頂部基本無法進入鋼筋的間距中，只有從張拉端尾部的空隙中進入，因此張拉端的混凝土是否密實，振搗是關鍵，也直接影響了箱梁的質量及外觀。另外此處保護層也較薄，易引起開裂，所以要特別加強收漿及拉毛工作。

15)箱梁芯模拆除時間的掌握對混凝土的外觀和質量有很大影響，混凝土強度達到設計強度的70%～80%拆模比較合適，如果拆模時間過早，混凝土強度較低，容易造成箱梁頂板開裂，易導致缺棱掉角或腫皮現象等;拆模時間過遲，混凝土與模板之間粘結牢固，不易拆除。

16)由于箱梁的結構比其他混凝土結構復雜，所以其養護也是具有一定的特殊性。拆除內模后，應及時向箱梁內部注水養護，對箱內頂板及腹板內部，每隔一定時間用水槍噴灑。箱梁的外部頂板上部采用覆蓋灑水養生;腹板外部及腋下、翼板底部宜采用噴霧器灑水養生，同時加塑料薄膜覆蓋保濕。這種方法比較容易操作，而且節省人力和物力，又可保證場地的鋼筋不受灑水的影響而銹蝕，既經濟又能保證混凝土養護要求。

17)對于冬季施工的箱梁，養護和保溫至關重要。采用蒸汽養生的冬季施工，養護溫度切忌急劇升高或降低，要采取溫度緩慢升高和逐漸下降的方法進行保溫。同時大家容易忽略箱梁壓漿后的保溫工作，在壓漿后如果不進行保溫，容易導致漿液在波紋管內未凝固先被凍，一是導致漿液強度下降，二是導致漿液凍脹出現混凝土裂縫。

3 結語

通過近幾年的工程實踐，本人認為連續箱梁結構如能在設計方面進一步完善，例如配筋密度減小、腹板厚度適當加厚等將更有利于施工操作。另外在預制箱梁施工工藝上要嚴格要求，并不斷改進優化施工工藝，抓好關鍵工序，把好質量關，加強項目管理人員和技術人員的責任心，進一步完善項目部的質量保證體系，加強混凝土原材料控制和施工工藝控制，將有助于箱梁整體質量的提高。本文介紹的工藝是經過許多探索實踐后形成的，并在多條公路項目中應用，取得了較好效果。最后希望大家在對此工藝實施及運行當中多提寶貴意見，并使其不斷完善。

［1］JTG/T F50-2011，公路橋涵施工技術規范［S］.