桥梁施工及其质量控制要点ppt课件

预制桥梁施工质量控制要点 周水兴教授 博士重庆交通大学桥梁工程系主任2017年3月18日南通 报告内容 预制梁桥构造与受力特点预制梁常见施工通病桥面铺装层施工通病施工经验的辨证认识 1 设计是一种有目的的行为 任何一个构造 细节 的背后都隐藏着某种设计意图 以满足构造 受力 耐久性等要求 如箍筋的长度 4 任何一个小小的工艺改进 都会提高施工效率与施工质量 节省工程造价 往往不太重视 2 施工是实现设计意图的具体实践 按图施工 3 技术人员要从力学 构造原理 耐久性等方面来理解和指导施工 一 预制梁桥构造与受力特点 1 1T梁 小箱梁组成与构造要求 T梁桥 小箱梁桥由若干片梁通过桥面湿接缝 横隔板连接而成 目的 作用 通过横隔板联结成整体 达到共同受力和起到分配荷载的作用 整体性是所有桥梁所追求的最基本也是最重要的要求 整体性通过横向联系 如横隔板 横系梁等实现 并且要求他们自身具有足够的强度和刚度 1 2T梁的受力特点与计算理论 国内早期采用少横隔梁建造的桥梁 普遍出现梁体开裂 振动大等问题 设计上采用的计算理论和假定 T梁桥按刚性横梁法 横隔板为刚性如何理解 刚性 施工中如何去保证 当一个集中力P作用在中间梁时 没有横隔梁连接 则中间梁承担P 其余4片梁不受力 图a 当一个集中力P作用在中间梁时 对刚性横隔梁 每片梁承担P 5 图c 实际工程中 横隔梁为非绝对刚性 在P作用下各片梁按复杂规律受力 如中梁所受荷载为mP 则m必然大于0 2 小于1 0 图b 施工中的指导意义 2 梁受力最为不利 当某片中梁施工质量相对较差时 仍满足设计要求 将其放在3 位置 1 3常见误区 没有充分理解桥梁设计基本假定重视主梁施工质量 忽视横隔板的施工质量 主梁施工再好 横隔板施工质量差 或失效 主梁同样会出现问题 相反 良好的横隔板施工质量 可以弥补主梁施工中的某些缺陷 二 预制梁常见施工通病与解决方法 以预制T梁桥为例 2 1预制梁混凝土施工质量 混凝土中空气被包裹在马蹄部分 不宜溢出形成气泡外加剂质量差 如早强剂 减水剂 也可能是外加剂失效 具有较强的时效性 外加剂与混凝土相容性差 振捣时间控制不当 人为估计 最好用秒表精确控制 外观颜色不一致 原材料含泥量偏大 外加剂问题 1 蜂窝麻面 颜色不一致 2 原材料与混凝土强度偏低 水泥品质差 性质不稳定外加剂行业混乱 外加剂质量参差不齐骨料强度偏低 高强混凝土结构设计与施工指南 规定 骨料母体岩石的立方体抗压强度应比所配置的混凝土强度高20 以上粗骨料 细骨料混合堆放水泥和外加剂 如粉煤灰 随意堆放级配不合理最终结果 混凝土强度偏低 混凝土不凝固 3 混凝土强度检测与处理方法 回弹法钻芯取样法蒸养法 通过对混凝土蒸汽养护来提高强度延时法 有些混凝土因外加剂影响 强度发展缓慢 需要足够时间才能达到设计强度强度不足的处理方法 需设计单位同意并完成以下工作 降低强度验算法 降低强度 并计入桥面铺装受力验算法 已没有富余量 加固法梁体报废 重视混凝土强度 忽视弹性模量 强度 弹模双控 重视主梁预制 忽视横隔板的施工 包括缺陷处理 重视桥面铺装层混凝土施工 忽视现浇纵缝施工梁体长度控制差 造成梁体抵紧 无法实现自由伸缩 或者梁端缝隙过大 连续桥面铺装层无法施工 后期开裂 4 混凝土施工 梁端与桥台相抵 无法自由伸缩 好难打掉多余混凝土 T梁 小箱梁顶面裂缝多由混凝土收缩引起 裂缝分布不规则 可采取拉毛 加强养护来处置横隔板与翼缘板 肋板交汇处裂缝 设圆弧过渡 倒角 能有效克服 肋板竖向裂缝 台座不均匀沉降 容易断梁 张拉后梁端开裂 常见 拆模不当引起的裂缝梁场排水不畅 5 梁体常见裂缝与成因 良好的表面处理与纵缝施工 拆模造成 应敲掉 与横隔板现浇混凝土一起浇筑 采用砂浆修补是否可以 收缩裂缝 应彻底凿除 混凝土裂缝特性 反射性 如 水泥混凝土路面 外裂缝与内裂缝外裂缝可以转化为内裂缝 如贴碳纤维布 6 梁体裂缝处置方法 凿除法如梁体顶面 横隔板拆模不当造成的裂缝 应凿除桥面裂缝和已经有裂缝的横隔板混凝土 然后与桥面铺装层 横隔板现浇缝混凝土一起浇筑 严禁采用抹浆处置 修补法出现在腹板与肋板 腹板 隔板和肋板间的裂缝 在不影响结构安全的前提下 可采取修补方式封闭 确保耐久性 因张拉引起的梁端裂缝 采取修补或者凿除再浇筑混凝土进行修补 试验认证法梁体出现竖向裂缝 除封闭裂缝外 一般都要采用荷载试验方法验证该梁能否满足承载力要求 但成本高 不如弃梁 预制梁张拉后会上挠 搁置时间越长 上挠越大 为保证现浇层厚度 有意减薄预制梁厚度 错误做法 明确一次受力与二次受力的关系正确方法 合理设置反预拱度 尽快安装预拱度有正负偏差 必须保证预制梁厚度 7 预制梁厚度与桥面现浇层关系处理不当 2 2钢筋制作检查与常见问题 普遍出现箍筋长度或长或短的问题 尤其是弯钩筋长度普遍偏短 管理不够到位 现场询问技术人员或制作工人 一时找不到钢筋构造图 或回答不上是哪个钢筋 钢筋间距偏差较大 随意性较强 未按设计要求连接主筋 漏筋 位置不正确 1 箍筋下料长度不够精确 后果是保护层厚度要么偏大要么偏小 甚至影响受力 如预埋钢板中的U形锚筋 2 钢筋焊接过程中 电压偏高 造成主筋烧伤 3 钢筋间距问题 可以用一根B12mm的钢筋 用红油漆做好间距刻度 绑扎箍筋时 先将其绑扎在主筋上 一般只需2根即可控制好间距 钢筋制作中的常见问题 2 3支座预埋钢板与锚筋 作用 使钢板与梁体紧密联结 承受由温变 车辆荷载 刹车等引起的水平变位 如施工不当 就会引起支座局部脱空 局部受力 支座提前破坏 钢板与梁体脱离 十分常见 支座垫石不平整 挤压后的支座 支座剪切变形 建筑垃圾 建筑垃圾 支座剪切与开裂 可怜的支座 2 3支座预埋钢板与锚筋 常见通病 钢板厚度不够 偏薄 锚筋长度 L1 L2 不够 改变锚筋直径 改双面焊为单面焊或点焊 焊缝厚度不足 改变锚筋布置方向 设计为纵向布置 焊缝受剪 施工中改为横向布置 焊缝受弯 钢板锈蚀 坡桥上钢板未调平 或出现反向调平的错误 未满焊 焊缝不饱满 纵向布置 焊缝受剪横向布置 焊缝受弯 双面焊接 未清除焊渣 先整体制作好 当波纹管与其冲突时 可以适当挪动位置 否则焊缝质量无法保证 工序问题 纵向坡度的预埋钢板 公路钢筋混凝土及预应力混凝土设计规范 规定 当纵坡超过2 时 应调平 简单办法 在钢板底面设置一个钢筋 或采用垫砂 精度低 后果 支座局部脱空 支座局部脱空造成的损失非常巨大 2 4钢筋与预应力筋布置 钢筋间距不够均匀 钢筋保护层厚度不足或超厚 耐久性 主要是钢筋下料长度不正确 设计错误 下料不准 垫块脱落 预应力筋管道布置没有严格按设计要求 造成管道摩阻损失增大 管道定位钢筋控制不严 一般曲线段50cm 直线段80cm左右设置一根 T梁跨中位置 预应力编束要求 公路桥涵施工技术规范 规定 混凝土保护层厚度偏大 T梁翼缘底板钢筋外露 钢筋布置不均 箍筋长度短了 钢筋接头 钢筋焊接 刚好是一根钢筋的直径间距 钢筋严重扭曲 无法有效传力 漏筋 力以最短路径传递 P 您看得懂是什么吗 弯曲的钢筋能够受力吗 管道线形不顺 弯曲的钢束曲线 4 23 2020 美国桥梁波纹管定位 4 23 2020 4 23 2020 普通钢筋与预应力筋冲突 设计 允许适当挪动位置 但并不允许改变普通钢筋的构造 在预应力混凝土T梁中 经常遇到部分马蹄形钢筋与预应力筋冲突 正确的处理方法是不能改变封闭筋的构造 否则会影响马蹄部分的受力 普通钢筋与预应力筋冲突 续 处理方法 提前封闭普通钢筋 为什么马蹄形中要设置封闭箍筋 目前预制T梁中出现的共性问题 开裂普遍集中出现在马蹄部分沿跨径方向布置翼缘板下缘开裂多出现在运营阶段原因封闭筋构造有关构造设计预应力张拉等 梁底开裂 马蹄开裂 2 5预应力张拉与压浆 双控 张拉力和伸长量油压表与千斤顶标定压浆目的 满足有粘结设计要求 防止钢绞线锈蚀 断裂 十分严重 有水有气必然渗入管道内 西方发达国家 德国 美国等 因预应力筋锈蚀已造成重大损失 2 5预应力张拉与压浆 常见通病张拉不对称 普遍 标定时间过长油压表失效进油太快 导致有效预应力无法传递到整片梁体浆液制作随意 没有严格按设计和规范要求制作压浆不饱满封锚随意 2 初始张拉力的确定方法 初应力大小与最终建立的控制应力密切相关 初应力不足 则有效预应力难以按设计要求建立 满足设计意图的关键 跨径30m 初应力取 10 15 的控制应力 跨径30 60m的梁 初应力取 15 20 的控制应力 跨径大于60m 初应力取25 的控制应力 4 23 2020 3 几何解析法确定初始张拉力 按5 分级直至100 锚下控制张拉力 分级读取伸长量 据此计算出每一级之间伸长量的差值 对应于每一级的实测伸长量 以伸长量读数为纵坐标 以张拉力按5 分级为横坐标 绘出张拉力 伸长量关系曲线 考虑到压力表读数不易读准确 可多试拉几束 选用读数较准确的1 2束进行分析 从图2看出 曲线的后半部分近似于一直线 表明已消除了钢束的松弛及锚具的滑移因素 张拉力与伸长量成正比例 将这一直线向坐标原点方向延长 直线与曲线分离点 20 左右 对应的拉力值即可确定为初张力值 4 23 2020 4 预应力张拉后的主梁变形值 变形是整个结构的反应 能够真实反应结构的有效预应力 混凝土弹性模量等力学和物理参数 预应力混凝土T梁在预应力筋张拉后发生上挠 上挠值按设计文件取值 当缺乏设计值时 一般可按 0 8 1 0 L估算 如跨径40m的T梁 正常情况下张拉后的上挠值为 0 8 1 0 40 3 2 4 0 cm 小于或超过变形值情况分析 有效预应力 弹性模量 龄期 截面尺寸 分析原因 4 23 2020 2 6混凝土凿毛 目的 使新老混凝土结合良好 共同受力存在的问题 星星点缀 随意凿一下正确的凿毛 应将浮浆凿除 露出粗骨料技巧 在模板上安设钢筋条 止浆棉纱未清除干净 2 7现浇缝钢筋布置与混凝土浇筑 为单向受力板 现浇接缝承受正弯矩环形筋应焊接 绑扎环形钢筋接头应朝上布置存在的问题 环形筋朝下布置模板破旧 接缝不严密 振捣不密实 甚至不振捣 与翼缘板连接差 复杂的钢筋布置 振捣不够 吊装孔混凝土没有振捣 良好的纵缝施工质量 纵向湿接缝模板破损 2 8预应力混凝土小箱梁 预应力管道布置 线形对截面应力影响很大梁底 台座不平整引起的支座局部承压 引起小箱梁畸变应力 造成开裂箱梁内外温差顶板混凝土开裂 收缩裂缝居多 布置在斜腹板中的弯勾筋与设计严重不符 关键在于没有对该筋作用的理解 小箱梁内侧混凝土表面 1 模板操作 拆除 难 2 内模塑料膜太薄 不起作用 如何改进模板工艺 需要大家一起来努力 2 9养护 正确理解养护概念 保持湿度和温度两个方面 气温低于5 时 需覆盖保温养护 不能洒水直接养护 采用微膨胀混凝土 必须保水养护 使钙钒石能够充分生长 低水胶比的高强混凝土不泌水 浇筑如不立即覆盖并养护很容易开裂 防止太阳直射 覆盖养护 2 9养护 养护日期不少于7d 高强混凝土结构设计与施工指南 公路桥涵施工技术规范 高强混凝土水化热偏高 养护期间混凝土的内部最高温度不宜高于75 混凝土内部与表面温差小于25 为控制高强混凝土的塑性裂缝 减少自身收缩 必须从混凝土入模开始就潮湿养护 采取喷雾 浇水 薄膜覆盖等措施 决不能象普通混凝土施工 在入模几小时后才开始养护 2 10支座垫块平整度 平整度差 施工控制不严 导致支座局部脱空 影响支座使用寿命对小箱梁 会造成畸变应力 导致箱梁开裂一 二级建造师中都有要点 2 11桥面连续 梁端缝隙过大 梁端缝隙过大 注意桥面连续与结构连续的区别 三 桥面铺装层施工通病 3 1现浇铺装层的作用 起调平层作用起连接整体作用 并参与部分受力梁体上布置了剪力键钢筋 确保共同受力 3 2施工常见通病 没有清除梁顶已经出现的裂缝 裂缝具有反射性 将钢筋网 片 直接搁置在梁顶面上 实际上起隔离层作用 恶化桥面受力 致使桥面破坏严重 正确方法清除顶面裂缝对裂缝分布较多 较密区域 可适当加密钢筋应设置有足够的保护层厚度 确保钢筋网与梁顶之间能有混凝土达到桥面连续梁端模板施工随意 填砂 填砂应确保密实 最好采用泡沫 或施工通病造成结构连续 钢筋直接搁置在梁顶面 钢筋直接搁置在梁顶面 桥面混凝土浇注后钢筋上浮 四