预制箱梁施工问题和措施探究

1、预制箱梁施工问题和措施探究摘要：随着我国交通需求量的增加和道路桥梁施 工技术的快速发展，近几年许多大型连续桥梁都采用了预制 箱梁技术，预制箱梁以其结构轻盈、建筑高度小、配筋少、 施工速度快等优点，在国内髙等级公路中普遍使用，但这种 结构型式在施工中易出现一些质量通病。本文结合本人在预 制箱梁施工中的实践，介绍分析了几点质量通病，并提出一 些解决措施，以供同行参考。关键字：预制箱梁；预应力；起拱；压浆abstract： with the rapid increase in t raff ic dema nd in china and the roads and bridges construet

2、ion technology development in recent years, many large-scale continuous bridge with a precast box girder, precast box girder with its lightweight strueture, building height, reinforcement, construction speed, etc. , in the widespread use of high-grade highways, but this structure type is prone to so

3、me quality defects of cons true tion. in this paper, i practice in the precast box girder, introduced several quality defects of analysis, and propose some solutions for peer reference. keyword： precast box girder； prestressed；bagging； grouting中图分类号：u448.21+3文献标识码：a文章编号： 2095-2104 (2012)前言：预制箱梁是近年来在

4、国内发展起来的公路桥梁中 的一种新技术，具有结构受力合理、建筑高度小、跨度大、 整体性好、重量轻、施工周期短、可工厂化预制生产、桥形 美观等特点，已经广泛的应用于在高速公路和城市道路建设 之中。一、工程概况本案例位于山东省青临高速第三合同段，施工部位为 k12+986弥河大桥右幅21跨2#梁。本合同段共有30m后张 法预应力混凝土组合箱梁216片，其中边梁72片，中梁144 片，斜角均为25°，边跨梁长为29. 581m,中跨梁长29. 338m。 箱梁结构钢筋采用符合gb1499. 2-2007钢筋混凝土用钢- 热轧带肋钢筋规定的hrb335钢筋和符合gb1499. 1-2008

5、钢筋混凝土用钢-光圆钢筋规定的hrp235钢筋；预应力 钢筋采用抗拉强度标准值fpk=1860mpa.公称直径d=15. 2mm 的低松弛、高强度钢绞线，其性能指标符合gb/t5224-2003 预应力混凝土用钢绞线的规定；钢板采用符合 gb700-2006碳素结构钢的规定；箱梁正弯矩采用m15-4、 m15-5圆形锚具及其配件，负弯矩采用bm15-3. bm15-4扁形 锚具及其配件，预应力管道均采用塑料波纹管；箱梁预制主 梁、跨中横隔板、封锚均采用为c50混凝土。二、预制箱梁施工中的问题与措施（一）箱梁外观箱梁施工中往往容易出现蜂窝、麻面、露筋、孔洞、内 部不实等质量问题。1. 产生原因1

6、.1在混凝土振捣过程中不密实、漏振、未将混凝土内 气泡充分引出而导致蜂窝。1.2模板表面未清理干净或未满涂隔离剂而导致拆模后 出现混凝土表面不平整现象。1.3钢筋绑扎不牢或保护层垫块安置不规范，在混凝土 浇筑过程中导致钢筋移位，致使保护层厚度不够，也易导致 蜂窝和钢筋暴露在外现象1. 4混凝土入模时自由倾落高度过大，产生离析，结构 接节点处石子粒径过大，振捣不仔细等容易出现内部不实。2. 解决措施2. 1对于数量不多的小蜂窝、麻面、露筋的混凝土表面,可用1： 2水泥砂浆抹面修正。在抹面前在缺陷面处清洗、 湿润、抹浆初凝后加强养护。2. 2对结构构件承载能力无影响的细小裂缝，可将裂缝处加以冲洗，

7、用水泥砂浆抹补。当裂缝较大、较深时，应将裂缝附近混凝土凿成v型凹槽，扫净并湿润，先刷一道水泥 砂浆，然后用1:2水泥砂浆分23层涂抹，总厚度在1020mm, 压实抹光，并加强养护。2.3当蜂窝比较严重或露筋比较深时，应凿掉附近不密 实混凝土和骨料，用清水洗刷干净并充分湿润后，再用比原 混凝土强度高一级的混凝土填补并仔细捣实。2.4对于孔洞，可将孔洞处疏松混凝土和骨料凿掉，孔 洞顶凿成斜面，用水刷洗干净，保持湿润72h后，用比原混 凝土强度等级高一级的细石混凝土分层捣实，然后加强养 护。(%1) 箱梁起拱1起拱产生的机理预应力混凝土箱梁起拱由两部分组成，一是预应力产生 的弹性上拱fe,二是混凝土

8、徐变产生的上拱。预应力弹性上 拱是梁体在张拉时瞬时产生的上拱度f同梁体脱离台座后梁 自重作用产生的梁自重挠度8叠加。根据线弹性理论：fe=f+ (-6 ),其中：f二ml2/8ei, 6 =5ql4/384ei注：l 梁跨度m张拉产生的预加负弯距e梁体混凝土弹性模量1一梁截面惯性矩q梁单位长度自重计算表明，对于一种类型的箱梁，梁长和梁截面惯性矩 是一定值，自重挠度6要比f小得多，故弹性上拱fe主要 受预加负弯矩m和混凝土弹性模量e控制。2起拱产生的原因2.1梁体混凝土强度未达到设计要求的强度时就进行张 拉。2.2张拉应力控制不准，实际张拉力超过设计值，或超 张拉值偏大，使得张拉产生负弯矩m偏大

9、。2. 3梁体混凝土强度不够，使得混凝土弹性模e偏小。2. 4混凝土的徐变影响。2. 5从箱梁预制到浇完横向湿接逢时间太长。3. 解决措施3.1严格控制预应力钢绞线张拉时梁体混凝土的强度。3.2张拉应力实行“双控”，即张拉力和钢绞线的延伸 量同时控制。3. 3减少混凝土徐变变形。3. 3. 1在混凝土配合比设计方面，预制混凝土理论配合 比为：水泥:砂：碎石：水:减水剂=497： 738： 1061： 154： 6. 46 (kg/m3),水灰比为0.31,砂率为0.41。本工程在施 工过程中根据实际粗、细集料的含水率进行了修正，得出适 用于本工程的施工配合比。3. 3.2在原料选用方面，本工程

10、中混凝土原材料中水泥 采用高品质的42.5等级的硅酸盐水泥(散装)，粗集料为连 续级配碎石、细集料为天然中粗砂，石料必须水洗、砂料必 须过筛，碎石采用锤击式破碎生产，最大粒径不得超过20mm, 拌和用水采用地下饮用井水，外加剂采用山东建筑科学研究 院生产的nf-aiii高效减水剂。3. 3.3在施工工艺方面，本工程混凝土浇筑采用“斜向 分段、水平分层、连续浇筑、一次形成”的方法，按照先底 板、再腹板、最后顶板、从底向上、左右对称、逐段逐层、 从一端向另一端呈梯状的顺序施工。具体施工工艺不再详细 介绍。3. 3. 4加强梁体混凝土养护，为了准确测定梁体混 凝土强度，必须按规范要求制作足够的试件，

11、一部分与梁体 同条件养生，为预应力张拉提拱依据；另一部分进行标准养 护，作为梁体质量评定的强度依据。箱梁起拱偏大的原因不是单一的，在施工过程中应当具 体分析原因，采取相应的措施，确保每一片梁质量都达到规 范要求。（三）预应力钢束张拉偏差预应力钢束张拉时往往存在钢束张拉实测伸长值超过 计算理论伸长值±6%的问题。如平弯、竖弯的长钢束其伸长 值比设计值偏小；短钢束的伸长值偏大。1. 预应力张拉程序及张拉量1. 1张拉程序张拉时应从两端同时、左右对称进行张拉，具体张拉程 序为：of初应力-*100% o con （持荷2min锚固）卸荷至 零。1. 2张拉量张拉控制应力o con按设计要求

12、：有粘结 o con=0. 75xfptk；张拉控制力n=o conxap；张拉理论伸长量 ll=ppl/apep；注：fptk预应力筋的抗拉强度标准值（mpa）n张拉端的最大张拉控制力（n）all预应力筋的张拉伸长值（mm）pp预应力筋的平均张拉力（n）ap预应力筋的截面面积（mm2）ep预应力筋的弹性模量（n/mm2）l预应力束张拉时的有效长度（mm）2. 张拉偏差原因2. 1张拉时，没有配套使用校验的千斤顶和油表。2.2波纹管局部出现弯曲、弯折，线形不顺直，张拉时 由于钢绞线应力损失过大，而使伸长值不足。2.3计算理论伸长量时，预应力钢钱线弹模取值不准。 由于弹模离散较大，不太稳定，可能

13、导致实测伸长量与理论 伸长量误差较大，超出规范要求。2.4实际张拉伸长量量测值含工作夹片至工具夹片间钢绞线伸长值。3. 解决措施3.1千斤顶在规范要求的张拉次数和时间内，以及在进行维修后必须校验,每次校验后要重新计算油表读数。3.2波纹管定位必须准确，若钢筋位至各与波纹管位鎔冲突，首先保证波纹管坐标准确、线形顺直，对钢筋位鎔适当 调整。3. 3扩大钢较线检测频率，每批钢较线都要取样做弹模 试验，及时调整钢钱线理论伸长量。3.4正确测量预应力筋的引伸量，考虑工作夹片至工具 夹片间钢绞线伸长值的修正值。图1张拉示意图（四）孔道压浆普通压力压浆工艺往往存在浆体不致密、收缩大、管道 不饱满等问题，这主

14、要是由于水泥浆质量不稳定、封锚不密 实而导致漏浆；波纹管堵管，导致张拉伸长量有误，压浆压 不过。真空压浆是解决上述问题的最新施工工艺。1真空辅助压浆原理压浆前，先用真空泵抽吸预应力孔道中的空气，使孔道 中的真空度达到负压o.impq左右，然后在孔道另一端用压 浆泵以一定的压力将搅拌好的水泥浆体压入预应力孔道。真 空辅助压浆的关键是要保证管道及锚固体系的密封性，能保 证管道内形成一定压力的负压。图2压浆作业流程示意图2. 压浆材料与设备本工程压浆材料与设备均符合真空压浆要求，原材料采 用山东淄博山铝水泥有限公司p. 042. 5水泥，山东建筑科学 研究院nc-l1孔道压浆剂，地下饮用水。水泥浆理

15、论配合比 为水泥：压浆剂：水=1342： 188： 470 (kg/m3)o浆体的技 术性能要求见下表。压浆设备：jb180灰浆搅拌机、hb-3压浆机及真空机各 1台及配套设施。表1预应力孔道压浆浆体的技术性能试验项目允许范围流动度(s) 3050水灰比(w/c) 0.30.4泌水性小于水泥浆初体积的2%,四次连续测试结果的 平均值小于1%,拌和后24h水泥浆的泌水应能重新全部被浆 体吸回。膨胀率(%) <2强度(mpa) 7d 强度40mpa, 28d 强度250mpa初凝时间(h)26腐蚀性浆体对钢绞线无腐蚀抽真空度（mpa） -0. 06-0. 13真空压浆技术要点3. 1整个连接

16、管路如果不能承受impa的正压力和 0. impa的负压力,说明管路气密性不好，必须及时检查更正, 合格后方能进入下一道工序。3.2浆体搅拌时，水、水泥和外加剂的用量必须按配合 比严格控制。3.3灌浆剂自拌制至压入孔道的延续时间，视气温情况 而定，一般不超过6090分钟（浆体流动度不大于30秒）。 浆体在使用前和压注过程中应连续搅拌。对于因延迟使用所 致的流动度降低的浆体，不得通过加水来增加其流动度，应 予以废弃。3.4压浆过程中及压浆后48h内，结构混凝土的温度不 得低于5°c,否则应采取保温措施。当气温高于35°c,压浆 宜在夜间进行。3.5压浆完毕，应用自来水将搅拌机、压浆泵以及压浆 管道清洗干净，以防止浆体硬化堵塞压浆管或压浆孔结论：预制箱梁施工需要严格的质量控制，针对箱梁外 观缺陷、起拱、张拉长度易偏差、漏浆等质量通病，在材料 方面，要严格合理的选择施工原料；在施工工艺方面，严格 按施工规范施工。这样才能将预制箱梁的质量问题降到最 低，消除质量隐患，使得预制箱梁这种结构型式得到更广泛 的应用。参