客运专线双线整孔箱梁施工质量问题分析及控制措施

1、客运专线双线整孔箱梁施工质量问题分析及控制措施 (2007年第 10期Construction Quality Analysis and Control Measure of Double Track Box Girder of Passenger Dedicated Lines 中铁十二局集团第三工程有限公司 陆季铮 /LU Jizheng摘 要:箱梁的施工质量影响桥梁的使用功能和使用寿命。 总结箱梁预制施工中常见质量问题, 研究分 析产生质量问题的原因和关键因素,从理论和实践上提出改善施工工艺、提高混凝土性能品质,等处理措 施,可供以后施工借鉴和研究。关键词:客运专线桥梁 箱梁预制 质量问

2、题分析 控制措施客运专线和高速铁路设计技术指标要求高,桥梁在其中占相当大的比重。由于桥梁在施工和运营阶段 出现的各类病害严重影响桥梁的功能和使用寿命,造成隐患,危及行车安全。尤其是出现质量问题的双线 箱梁,更换非常困难,而且中断运营时间长,所带来经济损失无法估量。为了保证箱梁的施工质量,确保 运输安全和使用寿命,应在施工中采取一些合理的技术措施,对质量问题进行预防和控制。1 预制箱梁常见质量问题箱梁作为桥梁的主体结构,在预制生产过程中涉及到钢筋的制作、安装,模板的拼装,混凝土的配合 比设计,混凝土拌制、运输、浇筑,梁体的养护,预应力的施加,孔道注浆及封锚等,因此箱梁预制生产 的质量问题表现在多

3、方面:箱梁控制检测项目误差偏大;预埋件、预留孔偏移、倾斜;混凝土浇筑 不密实;混凝土表面裂纹及硬伤掉角。2 质量问题产生原因分析及控制措施2.1 箱梁主要检测项目误差偏大产生误差偏大的原因主要是:支座中心位置控制不准确,或预埋件固定不牢固产生移动;预留压缩量 确定不合理;端模板安装位置偏差过大。控制措施:精确确定支座中心位置,支座预埋件与底模间采用螺栓固定牢固,防止移动;梁体预留压 缩量, 根据理论值结合经验值来确定, 并根据试制梁实测结果进行调整; 梁长除了合理设置预留压缩量外, 还应严格控制端模的安装精确度,并固定牢固。顶板、底板厚度产生偏差过大主要原因是:在混凝浇筑时,混凝土用量控制不严

4、,超量则板厚超厚, 量少则板厚不足。腹板厚度偏差主要是:内模拼装尺寸不精确,造成板厚不均匀;内模安装偏位,造成一 侧腹板超厚,一侧腹板厚度不足;内模支承不牢固,混凝土浇筑过程中,内模受挤压而产生少量的变形, 造成腹板厚度变化。控制措施:顶板、底板浇筑过程中,严格控制混凝土用量,混凝土量不足时,一定要补足,混凝土超 量时,一定要及时清出。内模拼装完成后,一定要认真细致的检查各部尺寸,并调整使其满足要求;同时 检查所有支撑杆件是否紧固,且受力均匀;内模吊装时,必须使内模中轴线、底模中轴线、梁体中轴线, 三线在同一竖直平面上。产生偏差主要原因:保护层垫块数量少,或垫块强度不足而被压碎,从而造成局部钢

5、筋保护层厚度不 足;钢筋下料和制作尺寸不准确,造成部分结构钢筋超长或长度不足,造成钢筋保护层厚度不足或超厚;钢筋绑扎、安装位置不准确,造成钢筋保护层厚度偏差等。控制措施:钢筋下料、制作必须在胎卡具上进行,胎卡具尺寸的精确度必须满足要求,同时还要注意 出厂钢筋的长度,一般出厂钢筋长为 9m ,实际上并非准确的 9m ,而施工中都是按 9m 计算的,这也是造 成钢筋制作尺寸不准确的主要原因;所使用保护层垫块必须满足尺寸、强度要求,绑扎垫块必须严格按照 每平米不少于 4个的要求施工;绑扎钢筋骨架的胎卡具尺寸必须准确,绑扎过程中,钢筋必须准确的放入 胎具卡槽内,钢筋骨架吊装时准确安放于模板内,同时应严

6、防吊装过程中钢筋骨架变形。产生原因主要是:箱梁端模安装倾斜,造成梁端倾斜;梁体断面大,端模刚度不足变形,造成梁端不 平整。控制措施:端模安装过程中,加强检查、效核,以保证模板安装准确;端模制造时加强模板刚度;使 用过程中,增加支撑和加固点,并经常检查、校正,防止模板变形。产生偏差主要原因:施加预应力时,混凝土强度、弹模、龄期,以及应力值、钢绞线伸长量的控制不 严;预应力孔道位置偏差,造成预应力损失;梁体预设反拱值不合理等。控制措施:预应力施加混凝强度、弹模、龄期达到设计要求时才能进行,预应力值应按经孔道摩阻损 失调整后的数值施加,同时以钢绞线伸长量作为校核;张拉所使用的千斤顶、油表要符合要求,

7、且按规定 及时标定、检校。为了保证预应力孔道位置的准确,用来固定预应力管道位置的定位网片,在精确的胎卡 具上制作完成,并且将每一断面的网片在卡具上焊成整体,绑扎时准确定位,并焊接牢固。梁体预设反拱 值,根据理论值,结合经验值来确定,并根据试制梁的实际结果及时调整。2.2预埋件、预留孔偏移,倾斜产生偏移、倾斜主要原因:安装时不认真,出现偏移,倾斜;安装完成后固定不牢固,在混凝土浇筑, 振捣过程中,出现偏移、倾斜。控制措施:在安装预埋件的过程中,要严格检查偏移、倾斜情况,及时校正;预埋件的固定,根据实 际情况,可采用螺栓将预埋件与模板牢固连接,或与钢筋骨架牢固焊接,防止活动移位;预留孔道可采用 井

8、字形钢筋将预埋管固定在钢筋骨架上,井字形钢筋与钢筋骨架绑扎或焊接牢固,防止移位、倾斜。 2.3 混凝土浇筑不密实混凝土不密实主要表现在梁端钢筋密集处,梁体混凝土出现空洞或支座板下空鼓,梁体表面气泡、麻 面较多。箱梁混凝土浇筑利用 2台 60m3/h混凝土输送泵, 2台工作半径 18m 的布料机, 从一端开始向另一端水 平分层,逐步推进的方式进行,水平分层厚度不超过 30cm 。下料先从两侧腹板对称进行,将混凝土由底部 挤向底板中心,完成部分底板混凝土浇筑,不足部分从内模顶部吊装孔下料补足。混凝土浇筑顺序:首先 从底腹板倒角处开始浇筑,再分层浇筑腹板区域,腹板浇筑完成后,通过内模吊装孔补足底板混

9、凝土,最 后浇筑顶板混凝土。混凝土振捣采用插入式振动棒捣固,底板采用人工整平抹面,顶板采用提浆整平机进 行整平,收面时应边收面边覆盖,防止风吹出现干缩裂纹。由于双线箱梁钢筋密度大,振捣困难,为防止出现混凝土振捣不密实,外观质量差,通过加强振捣和 及时调整混凝土坍落度 (在浇筑梁体不同部位采用不同坍落度, 随环境温度变化采用不同坍落度 , 效果良 好。浇筑梁端钢筋密集处的混凝土,由于钢筋间距小,振动棒插不下去,混凝土密实度不易保证。因此, 在绑扎钢筋时,有意移开一部分钢筋,从上到下形成通道,保证振动棒容易插入振捣。对桥面两端头钢筋 密集处,振动棒插不下去,采取先松开扎丝,移开部分钢筋,待混凝土要

10、浇筑到桥面时再复位绑扎,然后继续浇筑混凝土。配制高性能混凝土的关键之一是选择与水泥相容性好的外加剂。外加剂与水泥相容性好表现为:新拌 混凝土工作性能得到明显的改善;根据需要能有效控制凝结时间;坍落度损失小;混凝土密实性好;各龄 期强度有较大提高,混凝土各项耐久性指标有较大提高。高性能混凝土胶凝材料用量大,水胶比较小,混凝土粘性大,流动慢,采用具有自动电子记量装置的 搅拌机进行生产,以保证生产均匀性好,质量稳定的产品,高性能混凝土由于加入了粉煤灰和外加剂,在 拌制时适当延长搅拌时间,以改善混凝土的流动性和减小混凝土泌水,减小混凝土强度值的离散性。 混凝土施工过程中出现泌水、离析,其主要原因:水泥

11、和外加剂的适应性差;砂中大于 10mm 颗 粒偏多,使混凝土和易性变差;外加剂用量过大,造成混凝土泌水离析;混凝土拌和时间短,适当延 长拌和时间,使混凝土充分均匀。在施工过程中针对以上原因采取措施,以提高混凝土质量。2.4 梁体表面裂纹梁体表面产生裂纹主要原因:养护不及时;混凝土内部与表面温差过大;顶板表面裂纹除了养护、温 差原因外,就是在混凝土初凝后,终凝前施工人员踩踏造成。控制措施:加强梁体混凝土养护与温度监测,采取 “ 内降外保 ” 的技术措施,减小混凝土结构内的温差。 箱梁顶板混凝土在整平、抹面及履盖养护过程中,所有施工人员站在可移动工作平台上操作,不得直接踩 踏在未凝固的混凝土面上。

12、环境条件适宜时,一般采用自然养护。养护时,箱梁顶板及底板顶面采用覆盖洒水养护,其它部位在 脱模后立即喷洒养护剂进行养护。蒸汽养护时要按静停、升温、恒温、降温四个阶段进行,静停期间保持棚温不低于 5,浇筑完后 4h 方可升温,升温速度不大于 10 /h,恒温时棚内温度不超过 45,梁体芯部混凝土温度不超过 60,降温 不大于 10 /h。当 69月份气温较高时,采用静停 4h ,升温 3h ,恒温 24h ,降温 5h ,恒温温度 (48±2 , 养护时间 36h 。 对于气温较低的月份, 采用静停 46h , 升温 34h , 恒温 32h , 降温 6h , 恒温温度 (48

13、77;2 , 养护时间 48h 。在正式升温前,要将箱内底板灌水,底板的两端部 1.5m 范围内,用湿麻袋覆盖,预防底板 混凝土开裂。蒸养结束后要尽快进行洒水养护,此时洒水不能将水管对着某一点长时间冲水,应将水加压 变成雾状或用喷水壶洒水,且勤洒、薄洒,洒水范围为桥面、箱内底板。洒水间隔时间为每 3045min/次。 温度监测采用预埋式温度传感探头,通过电子测温仪,测量各部位温度。测温从浇筑完成开始至拆模 时为止,自然养护每小时测 1次,蒸汽养护每 0.5h 测 1次。梁体混凝土芯部温度与表层,表层与环境,箱 室内与环境温差控制不大于 15,防止混凝土由于内外温差,产生应力而产生裂纹,采取梁体外侧及顶面 采用保温材料包裹,内部采用管道冷水循环降温,箱室内通风降温措施,减小混凝土结构内的温差。 2.5 硬伤掉角产生硬伤掉角主要原因:拆模过早,混凝土强度偏低,造成边角损伤;提移梁时速度过快,梁体摆动 大,与模板或存梁台座等发生碰撞。控制措施:控制拆模时间,当混凝土强度达到 30MPa 时,方可拆模;制作模板时,小角度棱角处设置 成小圆弧,避免拆模时出现掉角;箱梁提升时,两台提梁机同时将箱梁缓慢提起 10cm