讲稿二预制箱梁质量控制

预应力混凝土梁的质量控制

讲座内容一.

前言二.预应力混凝土梁预制三.预制质量控制要点21.前言(1)我国既有铁路预应力混凝土梁的概况(2)高速铁路预应力混凝土梁的特点(3)预应力混凝土梁质量控制是高速铁路桥梁乃至高速铁路桥梁质量控制的关键问题。2预应力混凝土梁预制

预应力混凝土梁的预制包含：预制场地的选择和建设；模板设计、制造和安装，钢筋绑扎；预应力体系的布置，预埋件的正确埋设；混凝土的拌制、输送和灌注，混凝土的养护；预应力张拉；预应力孔道的压浆与封端；预制梁体的存放、运输和架设。2.1预制场地布置预制梁场地选择的基本原则：场地处于硬地基区域以减少基础处理工作量；场地的面积能满足需要；具有良好的预制梁体出运条件；良好的材料运输、设备采购、员工生活等条件；良好的水电供应、交通、通讯条件；受气候影响小，生产条件好；具有良好的社会治安状况；预制的综合成本低。2.2模板模板的设计、制造、安装质量直接影响预制梁体的生产效率、产品质量，模板应具有足够的刚度，合适的分块，快捷的安装和拆除速度，液压部件活动灵敏，不漏油。模板表面平整，棱角分明，没有锈斑和污渍。2.3钢筋工程钢筋工程可以采用就地绑扎或分块吊装，就地绑扎占用预制台座的时间较长，需要较多的预制台座，整体吊装速度快，可缩短梁体预制周期。钢筋应根据设计要求和施工规范要求进行加工和绑扎，应具有足够的整体性，符合要求的保护层厚度，为防止扎丝锈蚀，扎丝应背向模板。2.4预应力体系预应力体系是预应力混凝土结构的最重要的组成部分，预应力钢筋主要形式有：钢铰线、钢丝、精扎螺纹钢筋，锚具的主要形式有夹片锚、F式锚等，预应力管道的形式主要有：抽拔管道、钢波纹管道、塑料波纹管道。预应力管道应预埋准确、定位有效，安装中应保证不漏浆，无损伤，管道应具有足够的刚度和抗拉强度。喇叭口安装精度应严格控制，使预应力钢筋在喇叭口处不产生折角。预应力体系中的部件应进行有效的检验。钢波纹管道2.5预埋件

预埋件包括支座、水电支架、照明系统、通讯系统、警示标志系统、防雷击系统、施工需要等，由于混凝土结构的特殊性，灌注混凝土后增设预埋件将对梁体造成局部破坏，影响梁体的质量或外观，应此预埋件应在混凝土灌注前列表检查落实，预埋件的内容、数量、规格应经过设计、监理单位等的认可，防止漏埋。预埋件应有效定位，防止在混凝土灌注过程中发生移位、损坏等。2.6混凝凝土土的的灌灌注注与与养养护护混凝凝土土灌灌注注前前，，应应对对混混凝凝土土灌灌注注体体系系进进行行认认真真的的检检查查，，包包括括：：砂、、石石、、水水泥泥、、粉粉煤煤灰灰、、矿矿粉粉、、硅硅粉粉、、外外加加剂剂、、水水的的质质量量和和储储备备数数量量；；施工工配配合合比比的的调调整整；；供电电系系统统特特别别是是备备用用供供电电系系统统；；混凝凝土土搅搅拌拌、、输输送送或或运运输输系系统统、、布布料料系系统统、、振振捣捣系系统统、、人人员员数数量量；；组织系系统、、前台台与后后台通通讯系系统、、后勤勤保障障系统统、表表面收收浆和和养护护系统统、天天气预预报系系统、、各方方面的的应急急保障障措施施等的的检查查落实实。混凝土土的灌灌注工工艺影影响混混凝土土产量量的需需求，，混凝凝土的的产量量最低低应满满足上上一层层混凝凝土在在初凝凝前能能灌注注下一一层混混凝土土，一一般的的分层层厚度度为30cm。混凝凝土振振捣时时应插插入上上一层层混凝凝土10cm左右，，以保保证结结合面面混凝凝土的的质量量。混凝土土灌注注中，，除保保证振振捣质质量外外，更更应注注意不不要对对预埋埋部件件造成成损伤伤。及时进进行混混凝土土表面面的二二次收收浆是是保证证混凝凝土表表面不不产生生龟裂裂的重重要手手段，，必须须安排排足够够的人人力保保证二二次收收浆及及时进进行，，按时时完成成。混凝土土的养养护工工艺主主要有有浇水水保湿湿养护护、蒸蒸汽养养护、、喷洒洒养护护液等等养护护措施施，浇浇水养养护中中应注注意水水资源源的循循环利利用，，蒸汽汽养护护中应应注意意蒸汽汽管的的布置置，出出汽口口的朝朝向，，温度度场的的均匀匀性，，注意意混凝凝土静静养、、升温温、降降温、、脱模模温差差的控控制等等。喷洒养养护液液养护护中应应注意意养护护液喷喷洒的的均匀匀性、、密度度等，，养护护液的的选择择应注注意不不造成成混凝凝土颜颜色、、外观观的损损伤。。2.7孔道压压浆与与封端端孔道的的压浆浆和封封端质质量直直接影影响预预应力力混凝凝土的的耐久久性，，孔道道压浆浆主要要有一一般孔孔道压压浆和和真空空孔道道压浆浆工艺艺，一一般孔孔道压压浆的的压力力为0.7Kpa。真空空压浆浆增加加管道道的抽抽真空空设备备，使使管道道内空空气产产生-0.7Mpa的压力力，真真空压压浆可可以使使管道道内的的压浆浆更加加密实实，更更有效效的保保护预预应力力钢筋筋。封端一一般有有压浆浆前进进行封封端和和压浆浆同时时进行行封端端的工工艺，，压浆浆同时时实现现封端端的工工艺具具有更更好的的完整整性。。真空压压浆示示意2.8存梁台台座在有条条件的的情况况下，，应采采用三三点支支撑方方式存存放预预应力力混凝凝土箱箱型节节段，，这种种节段段长度度一般般在3～5m左右。。一般般的预预制预预应力力混凝凝土箱箱型梁梁长度度在16～40m，采用用三点点支撑撑方式式不易易实现现，由由于预预应力力混凝凝土箱箱型梁梁抗扭扭强度度一般般较弱弱，因因此在在四点点支撑撑的情情况下下应特特别注注意支支撑点点的不不均匀匀沉降降问题题，过过大的的不均均匀沉沉降将将造成成梁体体的损损伤。。存梁台台座的的数量量应与与制梁梁速度度、养养护周周期、、架梁梁速度度相匹匹配。。3预应力力预制制梁质质量控控制要要点3.1原材料料应重点点控制制的问问题包包括：：(1)水泥(2)骨料(3)粗骨料料(4)高效减减水剂剂(5)钢绞线线(6)锚具(7)桥面防防水层层材料料3.2制梁装装备(1)模板(2)制、存存梁台台座(3)箱梁支支点的的不平平整量量3.3混凝土土配合合比及及浇筑筑前的的质量量检查查(1)预应力力管道道的位位置与与定位位(2)箱梁支支座板板的不不平整整量(3)钢筋及及预应应力管管道的的混凝凝土保保护层层厚度度各国规规范对对钢筋筋、预预应力力管道道保护护层的的规定定国家距表面最近钢筋保护层厚度(mm)预应力管道最小保护层厚度德国401.2倍管道直径(各向)日本301.0倍管道直径(各向)中国高速暂规30侧面：1.2倍管道直径底面：不小于60mm3.4混凝土土浇筑筑重点控控制问问题(1)混凝土土的配配合比比、准准确计计量及及工作作性能能(2)各种试试件的的制备备(3)混凝土土施工工时的的温度度控制制(4)混凝土土养护护混凝土土施工工时的的温度度控制制模板温温度宜宜控制制在5～35℃℃；混凝土土拌和和物入入模温温度宜宜控制制在5～30℃℃；静停停期期间间应应保保持持棚棚温温不不低低于于5℃℃，浇浇筑筑完完4小时时后后方方可可升升温温，，升升温温速速度度不不得得大大于于10℃℃/h，恒恒温温时时蒸蒸汽汽温温度度不不宜宜超超过过45℃℃，梁梁体体芯芯部部混混凝凝土土温温度度不不宜宜超超过过60℃℃，降降温温速速度度不不应应大大于于10℃℃/h；蒸养养期期间间及及撤撤除除保保温温设设施施时时，，梁梁体体混混凝凝土土芯芯部部与与表表层层、、表表层层与与环环境境温温差差不不宜宜超超过过15℃℃。。混凝凝土土养养护护：：蒸汽汽养养护护结结束束后后，，应应立立即即进进入入自自然然养养护护，，时时间间不不少少于于7d。梁梁体体混混凝凝土土采采用用自自然然养养护护时时，，梁梁体体表表面面应应采采用用草草袋袋或或麻麻袋袋覆覆盖盖，，并并在在其其上上覆覆盖盖塑塑料料薄薄膜膜，，梁梁体体洒洒水水次次数数应应能能保保持持混混凝凝土土表表面面充充分分潮潮湿湿为为度度；；当环环境境相相对对湿湿度度小小于于60％时时，，自自然然养养护护不不应应少少于于28d；相相对对湿湿度度在在60％以以上上时时，，自自然然养养护护不不应应少少于于14d；当环环境境温温度度低低于于5℃时，梁体体表面应应喷涂养养护剂，，采取保保温措施施，禁止止对混凝凝土洒水水。蒸养工艺艺及质量量控制流流程图否否混凝土进入静停期4~6h混凝土进入升温期混凝土试件试压强度≥设计强度的60%降温期设专人跟踪检查落实，降温速率≤5℃/h10℃/h，30min记录一次恒温期（16~20h）如气温降低可适当延长拆除蒸养棚架和模型蒸养结束开始蒸养温度度控制阶段说明备注静停蒸养罩内4~6h温度保持＞5℃在升、恒、降温过程中，梁体混凝土芯部、表面、环境温度差异均不超过15℃。升温梁体混凝土在浇筑完4h后开始通蒸汽加温，升温速率在5~10℃/h。当环境温度＜15℃时，升温5℃，当环境温度＞15℃时，升温8~10℃/h恒温恒温约20h左右，养护温度≤45℃，梁体芯部混凝土温度应控制在60℃以内。降温降温速率在8~10℃/h自然养护护和蒸汽汽养护效效果比较较养护方式养护时间/d混凝土强度/MPa混凝土设计强度/MPa自然养护7≥50

50

4≥35蒸汽养护

2≥35蒸养其它它注意事事项：(1)温度测点点布设（2）养护时时，避免免蒸汽直直接喷射射混凝土土表面；；（3）静停阶阶段注意意混凝土土保湿；；（4）恒温加加热阶段段应保持持90～100％的相对对湿度；；（5）降温阶阶段应缓缓慢停气气、均匀匀降温，，保持湿湿度；（6）做好施施工记录录。3.5混凝土拆拆模拆模的控控制：（1）芯部与与表面、、表面与与环境温温差、混混凝土强强度；（2）拆模后后宜进行行早期张张拉；（3）气温急急剧变化化时不宜宜拆模。。①混凝土土的水化化热发展展规律根据箱梁梁混凝土土水化热热温度随随时间变变化的测测试结果果，水化化热温度度在混凝凝土完浇浇筑成后后16～20小时左右右后达到到最高，，考虑各各箱梁浇浇筑时间间不同等等因素后后，箱梁梁混凝土土水化热热出现最最高温度度时间平平均约为为混凝土土入模后后24小时。②混凝土土水化热热的下降降梁跨中及及端部截截面底板板每小时时降温约约0.45～0.55℃，顶板每每小时降降温约0.35～0.45℃，腹板每每小时降降温约0.30～0.35℃。③箱梁混混凝土与与环境的的温差停止蒸养养48小时后，，箱梁内内外空气气温度差差在10℃之内；除除端部腹腹板及跨跨中腹板板上部变变截面处处与环境境温度差差在17～20℃外，箱梁梁其他部部位与环环境的温温差基本本在15℃之内。同同时，梁梁体混凝凝土表面面与芯部部的温差差不大。。因此，，可选择择此时进进行箱梁梁模板的的拆除，，以防止止梁体由由于温差差过大出出现早期期裂缝。。3.6预应力张张拉质量量控制原原则（1）预应力力施工的的质量将将直接影影响梁体体的抗裂裂性能;（2）为有效效避免可可能出现现的梁体体早期裂裂缝，除除应对拆拆模时梁梁体芯部部及环境境温度、、混凝土土的强度度、弹性性模量进进行控制制外，应应采用多多次张拉拉工艺；；（3）应对张张拉用设设备及相相关资料料进行检检查；（4）终张拉拉应在存存梁台座座进行，，并严格格控制张张拉混凝凝土弹性性模量及及龄期不不小于10天。（5）根据现现场实测测的各种种摩阻结结果，复复核设计计或施工工单位确确定的各各种张拉拉参数。。预应力混混凝土结结构主要要控制预预应力损损失，分分两大部部分：（1）瞬时损损失：后张法：：管道摩摩阻、锚锚口及喇喇叭口摩摩阻、弹弹性压缩缩、锚具具回缩；；先张法：锚口口摩阻(折线配筋时的的转折器摩阻阻)、温差损失、、弹性压缩、、锚具回缩；；（2）长期损失：：混凝土收缩徐徐变损失、预预应力筋松弛弛损失。（1）管道摩阻损损失管道摩阻损失失的组成①①由摩擦引引起的摩阻(摩擦系数m)

②由管道偏差引引起的摩阻（（摆动系数k，并与管道长长度有关）③③因此，，设计规范中中计算管道摩摩阻损失的公公式为：P2/P1＝e-(kx+mq)影响损失的主主要因素①摩擦系数(相对较稳定)；②管道弯起的角角度；③管道的长度度；④直管道的平平顺程度。其中：2～4项与施工工艺艺及质量关系系密切，变化化相对较大。。（2）锚口及喇叭叭口摩阻损失失产生损失的原原因主要影响因素素锚口摩阻：①夹片的加工工精度；②限位高度；③钢绞线的直直径。喇叭口摩阻：：①分丝角度；；②喇叭口的长长度。（3）弹性压缩及及回缩损失弹性压缩损失失主要取决于于梁体混凝土土及钢绞线弹弹性模量、张张拉顺序和张张拉吨位；一一般情况下，，只要终张拉拉时梁体的弹弹性模量满足足设计要求，，实测弹性压压缩损失往往往小于设计值值。夹片回缩损失失主要由夹片片锚固后的外外露高度和限限位板高度决决定。（4）长期损失松弛损失松弛损失主要要由钢绞线的的原材料性能能、加工工艺艺决定，相对对较稳定（2.5%）。收缩徐变损失失主要影响因素素包括：混凝凝土的弹性模模量、张拉龄龄期、混凝土土的配合比、、初始应力的的大小、外界界环境等。因此，需要控控制终张拉时时混凝土的弹弹性模量、龄龄期；要求控控制混凝土中中水泥用量。。预施应力的质质量控制方法法预应力混凝土土结构的大量量试验结果表表明，通过测测试管道、锚锚口和喇叭口口摩阻以及钢钢绞线弹性模模量确定预应应力筋伸长量量，并严格控控制预应力管管道位置，可可以获得准确确的梁体混凝凝土预施应力力。为此新技技术条件中规规定在试生产产期间应至少少进行2件瞬时损失测测试，正常生生产后每100件进行一次测测试。管道摩阻试验验精确计算预应应力张拉伸长长量（1）预应力施工工中实测伸长长量的组成：：①梁体锚底之之间钢绞线的的伸长量(设计值)；②工作锚与工工具锚之间钢钢绞线的伸长长量；③工具锚夹片片的回缩。（2）张拉力不变变条件下，影影响伸长量的的主要因素：：①钢绞线的弹弹性模量；②预应力的管管道摩阻、锚锚口及喇叭口口摩阻。（3）考虑管道摩摩阻的伸长量量的计算令由钢绞线微段的的伸长量为，两边积分得得：（4）施工伸长量量的计算设计伸长量＝＝L1K1＝设计钢绞线线弹模/实际钢绞线弹弹模K2＝设计KZ/实测KZ工作锚与工具具锚之间钢绞绞线伸长量＝＝L2；工具锚夹片回回缩量＝L3施工伸长量L＝L1•K1•K2＋L2－L3严格避免超张张拉超张拉后，虽虽然可以提高高梁体的有效效预应力，提提高梁体的抗抗裂性，但对对梁体的后期期徐变上拱影影响较大。高速铁路对轨轨道的平顺度度要求很高，，因此应控制制预应力混凝凝土结构的后后期徐变上拱拱度。技术条条件中除规定定测试梁体终终张拉的弹性性上拱度外，，特别规定进进行终张拉30天后的徐变上上拱度测试和和要求。增加加上述规定后后，不仅可以以控制梁体后后期变形，也也可有效地防防止施工单位位为单纯满足足梁体抗裂性性检验要求盲盲目加大预施施应力，确保保梁体的长期期性能。3.7预应力管道压压浆控制（1）后张预制梁梁终拉完成后后，宜在48h内进行管道压压浆。压浆前前管道内应清清除杂物及积积水，梁体及及环境温度不不得低于5℃（2）压浆用水泥泥应为强度等等级不低于42.5级低碱硅酸盐盐水泥或低碱碱普通硅酸盐盐水泥，浆体体水胶比不应应超过0.34，水泥浆不得得泌水，0.14MPa压力下泌水率率不得大于2.5％；浆体流动动度不大于25s，30min后不大于35s；压入管道的的浆体不得含含未搅匀的水水泥团块，终终凝时间不宜宜大于12h。水泥浆28d抗压强度不小小于35MPa，抗折强度不不小于7.0MPa；24h内最大自由收收缩率不大于于1.5％，标准养护护条件下28d浆体自由膨胀胀率为0～0.1％。（3）水泥浆应掺掺高效减水剂剂、阻锈剂，，掺量由试验验确定。严禁禁掺入氯化物物或其它对预预应力筋有腐腐蚀作用的外外加剂。（4）预应力管道道压浆应采用用真空辅助压压浆工艺式，，压浆泵应采采用连续式；；同一管道压压浆应连续进进行，一次完完成。压浆前前管道真空度度应稳定在-0.06～-0.10MPa之间；浆体注注满管道后，，应在0.50～0.60MPa下持压2min。

（5）水泥浆搅拌拌结束至压入入管道的时间间间隔不应超超过40分钟。

（6）冬季压浆时时应采取保温温措施，并掺掺加防冻剂。。封锚（1）封端混凝土土应采用无收收缩混凝土，，抗压强度不不应低于设计计要求；（2）封端前应对对锚圈与锚垫垫板之间的交交接缝用聚氨氨酯防水涂料料进行防水处处理。3.8桥面防水质量量的措施（1）加强原材料料的检验和施施工过程的质质量控制；（2）保护层混凝凝土断缝设置置应满足设计计要求，并用用聚氨脂防水水涂料将断缝缝垫实、垫满满；（3）防水层构造造、排水坡度度、桥面泄水水管位置应符符合设计要求求；（4）泄水管和泄泄