預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁質(zhì)量控制技術(shù)

熊文

摘要：本公路預(yù)應(yīng)力箱梁的關(guān)鍵技術(shù)，除高性能混凝土施工技術(shù)控制外，箱梁徐變上拱控制技術(shù)以及箱梁混凝土裂縫控制技術(shù)同樣重要。

關(guān)鍵詞：公路箱梁；混凝土施工；技術(shù)控制

1箱梁徐變上拱控制措施

預(yù)應(yīng)力混凝土梁徐變上拱的控制是為了保證公路線路的高平順性及公路行車安全而要求的，對(duì)于公路箱梁徐變上拱值應(yīng)控制在10mm以內(nèi)。為達(dá)到該控制要求，本工程從混凝土配制、澆筑、預(yù)應(yīng)力的施加、養(yǎng)護(hù)與箱梁存放觀測(cè)等方面進(jìn)行嚴(yán)格控制，以保證箱梁的收縮徐變上拱量不超標(biāo)。

1.1混凝土配制。選擇強(qiáng)度和彈性模量較高的骨料。骨料在混凝土中主要是對(duì)水泥漿體徐變起約束作用，其程度取決于骨料的彈性模量和體積含量，因此，施工時(shí)應(yīng)強(qiáng)調(diào)選用彈性模量較高的巖石和適宜的級(jí)配。試驗(yàn)表明，采用石灰石碎石骨料有助于降低混凝土的徐變變形。

嚴(yán)格控制箱梁混凝土施工配合比，注意控制水膠比和骨膠比。在相同水灰比情況下，徐變變形隨水泥用量增多而變大；當(dāng)水泥用量一定時(shí)，又會(huì)隨水灰比的增大而增加。因此，水灰比和水泥用量是影響徐變上拱的重要因素。

施工中嚴(yán)格控制水泥用量，以確保其彈性模量?；炷涟韬臀锏奶涠冗x用180~220mm，水灰比應(yīng)控制 ≤0.35。試配時(shí)應(yīng)做靜抗壓彈性模量試驗(yàn)，以滿足驗(yàn)算的參數(shù)要求。

澆筑?；炷亮后w較高，混凝土的方量較大，采用附著式和插入式振搗器共同進(jìn)行振搗，特別是張拉的直接受力區(qū)混凝土一定要密實(shí)。梁體混凝土拌和一定要均勻，配合比控制準(zhǔn)確，振搗要密實(shí)、全面。否則會(huì)由于梁與梁之間混凝土性能差異較大，使梁體張拉后上拱值差異也很大。

1.2預(yù)應(yīng)力張拉。嚴(yán)格控制預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)間以及二期恒載施加期限，是保證預(yù)應(yīng)力箱梁殘余徐變上拱度值控制于限值之內(nèi)的關(guān)鍵。根據(jù)線性徐變理論，偏低的彈性模量會(huì)引起較大的徐變上拱。因此，在施加預(yù)應(yīng)力前，除了檢驗(yàn)混凝土強(qiáng)度外，還應(yīng)同時(shí)檢測(cè)其彈性模量，在兩者均滿足要求后，再施加預(yù)應(yīng)力。終張拉混凝土齡期不宜早于10d。終張拉時(shí)嚴(yán)格控制強(qiáng)度和彈性模量?，F(xiàn)場(chǎng)對(duì)預(yù)應(yīng)力筋的管道摩阻進(jìn)行實(shí)測(cè)并對(duì)其張拉應(yīng)力進(jìn)行修正。嚴(yán)格按設(shè)計(jì)規(guī)定的方式張拉，施工中不能隨意更改梁體張拉順序、批次。施加預(yù)應(yīng)力要嚴(yán)格實(shí)行“雙控”，嚴(yán)禁超張拉，以確保滿足預(yù)應(yīng)力徐變上拱限值的要求。預(yù)應(yīng)力張拉完畢后24~48h以內(nèi)壓漿，管道壓漿要求密實(shí)。當(dāng)水泥漿結(jié)硬時(shí)即可傳力，提高構(gòu)件的抗彎剛度，減少梁體上拱。

養(yǎng)生期內(nèi)保證混凝土處于潮濕狀態(tài)，減少日照引起的溫度應(yīng)力彎曲。采用蒸汽養(yǎng)護(hù)工藝可降低混凝土的徐變變形。濕潤(rùn)的環(huán)境可以扼制混凝土徐變變形，因此梁體存放期內(nèi)要保持濕度，避免過(guò)份干燥；同時(shí)本工程根據(jù)工期合理安排生產(chǎn)。

2箱梁混凝土裂縫控制措施

施工材料的優(yōu)化優(yōu)選原材料。選擇適宜的水泥品種。水泥的收縮主要與水泥中的礦物成分含量有關(guān)。粗骨料選用粒徑均勻、級(jí)配良好、堿活性小、質(zhì)地堅(jiān)硬、級(jí)配良好的石灰?guī)r、花崗巖、輝綠巖等碎石；細(xì)骨料選用級(jí)配良好、堿活性小、細(xì)度模數(shù)在2.6~3.0的純凈天然中砂。

優(yōu)選配合比。認(rèn)真進(jìn)行配合比， 用改善骨料級(jí)配、降低水灰比、摻加混合材料、摻加外加劑等方法，在滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度和施工要求的前提下，盡量減少水泥和水的用量，選擇品質(zhì)好的集料，增加集料數(shù)量，以改善混凝土的干縮。

摻入高效減水劑減少單位用水量。在混凝土中，水泥與水通過(guò)水化反應(yīng)而生成凝膠，凝膠吸水則膨脹，干燥則收縮。干燥收縮大部分是由水泥凝膠的收縮而引起的。單位用水量愈少，干燥收縮愈小。采用減水劑，減少單位用水量可顯著改善混凝土的干縮，避免出現(xiàn)裂縫，具體摻量應(yīng)由試驗(yàn)確定。

摻入粉煤灰減少水泥用量。摻入粉煤灰是大體積混凝土常用的防裂措施。用粉煤灰代替部分水泥，以減少水泥用量，大大降低水化熱，改善混凝土的可塑性、可泵性，減小混凝土的干燥收縮值。具體摻量由試驗(yàn)確定。

3優(yōu)化混凝土施工工藝

控制混凝土原材料的初始溫度，夏天（或高溫）時(shí)采用低溫水（如地下水、降溫水等）沖涼骨料，砂、石料避免直接在陽(yáng)光下曝曬，設(shè)置遮擋陽(yáng)光措施，在泵送管道上覆蓋草袋等隔熱材料?？刂苹炷翑嚢钑r(shí)間，如時(shí)間過(guò)長(zhǎng)將使水分蒸發(fā)過(guò)多，引起混凝土坍落度過(guò)低，使得在混凝土體積上出現(xiàn)不規(guī)則的收縮裂縫。采用分層澆筑，加快混凝土內(nèi)部熱量的散發(fā)。控制混凝土灌注速度，保證混凝土硬化前后密實(shí)均勻，避免產(chǎn)生混凝土不規(guī)則收縮裂縫。監(jiān)控混凝土的水化熱，合理控制振搗的時(shí)機(jī)。

過(guò)振的混凝土，會(huì)在豎向混凝土構(gòu)件的表面形成水渠，造成砂石下沉、水泥漿上浮，在梁體表面產(chǎn)生塑性收縮，容易在梁體表面產(chǎn)生裂紋。采用嚴(yán)格的蒸汽養(yǎng)護(hù)工藝。我們擬采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制養(yǎng)護(hù)溫度，實(shí)施多點(diǎn)控制，適當(dāng)增加靜停時(shí)間，嚴(yán)格控制混凝土升、降溫速度及梁體混凝土內(nèi)外溫差。模板拆除后，及時(shí)進(jìn)行覆蓋，按規(guī)定的天數(shù)和灑水次數(shù)進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)，使混凝土表面保持潮濕狀態(tài)和一定溫度。自然養(yǎng)護(hù)時(shí)，在混凝土表面覆蓋草袋或包裹塑料薄膜等進(jìn)行保溫保水。控制拆模時(shí)間，特別是晝夜溫差較大或冬季施工更應(yīng)注意。

我們擬在箱梁混凝土強(qiáng)度達(dá)43.5MPa時(shí)，拆除內(nèi)模。采取預(yù)張拉，當(dāng)箱梁混凝土強(qiáng)度達(dá)到33.5MPa時(shí)，脫去端模、松開(kāi)內(nèi)模解除模板約束后，立即進(jìn)行預(yù)張拉。在脫端模對(duì)箱梁端部采取防風(fēng)措施。

總之，造成混凝土箱梁裂紋的原因是多方面的，其控制措施也是全方位的。上述僅列舉控制混凝土裂紋的部分措施，但我們堅(jiān)信只要在材料選擇、配合比設(shè)計(jì)、施工中加以嚴(yán)格控制，裂紋是能避免的。并應(yīng)注意總結(jié)施工經(jīng)驗(yàn)，及時(shí)進(jìn)行信息溝通，調(diào)整施工方案，真正有效控制裂紋的目的。

張拉施工必須檢查三同心兩同步控制措施。三同心即為預(yù)應(yīng)力管道與錨下墊板的錨口同心，錨墊板錨口與錨圈同心，錨圈與千斤頂同心。兩同步即為張拉時(shí)兩端及兩邊必須同步對(duì)稱施張。

當(dāng)兩端壓力表數(shù)值相差大于1.5MPa時(shí)，兩端應(yīng)同時(shí)停機(jī)，卸荷后同時(shí)更換油表，重新張拉。

斷、滑絲數(shù)量不超過(guò)預(yù)應(yīng)筋總數(shù)的0.5%，并不得位于梁體的同一側(cè)，且一束內(nèi)斷絲數(shù)量不得超過(guò)一絲。每孔箱梁張拉時(shí)，必須有專人負(fù)責(zé)及時(shí)填寫張拉記錄。

應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)考慮張拉過(guò)程中的安全操作。油泵上的安全閥應(yīng)調(diào)到最大工作油壓下才能自動(dòng)打開(kāi)。油表安裝必須滿扣，高壓油管使用前應(yīng)作耐壓試驗(yàn)，不合格的禁止使用，各接頭必須緊密，油路暢通，不得漏油，否則修理或更換。電路系統(tǒng)檢修不準(zhǔn)帶電操作，油路系統(tǒng)檢修不準(zhǔn)帶壓操作。張拉過(guò)程中，兩端油泵司機(jī)應(yīng)統(tǒng)一指揮送油或回油。工作完畢應(yīng)打開(kāi)油閥，切斷電源，非油泵司機(jī)禁止操作油泵。千斤頂不得超過(guò)設(shè)計(jì)最大拉力和最大量程。在張拉過(guò)程中，千斤頂正后方不準(zhǔn)站人，油管不準(zhǔn)踩踏攀扶。張拉油泵操作者在操作時(shí)應(yīng)專心專意，不準(zhǔn)與外人交談，更不準(zhǔn)油泵司機(jī)開(kāi)動(dòng)油泵干其它工作。

預(yù)應(yīng)力張拉工序?qū)訇P(guān)鍵工序，也屬重要隱蔽工程，除施工人員自檢、互檢外，專職檢查部門應(yīng)對(duì)其張拉程序、張拉順序、張拉力值、靜停、伸長(zhǎng)值、斷絲滑絲等進(jìn)行監(jiān)督性的旁站檢查。

4梁體接地控制措施

對(duì)于接地鋼筋不允許外露。接地端子在施工中應(yīng)采取表面封堵措施，嚴(yán)禁任何水泥砂漿等渣滓進(jìn)入套筒。所有接地端子應(yīng)采用不銹鋼材質(zhì)為GB00Cr17NiMo2。

橋梁上以及橋梁與橋墩結(jié)合處接地鋼筋應(yīng)牢固焊接，保證接地鋼筋各處電氣連續(xù)性。橋梁混凝土澆筑前，必須由監(jiān)理單位對(duì)焊接處的電路暢通及焊接質(zhì)量進(jìn)行簽任，并且橋面板中預(yù)埋的防護(hù)墻接地鋼筋N1上端做好不易滅失的標(biāo)識(shí)。在施工前請(qǐng)總體設(shè)計(jì)單位及相關(guān)專業(yè)對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、連接端子、預(yù)埋鋼筋等進(jìn)行確認(rèn)。所有接地鋼筋的聯(lián)接采用L形焊接，焊接長(zhǎng)度單面焊200 mm，雙面焊100 mm，焊接厚度至少4mm。接地端子必須采用廠制標(biāo)準(zhǔn)件。綜合接地系統(tǒng)鋼筋與梁體鋼筋或支座板鋼筋相碰時(shí)，可適當(dāng)移動(dòng)接地鋼筋。梁內(nèi)預(yù)埋接地端子套筒最終表面應(yīng)與最外層混凝土表面平齊，凸出高度應(yīng)控制在2mm以下。承軌臺(tái)間縱向接地鋼筋距橋面距離小于10cm。`

5結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合預(yù)應(yīng)力箱梁工程實(shí)例，闡述了箱梁的施工控制要求，提出除高性能混凝土施工技術(shù)控制外，箱梁徐變上拱控制技術(shù)以及箱梁混凝土裂縫控制技術(shù)同樣重要，及其施工控制過(guò)程。工程實(shí)踐表明，控制方案能有效確保箱梁施工達(dá)到設(shè)計(jì)要求。