淺談?lì)A(yù)制場T梁施工及裂縫解決措施

劉軍平

（中鐵七局集團(tuán)第一工程有限公司）

淺談?lì)A(yù)制場T梁施工及裂縫解決措施

劉軍平

（中鐵七局集團(tuán)第一工程有限公司）

混凝土是一種廣泛用于橋梁工程的建筑材料，但它抗拉強(qiáng)度低，若受力不均勻容易開裂導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)，長期以來混凝土裂縫的成因分析及其控制分析一直是工程界和學(xué)術(shù)界所研究的重要課題，根據(jù)多年實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，對鐵路橋梁工程中的預(yù)應(yīng)力T梁現(xiàn)場預(yù)制施工進(jìn)行簡單的介紹，并總結(jié)了現(xiàn)場預(yù)制T梁時(shí)常出現(xiàn)裂縫的原因，并提出相應(yīng)的預(yù)防及解決措施。

混凝土；預(yù)制場T梁；裂縫解決措施

1　引言

該項(xiàng)目儋州制梁場位于儋州市光村鎮(zhèn)白沙塘村，線路里程DK80+600右側(cè)，毗鄰X500縣道，梁場設(shè)在新建儋州梁場右側(cè)。制梁場總占地面積為244畝。儋州制梁場承擔(dān)新建海南西環(huán)鐵路XHZQ-3標(biāo)（里程范圍DK61+561.3～DK93+252.4）共計(jì)19座橋梁516孔（2064片）雙線T梁的預(yù)制和架設(shè)任務(wù)，其中32.6m預(yù)制T梁2008片，24.6m預(yù)制T梁56片。制梁總工期為10個(gè)月，梁場最高生產(chǎn)能力為264片/月，每天計(jì)劃預(yù)制10片梁，滿足工期要求。

2　總體施工方案

本公司具有成熟的橋梁預(yù)制的施工工法，主要針對工裝配備情況，稍作調(diào)整。針對儋州制梁場的工裝擬配情況，總體施工方案如下：

2.1鋼筋綁扎

梁體鋼筋采用在制梁臺(tái)座上直接綁扎，頂板鋼筋采用在胎架上預(yù)綁，8t龍門吊吊裝就位后安裝的施工方法。每列設(shè)置4處頂板鋼筋拼裝臺(tái)座，其中兩處按照制梁臺(tái)座標(biāo)準(zhǔn)預(yù)設(shè)，以備增加生產(chǎn)能力。

2.2合模

32m梁模板選用目前比較先進(jìn)的整體移動(dòng)式液壓模板，液壓控制合模，人工檢查復(fù)核。

2.3澆筑

采用8t龍門吊配套兩個(gè)混凝土料斗斜向分層分段進(jìn)行澆筑。每段長度不大于4m，層厚不大于40cm。

2.4拆模

人工配合整體移動(dòng)式液壓模板，進(jìn)行拆模作業(yè)。

2.5養(yǎng)護(hù)

儋州梁場位于北緯19°，屬于熱帶氣候，養(yǎng)護(hù)措施不考慮冬季施工。本地常年濕度大，因此，梁片混凝土的養(yǎng)護(hù)計(jì)劃采用灑水養(yǎng)護(hù)，以保證表面濕潤為宜。養(yǎng)護(hù)時(shí)間不小于14d。因此，在制梁區(qū)和存梁區(qū)預(yù)設(shè)自動(dòng)噴淋設(shè)備，定時(shí)進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)作業(yè)。

2.6初張拉

由于臺(tái)座設(shè)置有富余，梁體混凝土強(qiáng)度和齡期達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行初張拉，不再進(jìn)行預(yù)張拉。初張拉后，梁片可進(jìn)行吊裝，騰出制梁臺(tái)座，開始下一制梁循環(huán)。

2.7移梁

半成品梁和成品梁的移梁作業(yè)采用單臺(tái)150t龍門吊。

2.8終張拉、壓漿

梁片達(dá)到設(shè)計(jì)的強(qiáng)度、彈模和齡期后，進(jìn)行終張拉作業(yè)施工。終張拉后72h內(nèi)，進(jìn)行壓漿。壓漿采用數(shù)控壓漿臺(tái)車施工。

2.9出梁

出梁采用150t龍門吊將梁片移送到出梁裝車區(qū)，再由兩臺(tái)100t提梁機(jī)提梁裝車。運(yùn)梁車采用我公司自有的專用運(yùn)梁車。

2.10橋梁架設(shè)

橋梁架設(shè)采用DJ180公鐵兩用架橋機(jī)，運(yùn)梁車采用我公司自有的專用運(yùn)梁車。

架梁施工用電盡量就近駁接線下單位的臨時(shí)用電，無臨時(shí)用電線路的，采用備用發(fā)電機(jī)供電。

3　難點(diǎn)、關(guān)鍵及特殊工序

T梁預(yù)制的相關(guān)施工工藝、工法已經(jīng)比較成熟，施工時(shí)為工廠式作業(yè)，管理及生產(chǎn)安排較為簡單。針對本梁場特點(diǎn)，關(guān)鍵工序?yàn)榛炷翝仓埨?，特殊工序?yàn)閴簼{，難點(diǎn)是臨建的土方施工工期。

3.1關(guān)鍵工序

3.1.1混凝土澆筑

混凝土的質(zhì)量和澆筑施工的工序是保證梁體質(zhì)量的關(guān)鍵工序。

（1）采用數(shù)控拌和站，并按照相關(guān)規(guī)范配置信息系統(tǒng)，強(qiáng)化計(jì)量檢查和試驗(yàn)頻次，派駐專業(yè)機(jī)械操作和維修保養(yǎng)人員。

（2）優(yōu)化施工工藝，采用料斗供料、高頻振搗，單方向澆筑，橫向分段、斜向分層的施工工藝，加強(qiáng)振搗作業(yè)。

3.1.2張拉

張拉質(zhì)量是保證梁體質(zhì)量的另一關(guān)鍵的工序。因此，我公司擬配置經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)人員和施工隊(duì)伍負(fù)責(zé)張拉施工，嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行作業(yè)，確保100%的全程監(jiān)控和檢查。發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)解決，問題原因未查明，絕不進(jìn)行下步施工。

3.2特殊工序：壓漿

壓漿作業(yè)存在隱蔽性，難以進(jìn)行質(zhì)量檢查。因此，控制質(zhì)量的方法主要在作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化上。嚴(yán)格控制漿液質(zhì)量、精密計(jì)算壓漿量，確保施工質(zhì)量。

4　混凝土裂縫的主要問題及成因分析

4.1溫度裂縫

現(xiàn)象：混凝土表面的溫度裂縫的走向和形狀一般都沒有特定的規(guī)律性，大面積混凝土結(jié)構(gòu)的溫度裂縫多是縱橫交錯(cuò)的，而一些長度尺寸較大或者梁板類的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的溫度裂縫普遍都平行于短邊。貫穿和進(jìn)深的溫度裂縫走向一般都與短邊趨近于平行，裂縫分布一般都集中在中間區(qū)域，而且是沿全長分段出現(xiàn)的。裂縫的寬度沿全長變化并不大，大多都是在0.5mm以下。表面裂縫主要出現(xiàn)在混凝土施工期間，而貫穿和進(jìn)深的溫度裂縫則在混凝土澆筑后的2～3個(gè)月或者更長時(shí)間后才會(huì)發(fā)生，裂縫寬度呈現(xiàn)隨季節(jié)溫度變化而變化的趨勢，夏季溫度高時(shí)裂縫較細(xì)，冬季溫度低時(shí)則較寬。

成因：在混凝土內(nèi)部和外界環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí)，由于自身的熱脹冷縮性質(zhì)就會(huì)導(dǎo)致其形狀發(fā)生變化，如果在發(fā)生形變時(shí)受到其他力的影響，就會(huì)在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力，應(yīng)力超過混凝土的抗壓強(qiáng)度時(shí)就會(huì)形成溫度裂縫。內(nèi)部溫度變化主要是由于混凝土在硬化過程中水泥會(huì)放出大量的水化熱，使得內(nèi)部溫度升高，從而在混凝土表面產(chǎn)生應(yīng)力。區(qū)別溫度裂縫和其他裂縫的最簡單方式就是看其裂縫會(huì)不會(huì)隨著溫度變化而發(fā)生合攏和擴(kuò)張的現(xiàn)象。

4.2塑性收縮裂縫

現(xiàn)象：一些新澆筑的混凝土如果沒有保護(hù)得當(dāng)使其暴露在空氣中，就很容易再起構(gòu)件、結(jié)構(gòu)表面形成塑性收縮裂縫。塑性收縮裂縫具有長短不一、形狀規(guī)則和互不連接等特點(diǎn)，并且其裂縫深度一般都較淺，與泥漿干燥后出現(xiàn)的裂紋很相似，如圖1所示?；炷脸跄螅ㄍǔＴ诨炷翝仓?h左右），如果外界的風(fēng)速較大、氣溫高并且空氣干燥的話，就很容易出現(xiàn)收縮裂縫。

圖1　塑性收縮裂縫

成因：在混凝土澆筑時(shí)如果水灰比超過一定范圍，混凝土表面就會(huì)泌出一部分水，或者就是在新拌混凝土顆粒之間充滿水，在澆筑后這些水分在室外環(huán)境下很容易收到高溫、日曬和風(fēng)吹等影響從而蒸發(fā)，混凝土表面水分的蒸發(fā)就會(huì)使得內(nèi)部水分逐漸向外部遷移，導(dǎo)致整體混凝土水分散失，從而使得混凝土在塑性階段體積會(huì)收縮。塑性收縮造成的混凝土體積縮小一般可以達(dá)到1%左右，在一些大流動(dòng)性的混凝土甚至?xí)_(dá)到2%，當(dāng)混凝土表面水分的蒸發(fā)速度超過內(nèi)部水分遷移速度后，就會(huì)使得混凝土的抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)小于表面的收縮應(yīng)力，從而導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)表面形成大量的不規(guī)則細(xì)小裂縫，如果修補(bǔ)措施不及時(shí)還會(huì)使得裂縫進(jìn)一步向內(nèi)部延伸，嚴(yán)重時(shí)就會(huì)造成貫穿裂縫。

5　預(yù)制T梁施工裂縫解決措施

5.1收縮縫解決措施

混凝土發(fā)生收縮裂縫時(shí)會(huì)在一定程度上影響整體建筑物結(jié)構(gòu)的荷載能力，還可能導(dǎo)致鋼筋更容易受到腐蝕，對整個(gè)建筑物的使用強(qiáng)度和耐久性都有著重大影響。因此在收縮縫出現(xiàn)后，首先要對其表面的裂縫進(jìn)行修補(bǔ)，在確保裂縫修補(bǔ)穩(wěn)定后在用涂刷環(huán)氧膠泥的方法防止裂縫進(jìn)一步擴(kuò)張。對于一些縫隙寬度小于0.1mm的收縮裂縫可以不采取處理，因?yàn)槔碚撋?.1mm以下的混凝土裂縫會(huì)自行愈合。但是如果裂縫的寬度大于0.1mm，則要對其進(jìn)行水泥灌注或者化學(xué)注漿等方式進(jìn)行封閉性處理。

5.2溫度裂縫解決措施

為了防止混凝土出現(xiàn)溫度裂縫，可以采取以下幾個(gè)措施進(jìn)行預(yù)防和處理：①在混凝土攪拌時(shí)要對集料的溫度和計(jì)量進(jìn)行準(zhǔn)確控制。在控制集料溫度時(shí)應(yīng)當(dāng)首先要做的就是對攪拌物送冷風(fēng)處理，控制其溫度保持在6℃左右，其次還要盡量保證混凝土的澆筑工作在陽光較弱的地方進(jìn)行，由于很多的混凝土施工都是在陽光直射溫度較高的夏季進(jìn)行的，所以在必要時(shí)可以采取夜間澆筑的方式進(jìn)行溫度控制。②盡量減少混凝土澆筑時(shí)的溫差，在一些低溫季節(jié)進(jìn)行澆筑作業(yè)時(shí)可以采用塑料布進(jìn)行覆蓋的方式減小溫差。③在混凝土施工過程中要對混泥土的配合比進(jìn)行嚴(yán)格控制，根據(jù)實(shí)際的施工情況合理調(diào)配水量，最大限度保障混凝土施工質(zhì)量。

5.3控制施工原材料的質(zhì)量

混凝土施工的原材料主要有水、砂礫、添加劑、水泥、骨料和石子等，每一種施工材料的質(zhì)量都會(huì)或大或小地對整體混凝土施工質(zhì)量產(chǎn)生影響。因此，為了有效預(yù)防混凝土裂縫問題，必須對施工原材料的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制。為了避免混凝土出現(xiàn)水熱化現(xiàn)象，要根據(jù)實(shí)際施工情況合理選擇水泥品種，大部分情況下都是選用粉煤灰水泥，但是一些對于混凝土有著特殊要求的建筑工程則要充分考慮施工要求和實(shí)際情況來選取合適的水泥品種?；炷凉橇习凑疹w粒大小可以分為粗骨料和細(xì)骨料，粗骨料的粒徑最好選取5～40mm之間，而細(xì)骨料則最好選取中粗砂。另一方面，在選擇骨料是還要對砂石的含泥量進(jìn)行嚴(yán)格控制，石的含泥量最好控制在1%，而砂的含泥量則控制在3%以內(nèi)最為合適。在配置混凝土?xí)r經(jīng)常會(huì)用到各種添加劑，如粉煤灰、緩凝劑和減水劑等，在這些添加劑加入前對其性能進(jìn)行檢查和試驗(yàn)是必不可少的一項(xiàng)工作。

5.4做好混凝土振搗工作

為了防止混凝土出現(xiàn)離析現(xiàn)象，就必須在混凝土入模后對其進(jìn)行科學(xué)合理的振搗工作，振搗過程中要注意振搗面積的全面、適度和均勻，防止在混凝土施工中出現(xiàn)漏漿情況。為了提高混凝土的使用強(qiáng)度，可以在一些關(guān)鍵結(jié)構(gòu)點(diǎn)進(jìn)行二次振搗作業(yè)，在混凝土凝結(jié)前對其表面進(jìn)行重復(fù)的抹壓能夠在一定程度上減少混凝土表面裂縫出現(xiàn)的幾率，二次振搗對于提高整體混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和密實(shí)性有著重要作用。

6　結(jié)束語

綜上所述，一個(gè)精品工程項(xiàng)目從建成到投入使用，牽涉到方方面面，從設(shè)計(jì)、施工到監(jiān)理、運(yùn)營管理各個(gè)環(huán)節(jié)都至關(guān)重要。合理的技術(shù)施工方案是保證工程質(zhì)量的前提。在施工時(shí)必須充分考慮橋梁混凝土產(chǎn)生裂縫的各種原因，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際提出預(yù)防及處理辦法，避免由于施工方案不合理產(chǎn)生的安全隱患和不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

[1]楊松.支變連續(xù)T梁橋翼緣板防裂對策研究[D].長安大學(xué)，2014（04）：29～30.

[2]葉兵劍.公路預(yù)制T梁非結(jié)構(gòu)性裂縫機(jī)理研究[D].武漢理工大學(xué)，2013（05）：58～59.

U445.1

A

1673-0038（2015）08-0147-02

2015-2-8

劉軍平（1989-），男，助理工程師，2013年畢業(yè)于蘭州工業(yè)學(xué)院，道路橋梁工程技術(shù)專業(yè)。