預(yù)制箱梁支座板空響情況的處理與防治

洪志軍

摘要：預(yù)制箱梁支座板空響是指用鈍器對箱梁的支座預(yù)埋板進行敲擊時，會發(fā)出“咚咚”的空響聲。支座板空響是大噸位箱梁預(yù)制中的常見“癥狀”，一直困擾著鐵路客運專線和高速鐵路橋梁生產(chǎn)。結(jié)合銀西鐵路客運專線乾縣制梁場的工程實際情況，通過認真分析、科學(xué)實踐和嚴(yán)格檢查，找出支座板空響的原因，在施工中加以控制，為同類工程提供借鑒和經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：高速鐵路;預(yù)制箱梁;支座板;空響

中圖分類號：U445.469

文獻標(biāo)識碼：A

DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2019.09.055

1 概述

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，高速鐵路在我國的道路建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用[1]。高速鐵路客運專線橋梁結(jié)構(gòu)眾多，但雙線簡支箱梁以其結(jié)構(gòu)抗扭剛度大、建成后期養(yǎng)護工作量小等優(yōu)點受到了人們的青睞[2]。簡支箱梁的工廠化預(yù)制因其便于很好地控制其質(zhì)量及不受氣候等的影響在現(xiàn)代鐵路橋梁建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用，但預(yù)制箱梁支座板空響的質(zhì)量通病一直困擾著鐵路客運專線和高速鐵路橋梁生產(chǎn)。所謂預(yù)制箱梁支座板空響，是指用鈍器對箱梁的支座預(yù)埋板進行敲擊時，會發(fā)出“咚咚”的空響聲，這是由于支座與梁體混凝土之間存在空洞而導(dǎo)致。通常當(dāng)現(xiàn)澆預(yù)制梁出現(xiàn)支座板空響的病害時，處理該病害的方法一般是在預(yù)制梁體中找到發(fā)生空響的空洞位置，然后把凝結(jié)不結(jié)實的混凝土清理掉，注入與梁體混凝土等級相同的水泥沙漿，便可以解決該類問題[3]。但是對于一些不便于清理的梁體位置，該方法便不可以使用。盡管在短時間內(nèi)看來支座板空響的問題對預(yù)制箱梁的質(zhì)量影響不大，但就使用壽命為100年的高速鐵路來說，此問題對橋梁仍是一個安全隱患[4]，所以對預(yù)制箱梁支座板空晌病害的研究具有一定的實際意義。

銀西鐵路客運專線乾縣制梁場承擔(dān)銀西站前3標(biāo)406跨箱梁的預(yù)制任務(wù)，梁場在生產(chǎn)初期，技術(shù)人員對移出臺位的箱梁支座板進行錘擊檢查時發(fā)現(xiàn)，有約30%左右的支座板存在空響現(xiàn)象，空響的支座板其空響范圍比較大，說明支座空響病害普遍存在于預(yù)制箱梁結(jié)構(gòu)中，因而對該問題的研究與解決顯得尤為迫切。

2 原因分析

針對預(yù)制箱梁支座板空響的質(zhì)量通病，梁場專門成立了技術(shù)攻關(guān)小組，該小組對現(xiàn)場施工的鋼筋綁扎、混凝土澆筑、振搗和養(yǎng)護等各個環(huán)節(jié)進行全過程的監(jiān)控，通過研究對支座板空響問題的原因有了一定的認識。從支座板空響出現(xiàn)的時間段來分析，支座板空響分為兩個方面，即混凝土灌注時振搗不密實引起的空響和隨混凝土強度的增長而發(fā)展的縫隙引起的空響。

2.1 混凝土灌注時振搗不密實引起的空響

混凝土灌注時振搗不密實引起的空響，主要與混凝土原材料的質(zhì)量和施工振搗質(zhì)量有關(guān)?；炷猎牧系馁|(zhì)量直接影響混凝土的相關(guān)技術(shù)參數(shù)，支座板處混凝土的粘聚性、流動性、保水性與支座板空響息息相關(guān)。在混凝土振搗時由于支座板上方處的鋼筋密度大，容易造成振搗不到位，導(dǎo)致局部漏振。另外支座處的鋼材與混凝土材質(zhì)不同會引起二者不能有機粘結(jié)病害，混凝土澆灌時會余留空氣。

2.2 隨混凝土強度增長而發(fā)展的縫隙引起的空響

混凝土強度的增長引起的裂縫所導(dǎo)致的空響產(chǎn)生原因較多，主要原因如下：①支座板所處的位置為梁端預(yù)應(yīng)力錨固區(qū)，錨下混凝土在張拉預(yù)應(yīng)力后產(chǎn)生壓縮變形，壓縮變形量以錨具中心區(qū)為最大，因此會導(dǎo)致支座板和混凝土間產(chǎn)生較大的剪力，使二者之間產(chǎn)生相對位移和裂縫。②支座板處鋼材和混凝土的收縮率不同，在養(yǎng)護和儲存過程中，支座板與梁體混凝土之間的溫差會引起鋼板與混凝土間產(chǎn)生細微縫隙。③混凝土收縮徐變導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生和支座板與混凝土不密貼。④支座板采用達可樂涂層，與混凝土粘接效果較差。

3 改進措施

針對支座板空響問題產(chǎn)生的各種原因，梁場在施工中采取了以下措施：①在箱梁預(yù)制時嚴(yán)禁使用不合格的原材料，對粒徑、含泥量等參數(shù)超標(biāo)的粗、細骨料一律清退。②嚴(yán)格控制支座板處混凝土的塌落度在180 - 220 mm范圍，以便振搗密實。③在支座板處加強混凝土的振搗，調(diào)整支座板處的鋼筋間距使混凝土更好地振搗密實。推薦使用附著式振動器或者插入式振搗棒進行振搗。④規(guī)范鋼筋綁扎，在鋼筋綁扎的過程中，在每塊支座板上方腹板內(nèi)由橋面至支座板位置安放一根直徑70 mm鋼管，鋼管以深入到距支座板30 cm位置為宜，灌注支座板處混凝土?xí)r，振動棒通過鋼管內(nèi)腔深入到支座板上方振搗，振搗完成后將鋼管抽出，如圖1所示。⑤在支座板背面按照15 - 20 cm的間距橫向加焊φ12的螺紋鋼，增加支座板與梁體混凝土的接觸面積，從而增大支座板與梁體混凝土之間的錨固力，能有效防止支座板與混凝土之間細微裂縫的開展，如圖2所示。⑥在施工時支座板與混凝土內(nèi)部空氣氣泡產(chǎn)生裂縫也是導(dǎo)致支座空響的原因，所以在施工時在支座板的中間位置鉆φ15的圓孔，方便支座板和混凝土夾縫內(nèi)的余留空氣排出。⑦在箱梁初張拉前，解除支座板與底模板之間的定位螺栓，保證張拉過程中，支座板能自由移動，避免支座板與混凝土之間因變形不同步而產(chǎn)生細微縫隙。⑧當(dāng)支座板施工結(jié)束后應(yīng)對其覆蓋保護，防止因天氣、涂膜劑等污染支座板表面。

4 空響處理

為了確保預(yù)制箱梁支座板與梁體混凝土之間無空響現(xiàn)象，對已預(yù)制的箱梁逐一進行了檢查，檢查中有部分箱梁存在空響情況，對于出現(xiàn)空響的支座板采取注膠的方法處理，具體方法如下。

4.1 鉆孔

用直徑16 - 18 mm鉆頭，由梁底面往上鉆透支座板預(yù)埋鋼板，每處空響部位在空響范圍邊緣處或成對角線位置鉆兩個孔，如圖3所示。

4.2 注膠

在鉆孔位置處將壓膠器具的螺帽焊接在支座板預(yù)埋鋼板上，要求螺帽與鋼板焊接牢固、密實，螺帽焊接好后將壓膠器具擰緊，如圖4所示。注膠時，膠液通過注膠嘴向空響處注膠，直至排氣孔流出膠液后，先對排氣孔封堵，再次注膠后，快速封堵注膠孔。

4.3 封堵

待膠體固結(jié)后，將焊接的螺帽卸掉，鑿出鋼板厚度范圍內(nèi)孔內(nèi)固結(jié)膠體，打人短鋼筋，將鋼筋與鋼板面焊接平順用磨光機磨平，進行防腐處理。

5 結(jié)語

施工過程中采取上述改進措施后，攻關(guān)小組對移出臺座的箱梁支座板進行了逐一敲擊檢查，空響率由以前的30%降至了5%左右，出現(xiàn)空響的支座板空響范圍也明顯縮小，只有局部空響。對于注膠處理的空響支座板，注膠后用榔頭敲擊，均未發(fā)現(xiàn)空響現(xiàn)象。

支座板空響是高速鐵路和客運專線預(yù)制箱梁中常見的質(zhì)量通病，直接關(guān)系到梁體的施工質(zhì)量和后期維修的費用，本文通過乾縣制梁場256跨箱梁的施工控制研究，總結(jié)處理支座板空響和防治箱梁支座板空響的經(jīng)驗和方法，為今后的高鐵客專橋梁預(yù)制施工積累了經(jīng)驗。

參考文獻：

[l]姜俊平.我國發(fā)展高速鐵路快件運輸?shù)奶剿餮芯縖J].黑龍江交通科技，2019，42 （1）： 176-178.

[2]李華強.橫向拼裝波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁關(guān)鍵技術(shù)[J].北方交通，2019（3）：23-26.

[3]郭萬中，何志軍.箱梁支座空響處理及預(yù)防措施[J].中國港灣建設(shè)，2012 （4）： 104-106.

[4]周亞軍.箱梁支座板空響的預(yù)防與處理方法[J].山西建筑.2018， 44（ 6）： 170-171.