箱梁預(yù)制施工質(zhì)量控制關(guān)鍵措施技術(shù)研究

鐘尚書

箱梁預(yù)制施工質(zhì)量控制關(guān)鍵措施技術(shù)研究

鐘尚書

（廣西路建工程集團有限公司，廣西 南寧 530001）

隨著我國公路事業(yè)建設(shè)發(fā)展的不斷推進，公路橋涵施工技術(shù)有了明顯提升。預(yù)制箱梁對于橋梁工程而言屬于極其重要的一個環(huán)節(jié)，對于整個橋梁的建設(shè)、運營起到非常關(guān)鍵的作用。文章詳細(xì)闡述了箱梁預(yù)制的主要過程及在預(yù)制箱梁施工過程中遇到的質(zhì)量問題，重點分析了預(yù)制箱梁施工中質(zhì)量控制的關(guān)鍵措施，以期對今后有關(guān)工程提供技術(shù)參考。

預(yù)制箱梁；施工質(zhì)量控制；關(guān)鍵措施；公路工程

引言

隨著我國交通發(fā)展規(guī)劃的不斷深入，高速路建設(shè)在迅猛發(fā)展，尤其在西部地區(qū)，迎來了高速交通事業(yè)發(fā)展的黃金期。與此同時，公路橋涵施工技術(shù)也得到了顯著提升，目前國內(nèi)公路橋涵工程建設(shè)周期長、區(qū)域跨越大，在施工的時候會受到多方面因素的影響，預(yù)制箱梁對于橋梁工程而言屬于極其重要的一個環(huán)節(jié)，對于整個橋梁的建設(shè)、運營起到非常關(guān)鍵的作用。預(yù)制箱梁對制造技術(shù)要求較高，但預(yù)制箱梁與橋梁工程中的其他施工環(huán)節(jié)能夠同步開展進行，從而能夠大幅縮短施工周期，提高施工效率，保證施工安全，節(jié)約人力資源成本，同時也能夠更好地保障工程的質(zhì)量，進一步促進公路工程的建設(shè)發(fā)展[1]。

1 工程概況

崇愛二分部起訖樁號為K31+666～K58+718.58路線全長27.052 km，其中主線為23.584 km，愛店連接線3.468 km。主要位于崇左市寧明縣峙浪鄉(xiāng)、愛店鎮(zhèn)境內(nèi)。項目負(fù)責(zé)施工段落共有18座橋，其中大橋8座，中橋1座，分離式立交橋1座，互通橋4座，跨線天橋4座。主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為：全線采用四車道高速公路，設(shè)計速度100 km/h，路基寬度為26 m，路基設(shè)計洪水頻率1/100。設(shè)計荷載：公路－Ⅰ級。

本項目共有箱梁959片，其中20 m箱梁31片，30 m箱梁685片，40 m箱梁243片。均采用預(yù)制工藝。

2 預(yù)制箱梁

2.1 制作工藝流程

本項目箱梁預(yù)制于崇左至愛店高速公路二分部預(yù)制場內(nèi)，場站建設(shè)完成并驗收合格，預(yù)制所需的模板及各材料經(jīng)驗收合格，方可開始產(chǎn)梁。

在預(yù)制梁場內(nèi)，清理預(yù)制箱梁臺座并均勻涂刷脫模劑，在預(yù)制箱梁臺座上綁扎箱梁底腹板鋼筋，將圓形波紋管準(zhǔn)確定位安裝在底腹板鋼筋骨架內(nèi)，按照預(yù)制箱梁尺寸，準(zhǔn)確安裝外側(cè)模板，螺旋筋、錨墊板、通氣孔及端頭模板，并綁扎錨下鋼筋內(nèi)膜打磨完畢并均勻涂刷脫模劑，采用龍門吊吊裝并準(zhǔn)確安裝內(nèi)膜，綁扎頂板鋼筋、準(zhǔn)確定位安裝負(fù)彎矩張拉預(yù)留槽，負(fù)彎矩扁波紋管及頂板預(yù)埋鋼筋，用龍門吊吊裝澆筑C50箱梁混凝土并預(yù)留3組相同試塊，待澆筑完畢后及時覆蓋，直到預(yù)制箱梁其混凝土強度高于拆模強度后依次拆除內(nèi)、外模并用鑿毛機鑿毛翼板及端頭混凝土，并噴淋養(yǎng)生待預(yù)制箱梁齡期達(dá)到7天，當(dāng)混凝土強度達(dá)到90%以上，箱梁張拉作業(yè)才可以進行，張拉作業(yè)完畢后，要求48 h內(nèi)完成壓漿作業(yè)，即完成了預(yù)制箱梁的制作[2]。

2.2 受力特性

對箱梁鋼筋進行預(yù)應(yīng)力張拉處理，預(yù)應(yīng)力的張拉即在鋼筋混凝土構(gòu)件的預(yù)留孔洞中插入鋼筋，并提前對鋼筋施加張拉力，鋼筋在收縮過程中，由于箱梁結(jié)構(gòu)在用途中主要作為受拉構(gòu)件以承受彎矩作用，列車行駛過橋梁時，箱梁的受力特性為上部受壓、下部受拉。因此，針對此受力特性，為增長箱梁的使用壽命以及抗彎作用，須在澆筑混凝土前對箱梁內(nèi)部鋼筋做張拉處理。因在張拉作用完成后鋼筋呈現(xiàn)向內(nèi)部收縮的趨勢，在澆筑完成后，由于鋼筋的收縮效應(yīng)，鋼筋混凝土構(gòu)件具有一個垂直于縱斷面的變形趨勢。因此，在之后承受彎矩作用時，可提高構(gòu)件的最大承彎上限[3]。

3 箱梁施工質(zhì)量問題及關(guān)鍵措施

預(yù)制箱梁施工質(zhì)量的好壞會決定到整個橋梁工程總體質(zhì)量的優(yōu)劣，針對箱梁預(yù)制施工過程中混凝土澆筑防氣泡、混凝土開裂等問題的措施研究，事關(guān)橋梁質(zhì)量和結(jié)構(gòu)耐久性，甚至影響橋梁及橋上過往車輛的安全，所以預(yù)制箱梁混凝土澆筑的控制必須引起高度重視。

3.1 箱梁施工質(zhì)量問題

箱梁的施工質(zhì)量問題一方面取決于箱梁自身制作時的質(zhì)量優(yōu)劣，另一方面取決于箱梁在運輸、施工、安裝時的工藝優(yōu)劣，其常見的質(zhì)量問題主要有以下三種[4]。

（1）箱梁表面蜂窩麻面，其蜂窩面的最主要的外觀現(xiàn)象表現(xiàn)為鋼筋混凝土局部表面存在的以下現(xiàn)象，即表面土質(zhì)疏松、小石頭較多、水泥漿較少、或在石塊表面和小石子表面間產(chǎn)生一些類似于蜂窩狀結(jié)構(gòu)的洞窟洞或小縫隙；麻面混凝土的最主要的外觀現(xiàn)象主要表現(xiàn)為在鋼筋混凝土表層出現(xiàn)局部缺灰漿層及多個局部細(xì)小的凹點、陷槽、麻點，產(chǎn)生了不均勻的、連續(xù)的、粗糙的表面，而并沒有直接發(fā)生在鋼筋直徑的裸露現(xiàn)象。其主要的影響因素包括：混凝土的配合筋比例不合適，即水泥骨架石子、混凝土材料于量配比不夠，導(dǎo)致骨架石子多、而混凝土水泥材料少的一種現(xiàn)象；水泥由于拌和的時間還不夠，砼料中可能仍含有較大量的泡沫而造成了其耐候性差；鋼筋混凝土排布得較過密，使水泥石子顆粒密度變化太快、過大從而就會導(dǎo)致鋼筋混凝土坍落度變化太快過??；模板銜接口處所產(chǎn)生較大的空隙，造成細(xì)膩狀的水泥砂漿的流失；模板表面已被嚴(yán)重破壞、過于干燥粗糙或表面沾污或含有其他有害雜質(zhì)或未徹底清洗干凈，使得預(yù)制混凝土在拆模時其表面受到外界接觸而破壞；混凝土澆筑后養(yǎng)護不夠，澆水過少或未澆水導(dǎo)致混凝土表面失水過多而出現(xiàn)麻面情況。

（2）混凝土外表面具有大量氣泡，其主要現(xiàn)象表現(xiàn)為大氣泡占比較少呈獨立狀，而細(xì)小氣泡占比較高且呈密集片狀構(gòu)造，根據(jù)分析導(dǎo)致的原因主要有：工作人員未將振動棒深入預(yù)制混凝土構(gòu)件深處，從而導(dǎo)致混凝土振搗不均勻、振搗時間不足，使得其內(nèi)部不可避免地存在氣泡問題；或是摻入的減水劑較少，攪拌時長不足兩分鐘；混凝土的坍落度較大，含水量過多，貼模板面的混凝土氣泡含量多；級配不當(dāng)，粗細(xì)集料級配不連續(xù)。

（3）箱梁表面出現(xiàn)色差色斑，一般而言，此類現(xiàn)象在梁體腹板較明顯，鋼筋或波紋管巒集處較多。主要外觀表現(xiàn)為混凝土外側(cè)出現(xiàn)明顯不同的色差帶，色塊不均勻、不規(guī)則且顏色深淺不一，嚴(yán)重的會呈現(xiàn)出水波紋狀、云斑或鱗斑，出現(xiàn)該質(zhì)量問題的原因有：澆筑前模板未均勻涂抹，早振或過量振動；箱梁腹板處斷面小，工人施工怕振搗不到位發(fā)生的重復(fù)振搗、多度振搗；鋼筋或波紋管巒集部位混凝土中粗骨料難下去而造成混凝土不均勻。

3.2 箱梁施工質(zhì)量控制關(guān)鍵措施

由上述內(nèi)容可知，預(yù)制箱梁質(zhì)量問題主要來源于預(yù)制時發(fā)生混凝土的澆筑過程中，存在振搗不均、振搗時間不足等問題導(dǎo)致混凝土在先期出現(xiàn)的氣泡密集或過大，因此，在預(yù)制混凝土?xí)r須嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范及工藝實施，有效控制初期質(zhì)量效果是解決預(yù)制混凝土整體質(zhì)量問題的關(guān)鍵所在[5]。

3.2.1 模板施工質(zhì)量控制

箱梁模板的幾何尺寸、結(jié)構(gòu)形式、材料選擇均應(yīng)嚴(yán)格按照模板設(shè)計圖紙進行，首先應(yīng)確保模板具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性。根據(jù)本項目工程現(xiàn)狀以及業(yè)主要求，預(yù)制梁側(cè)模采用厚度為6 mm的復(fù)合鋼板。模板進場后需通知指揮部與總監(jiān)辦對模板進行驗收，驗收合格后才可使用。底部模板在設(shè)計初期時應(yīng)當(dāng)考慮地基承載力與張拉鋼筋所帶來的預(yù)應(yīng)力及荷載作用，確保底模周圍的排水通暢。底模材料為鋼模，側(cè)端模材質(zhì)為鍍鋅鋼管、模面壁厚約為6 mm，由十號鍍鋅槽鋼板組成骨架，端模的材質(zhì)為鍍鋅鋼管、厚度δ=1 mm。制作鋼模時截面規(guī)格公差和模具尺寸公差應(yīng)得到嚴(yán)格的控制，對連接模具尺寸的精度要求也應(yīng)同時滿足：連接順暢，模面大小均勻，轉(zhuǎn)角過渡圓滑，連接孔位置正確。

在鋼模的制造過程完工之后，需要再進行一個整體的試模拼合階段，待工程監(jiān)理方的檢驗工作合格后，才可以啟用。側(cè)壓模壓成型完畢后，應(yīng)按規(guī)定逐節(jié)順序依次進行編號，平整后存放，以有效避免模具在里壓或自重應(yīng)力作用下變形。端模孔須能根據(jù)鋼筋設(shè)計要求預(yù)設(shè)的水平通徑長或鋼筋直徑通過孔，孔洞直徑宜稍大超過鋼筋孔徑。

3.2.2 模板安裝質(zhì)量控制

模板在預(yù)制梁澆筑施工前，必須用磨光機打磨光滑并均勻涂抹脫模劑（脫模劑優(yōu)先選用水性材料），重點控制模板接縫處的平整度；模板在安裝時，應(yīng)注意通過調(diào)整對拉桿等措施保證安裝牢固，及時對預(yù)留孔洞采用強力膠皮或填縫劑止?jié){，對拼接縫采用厚度不小于2 mm的膠條牢固粘貼等，避免澆筑過程出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象；模板在拼裝好后，需仔細(xì)檢查模板側(cè)面和模板釘扣，觀察接縫有無錯臺，同時注意混凝土的保護層厚度是否滿足要求。

3.2.3 混凝土澆筑質(zhì)量控制

在澆筑預(yù)制箱梁混凝土?xí)r，必須按前期所設(shè)計的方向，順序?qū)挾群晚樞蚝穸缺仨殞嵭蟹旨壏ㄊ┕?，并要求在下部鋼筋混凝土初凝澆筑完成施工前必須先把其上部鋼筋混凝土全部澆注一次成型，如遇到上部鋼筋混凝土需要和其下部鋼筋混凝土一起進行施工作業(yè)時，必須要保證混凝土上下間隙至少在1.5 m以上；當(dāng)設(shè)計要求是將瀝青混凝土直接澆筑鋪在傾斜的表面時，必須是自下而上逐層展開，即混凝土應(yīng)從較低處開始逐步地向較高處逐漸鋪開，同時混凝土在整個施工澆筑過程中也必須要保證水平的分層，與此同時，混凝土也必須要保持一定的澆筑厚度，按照規(guī)范應(yīng)當(dāng)使其厚度不超過300 mm。振動棒深入長度、振動時長都對預(yù)制箱梁質(zhì)量具有關(guān)鍵影響，拆入式振動棒的移位間距應(yīng)要小于振動棒作用半徑的1.5倍，且振動棒與側(cè)模之間的距離應(yīng)保持大于50 mm～100 mm，中振動棒插入下層混凝土的深度宜達(dá)50 mm～100 mm，振搗過程應(yīng)快進慢出，當(dāng)混凝土表面不再下陷，無氣泡翻起時，應(yīng)緩慢抽出振動棒，預(yù)制箱梁腹板與底板及頂板的交接處，預(yù)應(yīng)力鋼束錨固鋼筋密集部位，宜采用直徑稍小的振動棒加以振搗，在條件允許情況下，還可以將振搗的時間適當(dāng)延長，同時與附著式振搗器配合，避免漏振與過振的問題，為預(yù)制預(yù)應(yīng)力箱梁的外觀質(zhì)量提供可靠保障。

3.2.4 混凝土養(yǎng)護質(zhì)量控制

混凝土預(yù)制箱梁初凝后，隨著混凝土拆模過程，隨時進行混凝土梁頂及梁兩側(cè)混凝土的覆蓋及保濕，及時灑水、噴淋，保證混凝土表面濕潤不少于14天，當(dāng)環(huán)境溫度低于5 ℃時禁止灑水，梁體表面應(yīng)噴涂養(yǎng)護劑，并采取保濕措施，混凝土養(yǎng)護期間，混凝土內(nèi)部最高溫度不宜超過65 ℃，混凝土內(nèi)部溫度與表面溫度之差、表面溫度與環(huán)境溫度、養(yǎng)護用水與混凝土表面溫度之差均不得大于15 ℃。

3.2.5 鋼筋加工質(zhì)量控制

鋼筋的搭接長度、焊接質(zhì)量必須滿足施工技術(shù)規(guī)范的規(guī)定，搭接長度為45 d，鋼筋的焊接一般采用電弧焊和二氧化碳保護焊，焊縫的長度雙面焊為5 d，單面焊為10 d，焊接時要嚴(yán)格按照規(guī)范進行，同時保證焊縫長度要達(dá)到要求。焊接的過程中注意控制好電焊機的電流強度，防止電流強度過大燒傷鋼筋。注意鋼筋焊縫的飽滿度，一般焊縫是否飽滿以焊縫是否焊平鋼筋的頂面為準(zhǔn)。鋼筋焊接完成后，需將焊渣清理干凈。

3.2.6 預(yù)應(yīng)力張拉質(zhì)量控制

預(yù)應(yīng)力張拉前，需將張拉千斤頂、壓力表送至有資質(zhì)的計量監(jiān)督管理部門進行標(biāo)定，根據(jù)標(biāo)定提供線性方程，將10%張拉力、20%張拉力、100%張拉力對應(yīng)的壓力表讀數(shù)計算出來，作為張拉施工時壓力表的控制讀數(shù)。

在進行試驗之前，應(yīng)將張拉過程中每條織帶的理論延伸計算變更為實際延伸，并通過雙重檢查（即通過調(diào)整張力和控制延伸率）驗證拉伸強度。在張拉過程中，應(yīng)確保兩端牽引速度的連續(xù)性。每次張拉循環(huán)結(jié)束后，應(yīng)立即計算實際拉伸，并與理論拉伸進行比較。如果誤差在6%以內(nèi)，則可延遲下一個循環(huán)。如果誤差超出6%，則必須停止回縮并確定誤差原因，只有在了解原因并采取措施調(diào)整后，才能繼續(xù)施加應(yīng)力。在拉伸過程中，應(yīng)在規(guī)范范圍內(nèi)檢查斷絲率。如果斷線超過了允許的規(guī)格范圍，則必須拔出錨固件并轉(zhuǎn)動螺紋架擰緊。

千斤頂使用時間超過6個月，張拉次數(shù)超過300次，張拉過程千斤頂或者壓力表出現(xiàn)異常情況，千斤頂檢修或更換配件后，出現(xiàn)以上任何一種情況，千斤頂必須重新進行校正標(biāo)定。

3.2.7 預(yù)應(yīng)力管道壓漿及封錨質(zhì)量控制

預(yù)應(yīng)力管道在壓漿前必須清除內(nèi)部的雜物及積水，認(rèn)真檢查閥門是否阻塞。采用真空過濾成組作業(yè)時，空氣安全應(yīng)符合相關(guān)技術(shù)規(guī)范的規(guī)定。管道的最高位置應(yīng)為排氣孔，只有在污泥被淹沒后，才可關(guān)閉排氣口和排水口。水泥漿壓力保持不小于0.5 MPa的穩(wěn)壓期，該穩(wěn)壓期的保持時間宜為3 min～5 min，后關(guān)閉進漿口閥門，使水泥漿在有壓狀態(tài)下凝結(jié)，以保證壓漿密實。分組必須在設(shè)計要求的時間內(nèi)進行，同一管道的連接必須同時連續(xù)停止，以避免管道與泥漿泄漏。

上述描述預(yù)制箱梁質(zhì)量控制的七個方面，但通過預(yù)制箱梁發(fā)生的質(zhì)量問題可以看出，其主要質(zhì)量問題均發(fā)生在混凝土澆筑氣泡上，因此，對于質(zhì)量控制應(yīng)當(dāng)更注重澆筑混凝土過程中對氣泡的控制。

4 結(jié)束語

綜上所述，針對橋梁工程箱梁預(yù)制箱梁施工質(zhì)量控制問題，本文從箱梁的制作工藝以及箱梁預(yù)制施工過程中常見的質(zhì)量問題入手，并突出分析預(yù)制構(gòu)件混凝土的質(zhì)量控制方面，分析出預(yù)制箱梁的質(zhì)量優(yōu)劣主要應(yīng)在預(yù)制梁場中進行控制。得出結(jié)論，箱梁鋼筋混凝土構(gòu)件的制備過程中，其具體控制手段應(yīng)分為：鋼筋加工質(zhì)量控制、模板系統(tǒng)質(zhì)量控制、混凝土澆筑期間質(zhì)量控制以及預(yù)應(yīng)力張拉階段的質(zhì)量控制，并應(yīng)以混凝土澆筑質(zhì)量控制為重點。通過本項目預(yù)制箱梁工程經(jīng)驗，以期對今后類似工程提供參考意見。

[1] 路健. 淺談橋梁預(yù)制箱梁架設(shè)施工技術(shù)[J]. 技術(shù)與市場，2021，28(9): 119-120.

[2] 劉凱，閆彬彬. 橋梁預(yù)制箱梁施工工藝及質(zhì)量控制要點探析[J]. 黑龍江交通科技，2021，44(10): 119-120.

[3] 王海峰. 公路橋梁預(yù)制箱梁施工質(zhì)量控制研究[J]. 交通世界，2021(24): 161-162.

[4] 林雪玲. 橋梁預(yù)制箱梁架設(shè)施工及質(zhì)量控制分析[J]. 交通世界，2021(20): 144-145.

[5] 崔利偉. 橋梁預(yù)制箱梁施工技術(shù)[J]. 設(shè)備管理與維修，2021(8): 148-149.

Study on Key Measures and Technologies for Quality Control of Box Girder Prefabrication Construction

With the continuous development of highway construction in China, the construction technology of highway bridges and culverts has been significantly improved. Prefabricated box girder is a very important link for bridge engineering, which plays a very important role in the construction and operation of the whole bridge. This paper expounds the main process of box girder prefabrication and the quality problems encountered in the construction of prefabricated box girder in detail, and focuses on the analysis of the key measures for quality control in the construction of prefabricated box girder, with a view to providing technical reference for future related projects.

prefabricated box girder; construction quality control; key measures; highway engineering

U445

A

1008-1151(2022)11-0033-03

2022-05-26

鐘尚書（1997－），男，廣西梧州人，廣西路建工程集團有限公司二公司崇愛二分部質(zhì)檢員，從事高速公路項目質(zhì)量管理工作。