预应力混凝土箱梁桥质量控制

预应力混凝土箱梁桥质量控制

作者：程会峰

来源：《中国新技术新产品》2013年第08期

摘 要：本文针对某预应力混凝土组合箱梁桥的预制施工中，在底模制作、钢筋绑扎、混凝土浇筑施工、预应力张拉等方面所采取的质量控制措施，对桥梁施工中好的做法及出现的质量缺陷，提出一些防治、处理措施及建议。

关键词：预应力混凝土；箱梁桥；预制；缺陷防治 中图分类号：TU37 文献标识码：A 1 工程概况

该桥采用13跨35m组合箱梁桥，共分三联，为4×35+5×35+4×35，共计104片。箱梁桥中心高度为1.824～1.776m，边梁顶板宽为2.85m、中梁顶板宽为2.40m；底板宽均为1.0m，预应力钢束采用φj15.24mm低松驰高强度预应力钢绞线。锚具采用OVM系列锚具，梁体为C50级混凝土。

2 箱梁桥预制场地硬化及底模制作

底模高出地面50cm，地面以下用石灰土加固处理。底模设计为20cm厚C40钢筋混凝土，并设一层φ16mm纵横间距为20cm的钢筋网，底模两侧用槽钢固定，便于控制箱梁桥底板的几何尺寸。底模面层铺设8mm钢板，以保证箱梁桥底部外观质量。梁端留20cm宽的槽口，浇筑时插上钢板，起吊后抽出，便于穿钢丝绳起吊。为防止张拉预应力后及存梁期内引起大的拱度，保持梁顶平整，经计算，需在35m底模跨中下设2.0cm预拱度，在30m底模跨中下设1.7cm预拱度，在21m底模跨中下设1.2m预拱度，在16m底模跨中下设0.9cm预拱度，预拱度按抛物线设置。

缺陷防治措施：（1）底台面层钢板接缝严密、平整、无凹陷、严格除锈、擦油均匀、无积油现象。（2）底座尺寸准确，底座两侧槽钢由放橡胶软管，以便底座与侧模之间挤压严密，防止漏浆。（3）底座长时间不用，应磨光涂油履盖保护，防止锈蚀和灰尘污染。（4）所布置的箱梁桥底座严格按设计要求进行布置。（5）底模预拱度设置准确，防止箱梁桥安装后梁底出现高差。 3 模板制作及架立

模板有足够强度、刚度和稳定性，能可靠的承担施工过程中各种作用，且保证箱梁桥几何尺寸符合设计要求。箱梁桥外侧模采用5mm定型薄钢模板，模板骨架1m设一道，用角钢制成斜撑和横撑，用角钢连接各个骨架，橡胶芯模采用3mm定型薄钢模板，骨架50cm用角铁

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设置一道，橡胶芯模顶板为2～4m设置活动推拉下料口，橡胶芯模腹板用铰链链接，可拆成多个小片。

缺陷防治措施：（1）模板要有足够刚度和强度和稳定性，防止模板变形，防止箱梁桥几何尺寸改变。（2）接缝严密、防止漏浆，形成蜂窝以及错台，影响外观质量。（3）外模除锈、除油、除尘彻底，防止影响外观质量。（4）橡胶芯模上浮是箱梁桥施工中常遇到的问题，它严重影响构件的截面尺寸和桥面铺装层的厚度，采用在橡胶芯模顶部施加一组垂直压力的方法，防止橡胶芯模上浮。即：在横向槽钢上栓接φ25钢筋，钢筋抵在橡胶芯模顶板上，槽钢两端用紧固螺栓拉结在两侧外模钢支撑上，两侧外模钢支撑与底模固定，养护完成后将钢筋割除。（5）为了固定橡胶芯模使其不偏移轴线位置，采用高强混凝土块和钢筋将橡胶芯模与外侧模顶牢，下部采用与相应腹板等厚长度钢筋焊接在腹板钢筋骨架，钢筋两端顶住外模和橡胶芯模。 4 绑扎钢筋

由于箱梁桥钢筋直径较小，顶板的钢筋为φ12mm、底板的钢筋为φ16mm、腹板的钢筋为φ12mm，底板钢筋在底模上绑扎，顶板、腹板钢筋在加工厂绑扎成片，然后再现场安装与底板钢筋相连，以提高钢筋绑扎的精度和效率。

缺陷防治措施：（1）钢筋下料准确。（2）钢筋绑扎和焊接符合图纸和规范要求。（3）预应力管道定位准确。（4）管道内穿PPR管，混凝土浇筑施工结束立即抽出，防止水泥浆堵住管道，无法穿钢铰线。 5 浇筑混凝土

混凝土浇筑施工采用一次成型工艺，由一端向另一端全断面推进，同断面浇筑顺序为底板、腹板、顶板，分段分层循环推进，每段约3～5m长，在前一段混凝土初凝前浇筑下一段混凝土，段与段之间不产生冷缝。浇筑底板混凝土：底板浇筑从端头及顶板预留工作孔下混凝土，用50插入式振捣棒振捣，插点均匀、严密、不得漏振。底板浇筑完成一段后，将橡胶芯模部分的活动模板压紧、固定，立即浇筑腹板混凝土。腹板混凝土浇筑施工：腹板混凝土浇筑施工采用对称分层浇筑的方式进行，分层厚度不得大于30cm，腹板混凝土的振捣采用复合振捣的方法，先用30型插入振捣棒振捣波纹管底部，再用50型插入振捣棒振捣腹部，腹板混凝土浇筑施工务必注意：混凝土的下料和振捣，两腹板必须同步对称进行振捣，间距相差2m，以防止橡胶芯模偏位和上浮。

防治措施：（1）箱梁桥混凝土坍落度不宜过大，但由于钢筋密、间距小并有波纹管，所以有又不宜太小、太大容易形成外表面气泡、水斑、沙纹等缺陷。坍落度太大，混凝土的密实很难保证，所以通过验证和现场实际操作总结，选用坍落度70～90mm。（2）粗集料颗料较大，针片状含量超标，易产生云斑，且容易形成粗料集中波纹管上缘，形成一层水纹，根据现场情况和实际操作总结，粗集料最大粒径26.5mm连续粒级，针片状含量小于10%，压碎值小

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于20%。（3）混凝土弹性模量一定要满足设计要求，设计值为3.75×104MPa，如果偏小容易使张拉后拱度超过设计要求。（4）混凝土的密度性直接影响到混凝土强度，我们参照混凝土渗水试验来检查混凝土密实性，其做法是箱梁桥浇筑成型3天后。在箱梁桥箱体内注入50cm水，连续4小时水泵浇筑箱梁桥内腹板，检查外腹板是否渗水现象，重点检查水纹处无渗水现象。经现场检查：无渗水现象，回弹值良好且稳定，同时对顶板用同样方法检查渗水。 6 预应力的张拉

箱梁桥设计预应力钢材均采用φj15.24mm低松驰高强度预应力钢绞线，其截面积A=140m2，标准强度Ryb=1860MPa，弹性模量Ey=1.95×105MPa、松驰率≤3.5%，（试验≤1.8%）选用OVM15-3，OVM15-4，OVM15-5三种型号锚具及其配套张拉设备。

张拉顺序：张拉顺序与张拉方法有关，本工程箱梁桥的特点是腹板不厚，为避免侧向弯曲，根据图纸设计采取在两端对称张拉，以张拉应力和伸长值进行双控。张拉应力和伸长量数据通过计算获得。张拉伸长值的控制范围：现场实际张拉从0-10%σ k-20%σ k-100%σ k，持荷2min来控制，根据施工规范的要求，实际张拉伸长值与理论计算伸长值的误差应控制在±6%。 防治措施：（1）张拉人员要相对固定，经过培训张拉时采用应力和伸长量\"双控\"。（2）千斤顶、油表要定期校验，张拉时发现异常情况要及时停下来找原因，必要时重新校验千斤顶、油表。（3）千斤顶、油表校验时尽量采用率定值，即按实际初应力、控制应力校验对应的油表读数。（4）加大钢绞线检测频率，每批钢绞线都要取样做弹模试验，及时调整钢绞线理论延伸量。（5）张拉严格按照张拉程序，严禁以0-100%σk进行锚固。（6）施加预应力大小控制准确，实测伸长量与理论计算伸长量控制在规范要求的±6%范围内。 7 孔道灌浆

孔道灌浆在预应力张拉后尽快进行，水泥采用52.5普通硅酸盐水泥。在水浆内掺JM-HF减水和微膨胀作用的外加剂，水灰比宜为0.20～0.45，由于掺入减水剂，水灰比可减小到0.35，本项目控制在0.37。保证水泥浆强度符合设计要求，为防止预应力筋锈蚀，张拉后应及时压浆封锚。

防治措施：（1）箱梁桥压浆之前用高压空气将管道内浮尘吹清，再用清水冲洗干净。（2）水泥浆的稠度控制在14～18S之间。（3）水泥浆拌制至压入孔道时间，不宜超过45min。（4）当孔道较长或采用一次性压浆时，应适当加大压力。（5）为保证管道内灰浆饱满，稳压时间不低于2min，压力不低于0.5MPa。 8 养护

混凝土浇筑施工完成后，应在收浆后尽快予以覆盖和洒水养护，保持混凝土表面潮湿，养护时间根据气温、湿度和混凝土强度决定。箱室内宜采取筑坝注水养生，亦可检测腹板混凝土的严密性，特别是腹板与顶板交接处。

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缺陷防治措施：（1）当气温低于5℃，用覆盖保温进行蒸汽养护。（2）当气温太高，应避开中午，选择早晚浇筑。（3）用渗水土工布履盖养生。 结语

通过工程实践，作者认为组合箱梁桥结构如能在设计方面进一步完善，例如底板、腹板适当加厚，施工方面合理选择粗骨料粒径，优化施工工艺，同时严格按施工规范要求进行预应力张拉压浆，就能消除预应力混凝土组合箱梁桥的施工质量通病，保证预应力混凝土组合箱梁桥的内在质量和外在质量，使得组合箱梁桥这种结构形式得到更大的推广应用。预制箱梁桥为薄壁结构，对施工要求高，内外模板要求采用有较大刚度和平整度的定型钢模，才能保证外观质量；浇筑混凝土时，水泥、砂、石子、水配合比（质量比）建议采用1：1.383：1.862：0.362。水泥用量470kg/m3，碎石粒径5～25mm，坍落度8～10cm，并加入复合型外加剂，充分保证混凝土的流动性和初凝时间。浇筑顺序为先底板，然后接着浇筑腹板、顶板、能够保证预制箱梁桥连续浇筑的整体质量。 参考文献

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