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浅谈后张法预应力混凝土T梁的质量控制

    2009年4期

    康莉莉
    
    摘要:后张法预应力混凝土T梁已广泛应用于大跨径桥梁的上部结构。本文对T梁预制、张拉、压浆等过程中可能出现的一些质量问题进行了总结,分析原因并制定切实可行的实施措施及注意事项。
    关键词:后张法 预应力混凝土 质量控制
    
    1前言
    近几年,高速公路建设逐渐从平原走向山区,高墩柱、大跨径桥梁结构形式增多,其中30m以上跨径桥梁上部结构多选用后张法预应力钢筋混凝土T梁。虽然这种结构可以减轻构件自重、节省投资并有利于缩短工期,但由于它施工工艺复杂,技术要求高,自稳性能差,一般不易掌握。本人结合几个项目的施工与技术管理,对这一结构形式有了一定的认识,现对T梁预制施工过程中可能出现的质量问题进行总结分析并提出解决措施。
    2 大梁底座与底模板
    T梁预制不同于空心板,由于T梁本身梁高,体重,牛腿又小,这样底座的设计就显得非常重要,特别是当大梁张拉时,受张拉力的影响,梁的重力集中在底板两端,如果底座的地基承载力不够,或由于雨水、养生水的浸泡,势必造成底板模板的破坏和变形。因此,在施工中一定要保证地基承载力以及大梁张拉时所产生的水平、竖向力对底座和底模的影响。
    大梁底座一般做2层,下层做中间20~30cm,两端50cm厚10%的石灰土且夯实,上层再做同样厚的混凝土找平。若预制场位于软弱地基段,应提出具体的处理方案,对地基承载力进行验算。
    底模板一般使用木模,厚度3~5cm,宽度略窄于底板厚度1~2mm,注意底模应留有预拱度及横隔梁的位置,为保证大梁底板的外观质量,底木模上可作5mm的钢板,两块钢板的接头要留有2mm的错口,错口用强力胶粘好,以防木材本身的收缩变形引起底板破坏。
     3大梁侧模制作
    大梁侧模制作不当极易出现质量问题,常见的有:大梁侧面平整度不够,模板接口处漏浆,横隔梁与底板之间位置不准确,翼板不顺直,封头模板角度不准确造成锚垫板的误差等。控制大梁的外观尺寸和质量,在模板制作时就要认真考虑。
    T梁侧模一般采用整体式钢模板,每块钢模长度尽量与T梁两个横隔板间距等同,最多也不超过两块;面板采用5mm钢板;钢模骨架可采用5×5cm的角钢或8cm的槽钢;钢模骨架上下两端均留有预留孔,以便拉筋穿入固定;端模、横隔板也采用钢模板。端模预应力管道位置留设准确,并应留有预应力束的穿束架子。大块钢侧模较重,安装与拆卸需机械配合,保证安装进度和质量。
    为防止侧模与底板间漏浆,施工时在底板上侧面粘贴2~3mm橡胶条并用穿堂螺栓上紧;对于模板间立缝漏浆,要把立缝位置设在骨架上,立缝设计成搭接企口缝,一块模板的面板留有一个面板厚度5mm的错口,注意错口处拼缝准确,错口间粘贴海绵条,两骨架再用螺丝上紧。
    大块模板组装后板面要顺直,翼板的外边缘也要顺线,误差不超过2mm,否则,要进行调整。对于负弯矩的模板,两梁负弯矩钢绞线中心线位置要在一条轴线上;模板油也要控制,用质量好的机油均匀涂刷模板表面,用量应少,刷完后用棉丝擦干净。
    4混凝土浇筑和外观质量控制
    T梁因本身体积大、梁高、狭窄且紧密,梁体内又有波纹管,梁端又有锚垫板、螺旋筋等,这为混凝土施工带来诸多不便,也很容易造成混凝土质量问题,施工中常出现的外观质量问题有:1)马蹄上口斜面气泡较多;2)根部、侧模拼缝、堵头模板两侧有“烂边”和“烂根”现象;3)腹板变厚处、梁端、横隔板、锚固截面出现麻面、蜂窝或孔洞狗洞现象;4)梁腹表面有明显的层印;5)腹板表面、翼板下表面有“白斑”或“黑斑”,形成花脸;6)桥面连续预埋钢板下混凝土不密实。
    解决上述质量问题,总体上需“综合治理”,有些问题可采用具体措施加以解决。
    4.1 混凝土配合比设计规范规定混凝土骨料最大粒径结构断面尺寸的1/4及钢筋最小净距的3/4,根据这一规定,需严格控制骨料粒径,一般采用1~2cm和0.5~1cm的两种粗骨料;坍落度一般采用6~8cm;使用普通硅酸盐水泥,并适当增加水泥用量,但最大不要超过550kg/m3;可添加减水剂和缓凝剂以延长混凝土的初凝时间;施工过程中尽量缩短拌合站到预制场的运输时间。特殊情况下,可考虑采用小料、大料两种配比的混凝土,分别用于不同部位。
    4.2 浇筑顺序一般从模板一端开始水平分层浇筑,当梁高超过2.5m时,采用马蹄、腹板、翼板同时浇筑。从模板一头开始,先浇筑一段马蹄,返回浇筑腹板段、翼板,再向前浇筑马蹄,再返回浇筑腹板、翼板,如此反复保持浇筑斜面不推进。
    4.3 混凝土振捣采用插入式振捣器和附着式振捣器相结合的方法进行。附着式振捣器安装在骨架上,采用梅花状上下分层分布,间距1~1.5m为宜。T梁马蹄以下主要依靠附着式振捣器振捣,腹板上部、翼板混凝土主要依靠插入式振捣器振捣,尽量避免浇筑上部混凝土时启动附着式振捣器,导致下部即将结硬的混凝土表面出现麻面。
    4.4 马蹄上口斜面宜作为混凝土分层控制高度,以利排气。一般此位置使用插入式振捣器有困难,以附着式振捣器为主,施工中注意观察混凝土表面不冒泡即可。
    4.5 “烂边”和“烂根”现象一方面是由于模板拼缝不严密所致,另一方面是由于过振形成。施工过程中要派专人检查,发现漏浆及时处理。
    4.6 麻面形成原因主要是振捣不足,另外分层浇筑时下层混凝土初凝,上部灰浆顺模板表面流到下层坍落度损失较大的混凝土表面,拆模后出现若断若续的“眼泪”。因此,浇筑时要注意施工时间安排,注意振捣密实,尽量避免浇筑上部混凝土时,启动附着式振捣器。
    4.7 层印形成原因可归结为三类。因上下层混凝土间隔时间较长形成接茬痕迹;因分层浇筑时混凝土振捣过度,造成层状颜色发青与发白;模板上机油涂刷过多往下流,拆模后在构件表面呈现若断若续的假分层。因此,要精心组织施工,根据施工力量考虑混凝土分层厚度,提前调试好设备,必要情况下,按施工缝处理。
    4.8 “白斑”是混凝土浇筑时,模板因投料和振捣器激振,在模板上溅有未清理干净的水泥浆所致;“黑斑”是由于模板刷机油局部油脂集中形成。在浇筑混凝土时,可用彩条布暂遮住翼板底模板;在浇筑下一层混凝土前将侧模板上溅落的水泥浆擦干净。
    4.9 桥面连续预埋钢板下混凝土不密实。在浇筑混凝土时用钢棒尽量将混凝土压入钢板底部。浇筑后敲击法检查,若有空鼓可在板外挖小坑将混凝土压入直至饱满。
    5防止波纹管漏浆的质量控制措施
    波纹管一般是0.5mm的带钢压制而成,如果在压制过程中压边不死或带钢厚度不够,或波纹管接头不严,振捣器振捣时将波纹管振破,往往当混凝土振捣时就会有浆液流进波纹管,造成波纹管堵死,这种事故处理起来相当麻烦,往往还得凿梁,大梁质量无法保证。
    为了防止此类事故的发生,要做到事前检查,检查波纹管压边及接口质量,刚度是否满足要求,检查波纹管上是否有空洞,严禁使用不合格的波纹管。施工过程中,布置波纹管时用钢筋加工环形支架作为波纹管的定位架,纵向间距≤0.8mm,横向位置按设计图纸上的坐标定位;注意在钢筋焊接时不要使电焊条点到波纹管;浇筑混凝土以少下勤振为原则,控制棒头与波纹管的距离,严禁用棒头振捣波纹管,随时检查波纹管的使用情况。
    6预应力张拉质量控制要点
    当混凝土强度达到设计要求或设计强度的80%以上时,方可进行张拉。两端对称张拉,采用双控即张拉力和伸长值对比控制。预应力张拉施工质量控制要点有:
    6.1 预应力钢绞线进场时要分批验收、分批检验,进行质量、直径偏差和力学性能试验。
    6.2 张拉机具设备及仪表要在张拉作业前进行配套校验,以确定张拉力与压力表之间的关系曲线,校验应在主管部门授权的法定计量技术机构进行。
    6.3 预应力张拉一般采用应力张拉控制,以伸长值进行校核,实际伸长值和理论伸长值的差值应控制在6%以内,否则要暂停张拉,待查明原因并采取措施予以调整后,方可继续张拉。张拉程序为:0→初应力→σcon(持荷2min锚固),初应力为张拉控制应力的10%~15%,σcon为张拉时的控制应力,包括预应力损失值。
    6.4 造成滑丝的原因主要有
    1)可能在张拉时锚具锥孔与夹片之间有杂物;2)钢绞线有油污;3)锚固效率系数小于规范要求值;4)初应力小,可能钢束中钢绞线受力不均匀;5)切割锚头钢绞线留的太短,或未采取降温措施;6)塞片、锚具的强度不够。
    6.5造成断丝的原因有
    1)钢束在孔道内部变形,张拉时部分受力大于钢绞线的破坏力;2)钢绞线本身质量有问题;3)油顶重复使用,导致张拉力不准,需重新标定。
    预应力张拉前应根据上述原因进行检查和检验。滑丝和断丝不得超过规范规定数值,否则,应进行更换,重新张拉。
    7孔道压浆质量控制要点
    预应力钢绞线张拉完毕后,孔道应尽早压浆。孔道压浆的施工质量控制要点为:
    7.1 水泥采用普通硅酸盐水泥或普通水泥,水泥强度等级不低于42.5;外加剂具有流动性好和膨胀特性,但自由膨胀率要小于10%;水灰比采用0.4~0.45,掺入适量减水剂时,水灰比可减小到0.35;水泥浆稠度控制在14~18s之间;水泥浆自拌制至压入孔道的延续时间,视气温情况而定,一般在30-45min。
    7.2 压浆前,用清洁水对孔道进行清洁处理,冲洗孔道。冲洗后,用压缩水将孔道内所有积水吹出。
    7.3 使用活塞式压浆泵,注浆点在最低处,压浆最大压力一般为0.5~0.7MPa。压浆需缓慢、均匀地进行,中间不停顿,并将所有最高点的排气孔依次放开和关闭。压浆应达到孔道另一端饱满和出浆,并达到排气孔与规定稠度相同的水泥浆为止,然后关闭出浆口,保持不小于0.5MPa的一个稳压期,稳压期不小于2min。
    8结束语
    影响后张法预应力T梁的质量问题因素很多,造成缺陷的原因也很复杂。本人通过学习、实践就预制T梁施工中发现的问题及质量控制进行了一些探讨,不当之处请给予指正。■
    
    参考文献
    [1]JTJ041-2000 公路桥涵施工技术规范 [S]北京 人民交通出版社 2006
    [2]JTG B01-2003 公路工程技术标准 [S]北京 人民交通出版社 2006
    [3]JTG F80/1-2004 公路工程质量检验评定标准 [S]北京 人民交通出版社 2004
    [4]南水北调中线京石段生产桥I标段T型梁预制施工方案 [C]石家庄 河北省水利工程局 2008
    [5]南水北调中线京石段生产桥I标段预应力板、梁张拉、封端施工方案 [C]石家庄 河北省水利工程局 2008
    [6]李彦平 20m跨后张法有粘结预应力板梁施工 [J]天津 水科学与工程技术 2007年增刊
    
    作者简介
    康莉莉(1967-),女(汉族),河北深州人,高级经济师,现从事南水北调建设管理工作。
    

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