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[摘要]预应力空心板在桥梁施工中发挥的作用越来越重要。重点讨论空心板质量控制的措施,希望能对预应力空心板桥梁整体质量的提高提供帮助。
[关键字]桥梁工程 空心板 质量 控制
中图分类号:TU7文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2008)1210085-01
一、预应力空心板常见的质量问题
在预应力空心板桥梁中,由于各种施工因素的存在,会对施工的质量产生影响。常见的预应力空心板出现的问题包括:(1)预制空心板底板超厚,顶板厚度不足。空心板底混凝土不密实,出现渗水、漏水现象。(2)预应力空心板封端对梁板总长控制不严出现长短不一,有的封端端面不垂直、斜交角大小不一致,增加了伸缩缝安装难度。(3)空心预制板顶板横向或底板纵向出现裂纹。(4)底座平面不平整,板两端安设支座的位置高度不一致,使板产生扭曲力。这些都是在空心板质量控制中需要重点解决的问题。
二、常见问题成因分析
(1)空心板预制过程中,预制板的芯模固定不牢,混凝土振捣时因挤压力的作用使芯模上浮,造成空心板底面超厚,顶板厚度不足,有的施工单位为了保证顶板厚度,人为加大了板高的尺寸,影响到桥面铺装层的厚度。(2)空心预制板采用一次性装模一次性浇注混凝土,由于板较宽(1米)芯模底面下的底板混凝土不能直接振捣密实,而是两侧的混凝土(有的大部分是水泥砂浆)挤压流动填充空心板的底板。(3)预制板空心板混凝土顶板出现横向裂缝,底板出现纵理解缝的主要原因:一是水泥用量过大或温差过大或养生不及时等易出现干缩裂缝,二是底座不牢,沉降不均匀出现横向断裂,三是吊装或堆码,受力支点不当出现断裂。(4)预制空心板几何尺寸与设计的几何尺寸不相符(主要是长度)、底座平面不平整的主要原因是施工马虎,施工前、施工中、施工后没有进行工序检测所致。(5)安装过程没有按规定和规格作业,对空心板造成碰撞或挤压,安放位置不准确等多种失误会使空心板在使用中出现问题。
三、预应力空心板的质量控制
在底座的控制、预应力筋的制作安装、模板的安装、预应力张拉控制等工序的控制直接关系到空心板的质量。针对各个环节,具体控制措施如下:
(一)预制中施工准备和机具设备、张拉的质量控制
1、先张法张拉台座质量控制。控制张拉台座的质量是空心板预制中的第一步。要保证张拉台座的平整度。预制空心板的梁底本身必须有良好的平整度,从而能保证空心板底部平整度。同时,承力台座须有足够的强度和刚度。台座刚度对预应力值影响较大。若刚度不足,台座的压缩变化较大,预应力损失就会增大。因此,要求各空心板预制场在空心板正式生产之前,要对张拉台座及模梁进行荷载试验,当其强度和刚度满足要求后才能投入生产。
2、模板加工质量控制。模板应尽量采用组合钢模板,因为钢模板依靠本身的材料特性,具有较高的整体性、刚度及强度,因其施工周转周期长、拼装简便迅速、所以是所有模板类型中应用较为广泛的一种。内模目前在工程项目中最常见的便是充气橡胶内模。因其使用简单,拆装方便,所以被普遍应用。其主要由橡胶加工制作成设计要求的内模形状,充气后便成了内模。
3、模板安装质量控制。为预防混凝土浇筑振捣时不漏浆,模板的拼装应牢固严密,一般侧模与底模、侧模与侧模之间应贴设弹性垫层,以便提高振捣防漏效果。同时,考虑到梁体施加预应力后梁体混凝土会出现一定的收缩,因此,在铺设梁体底模板时可适当予以加长1/100oL(其中L为梁长)。当预制板梁跨径达到20m以上时,底模台座应设置一定反拱度,否则,可不考虑设置反拱度,一般20m梁板的预拱度设置为2cm。当内模采用内充空气的橡胶蕊模时,须沿梁板纵向每隔50cm用定位钢筋将其固定,以防止在浇筑混凝土过程中胶囊偏位上浮,从而导致顶板混凝土结构厚度不足,且在芯模安装放置前应对胶囊再次进行充气检查,保证具有一定的气压强度。
4、预应力钢绞线设置及张拉质量控制。在预应力筋的下料及张拉方面应做到如下几个方面:
(1)钢绞线切口两侧下料采用切割机时,应将切口两侧30-50mm处用铅丝绑扎。高强钢丝的施工方法有两种:一种为一端墩头→穿丝→安放锚具、单根应力出调→整体张拉。这种方法采用前长式液压千斤顶张拉工艺,解决了因张拉不一致的断丝、张拉力不够等问题。第二种方法为一端墩头→穿丝→另一端墩头→整体张力,这种方法必须采用下料机严格控制下料长度,使各钢丝相对误差控制在1/5000。
(2)长线台座上铺放预应力钢材时,应防止沾污预应力钢材,如预应力钢材被隔离剂污染,将失去或降低与混凝土的粘结力!也就失去或降低了混凝土构件的预压应力。
(3)张拉时应采用应力与伸长值双控制,各种机具设备均应由专人妥善使用。油泵供油要匀速、平稳,为减小预应力钢材的松弛损失,采用超张拉方法进行张拉时,实测伸长值与理论伸长值差应控制在6%以内。如发现伸长值异常应停止张拉!待查明原因并采取措施加以调整后,方可继续张拉。实测伸长值除测量伸长值外,还应加上初应力时的推算伸长值。
(4)张拉时,高强钢丝断丝数不得超过钢丝总数的1%,钢绞线不得出现断丝。若断丝,更换钢绞线,重新张拉。
同时,要做到张拉机具应与锚具配套使用。在进场使用前,千斤顶和压力表应进行校验,以确保张拉力与压力表读数之间的正常关系曲线。千斤顶的张拉力与行程应满足施工需要,压力泵的油压量程要满足张拉力的需要。
(二)预应力空心板安装质量控制
在空心板安装时,应根据不同跨径的板梁选定不同的架设设备及架设方案,一般小跨径板梁且周围场地无水或浅水时,可采用吊机进行吊装。为确保梁板不被碰坏损伤,在运输过程中应采用柔性捆绑,在梁体捆绑处周围加设橡胶垫衬予以保护。在安装时,应做好以下几项控制工作:
1、为确保空心板安装时准确定位,应做好支座垫石的测量放样工作,其中包括纵向、横向轴线的定位,特别应做好垫石顶面标高控制,避免由于标高不足而采用垫放大量钢板进行调整的方式进行控制。同时,应在梁板纵向两端弹出支承中心线的墨线,以利现场迅速安装。
2、每一桥跨板梁的正常吊装顺序为:先安装左右两侧边梁,然后从左至右(或从右至左)按顺序逐片予以安装。板梁安装时,应避免在板式支座已部分受力状态下,利用撬棍撬动,导致梁板就位后支座产生横向剪切变形,从而影响支座使用寿命。
3、空心板在吊装过程中,应设专人指挥,主要负责吊装过程中安全操作问题及吊装结束后板梁的就位情况。其中,关于安全方面,应避免梁板在上升过程中水平倾斜角度过大,从而造成偏差失稳酿成安全事故。要保证空心板安装过程正确、精密,以使空心板的作用能很好的发挥。
综上所述,预应力空心板在桥梁施工中要想避免其消极因素,发挥其优势,需要我们不断总结经验,分析原因。要针对不同因素,找出科学合理的解决办法,严格各个过程的质量控制,从而有效地确保桥梁工程整体质量和提高整体效果。
参考文献:
[1]李敬峰,“空心板桥梁施工要点的技术控制”,《科技资讯》2007,No.8.
[2]郑育民,“浅谈公路桥梁空心板制作的质量控制”,《沿海企业与科技》2005,No. 9.
[3]杨文渊,等.桥梁施工工程师手册[M].北京:人民交通出版社,1999.
[4]路桥施工计算手册[M]. 周水兴,何兆益,等。北京:人民交通出版社,2001.1.
[关键字]桥梁工程 空心板 质量 控制
中图分类号:TU7文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2008)1210085-01
一、预应力空心板常见的质量问题
在预应力空心板桥梁中,由于各种施工因素的存在,会对施工的质量产生影响。常见的预应力空心板出现的问题包括:(1)预制空心板底板超厚,顶板厚度不足。空心板底混凝土不密实,出现渗水、漏水现象。(2)预应力空心板封端对梁板总长控制不严出现长短不一,有的封端端面不垂直、斜交角大小不一致,增加了伸缩缝安装难度。(3)空心预制板顶板横向或底板纵向出现裂纹。(4)底座平面不平整,板两端安设支座的位置高度不一致,使板产生扭曲力。这些都是在空心板质量控制中需要重点解决的问题。
二、常见问题成因分析
(1)空心板预制过程中,预制板的芯模固定不牢,混凝土振捣时因挤压力的作用使芯模上浮,造成空心板底面超厚,顶板厚度不足,有的施工单位为了保证顶板厚度,人为加大了板高的尺寸,影响到桥面铺装层的厚度。(2)空心预制板采用一次性装模一次性浇注混凝土,由于板较宽(1米)芯模底面下的底板混凝土不能直接振捣密实,而是两侧的混凝土(有的大部分是水泥砂浆)挤压流动填充空心板的底板。(3)预制板空心板混凝土顶板出现横向裂缝,底板出现纵理解缝的主要原因:一是水泥用量过大或温差过大或养生不及时等易出现干缩裂缝,二是底座不牢,沉降不均匀出现横向断裂,三是吊装或堆码,受力支点不当出现断裂。(4)预制空心板几何尺寸与设计的几何尺寸不相符(主要是长度)、底座平面不平整的主要原因是施工马虎,施工前、施工中、施工后没有进行工序检测所致。(5)安装过程没有按规定和规格作业,对空心板造成碰撞或挤压,安放位置不准确等多种失误会使空心板在使用中出现问题。
三、预应力空心板的质量控制
在底座的控制、预应力筋的制作安装、模板的安装、预应力张拉控制等工序的控制直接关系到空心板的质量。针对各个环节,具体控制措施如下:
(一)预制中施工准备和机具设备、张拉的质量控制
1、先张法张拉台座质量控制。控制张拉台座的质量是空心板预制中的第一步。要保证张拉台座的平整度。预制空心板的梁底本身必须有良好的平整度,从而能保证空心板底部平整度。同时,承力台座须有足够的强度和刚度。台座刚度对预应力值影响较大。若刚度不足,台座的压缩变化较大,预应力损失就会增大。因此,要求各空心板预制场在空心板正式生产之前,要对张拉台座及模梁进行荷载试验,当其强度和刚度满足要求后才能投入生产。
2、模板加工质量控制。模板应尽量采用组合钢模板,因为钢模板依靠本身的材料特性,具有较高的整体性、刚度及强度,因其施工周转周期长、拼装简便迅速、所以是所有模板类型中应用较为广泛的一种。内模目前在工程项目中最常见的便是充气橡胶内模。因其使用简单,拆装方便,所以被普遍应用。其主要由橡胶加工制作成设计要求的内模形状,充气后便成了内模。
3、模板安装质量控制。为预防混凝土浇筑振捣时不漏浆,模板的拼装应牢固严密,一般侧模与底模、侧模与侧模之间应贴设弹性垫层,以便提高振捣防漏效果。同时,考虑到梁体施加预应力后梁体混凝土会出现一定的收缩,因此,在铺设梁体底模板时可适当予以加长1/100oL(其中L为梁长)。当预制板梁跨径达到20m以上时,底模台座应设置一定反拱度,否则,可不考虑设置反拱度,一般20m梁板的预拱度设置为2cm。当内模采用内充空气的橡胶蕊模时,须沿梁板纵向每隔50cm用定位钢筋将其固定,以防止在浇筑混凝土过程中胶囊偏位上浮,从而导致顶板混凝土结构厚度不足,且在芯模安装放置前应对胶囊再次进行充气检查,保证具有一定的气压强度。
4、预应力钢绞线设置及张拉质量控制。在预应力筋的下料及张拉方面应做到如下几个方面:
(1)钢绞线切口两侧下料采用切割机时,应将切口两侧30-50mm处用铅丝绑扎。高强钢丝的施工方法有两种:一种为一端墩头→穿丝→安放锚具、单根应力出调→整体张拉。这种方法采用前长式液压千斤顶张拉工艺,解决了因张拉不一致的断丝、张拉力不够等问题。第二种方法为一端墩头→穿丝→另一端墩头→整体张力,这种方法必须采用下料机严格控制下料长度,使各钢丝相对误差控制在1/5000。
(2)长线台座上铺放预应力钢材时,应防止沾污预应力钢材,如预应力钢材被隔离剂污染,将失去或降低与混凝土的粘结力!也就失去或降低了混凝土构件的预压应力。
(3)张拉时应采用应力与伸长值双控制,各种机具设备均应由专人妥善使用。油泵供油要匀速、平稳,为减小预应力钢材的松弛损失,采用超张拉方法进行张拉时,实测伸长值与理论伸长值差应控制在6%以内。如发现伸长值异常应停止张拉!待查明原因并采取措施加以调整后,方可继续张拉。实测伸长值除测量伸长值外,还应加上初应力时的推算伸长值。
(4)张拉时,高强钢丝断丝数不得超过钢丝总数的1%,钢绞线不得出现断丝。若断丝,更换钢绞线,重新张拉。
同时,要做到张拉机具应与锚具配套使用。在进场使用前,千斤顶和压力表应进行校验,以确保张拉力与压力表读数之间的正常关系曲线。千斤顶的张拉力与行程应满足施工需要,压力泵的油压量程要满足张拉力的需要。
(二)预应力空心板安装质量控制
在空心板安装时,应根据不同跨径的板梁选定不同的架设设备及架设方案,一般小跨径板梁且周围场地无水或浅水时,可采用吊机进行吊装。为确保梁板不被碰坏损伤,在运输过程中应采用柔性捆绑,在梁体捆绑处周围加设橡胶垫衬予以保护。在安装时,应做好以下几项控制工作:
1、为确保空心板安装时准确定位,应做好支座垫石的测量放样工作,其中包括纵向、横向轴线的定位,特别应做好垫石顶面标高控制,避免由于标高不足而采用垫放大量钢板进行调整的方式进行控制。同时,应在梁板纵向两端弹出支承中心线的墨线,以利现场迅速安装。
2、每一桥跨板梁的正常吊装顺序为:先安装左右两侧边梁,然后从左至右(或从右至左)按顺序逐片予以安装。板梁安装时,应避免在板式支座已部分受力状态下,利用撬棍撬动,导致梁板就位后支座产生横向剪切变形,从而影响支座使用寿命。
3、空心板在吊装过程中,应设专人指挥,主要负责吊装过程中安全操作问题及吊装结束后板梁的就位情况。其中,关于安全方面,应避免梁板在上升过程中水平倾斜角度过大,从而造成偏差失稳酿成安全事故。要保证空心板安装过程正确、精密,以使空心板的作用能很好的发挥。
综上所述,预应力空心板在桥梁施工中要想避免其消极因素,发挥其优势,需要我们不断总结经验,分析原因。要针对不同因素,找出科学合理的解决办法,严格各个过程的质量控制,从而有效地确保桥梁工程整体质量和提高整体效果。
参考文献:
[1]李敬峰,“空心板桥梁施工要点的技术控制”,《科技资讯》2007,No.8.
[2]郑育民,“浅谈公路桥梁空心板制作的质量控制”,《沿海企业与科技》2005,No. 9.
[3]杨文渊,等.桥梁施工工程师手册[M].北京:人民交通出版社,1999.
[4]路桥施工计算手册[M]. 周水兴,何兆益,等。北京:人民交通出版社,2001.1.