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摘要:随着我国交通事业的蓬勃发展,高速公路的建设量急增。而高速公路建设中常有一些跨径桥梁,板桥由于自重较轻、成本低、施工简便等特点被广泛应用,是最为常用的桥型。本文根据笔者多年的施工经验,对板桥空心板预制容易出现的问题及质量控制进行探讨。
关键词:高速公路;空心板;预制质量
一、施工过程质量控制
(一)原材料质量控制及确定配合比
(1)要求施工单位工地试验室应严格对进场材料的质量进行把关,当相关监理部门检验达标以后即可投入使用。在钢筋和预应力刚才进场之前,要求其具备有效的出厂合格证书,并对其外观进行检查,避免表面有裂纹、毛刺、机械损伤、油污及腐蚀的现象存在。在钢筋进场时,应对每60t作为一个取样单位,通过试验单达标以后,即可进行使用。应在仓库内对钢筋及预应力钢材进行堆放,确保地面保持硬化。当在露天状态下进行堆置时,应采用垫高以及雨布进行覆盖的方式进行,禁止出现雨水及油污导致侵蚀的现象发生。
砂、石料进场后,必须堆放在已经硬化的地面上,不得直接置于土上,使用前必须取样试验,不合格的砂、石料不得使用。细骨料应采用级配良好、质地坚硬、颗粒洁净,粒径小于5mm的河砂。粗骨料应采用质地坚硬的碎石,压碎指标值在12%以下,并分批进行抽检试验,检验其针片状含量、含泥量、级配等,均要满足《公路桥涵施工技术规范》(JTJT-F50-2011)要求。
(2)混凝土配合比的设计,要求混凝土的工作性能保持良好状态,使其设计强度容易实现。应按照相关设计规程对其配合比进行合理的适配及计算。由粗细集料构成的混合料应具备合理的级配。促使混凝土拌和物中水灰比及坍落度达到配合比的要求,并确保28d强度能够与设计要求相符。
(二)空心板预制施工过程质量控制
(1)空心板预制的施工工艺应采用依次浇筑成型的方法,确保混凝土具有良好的整体性。其具体施工工艺流程主要分为:准备张拉台座、钢绞线张拉、钢筋绑扎成型、侧模及堵头板的安装、底板混凝土的浇筑、芯模的安装、腹板及顶板混凝土的浇筑、养护、拆模、放张及出槽。
(2)模板安装质量控制模板安装质量直接影响空心板长、宽、高等几何尺寸及线形,所以模板安装必须支撑牢固,保证砼浇筑时不漏浆,尺寸满足设计要求。应根据《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1-2004)、《公路桥涵施工技术规范》(JTJT-F50-2011)对钢筋、模板进行认真检查,保证空心板尺寸符合设计要求。芯模采用橡胶气囊或定型活动式组合型钢(木)模。气囊芯模容易上浮、偏位和变形,造成空心板底板超厚,顶板厚度不足。为保证空心板的几何尺寸,解决橡胶气囊易发生上浮偏位的问题,首先要使气囊的几何尺寸严格符合设计要求,且长度适宜。橡胶气囊使用前先充气检查是否漏气,如果漏气,安排专业人员进行修补;其次是保证橡胶气囊位置准确,采取加密定位钢筋、定位钢筋与主筋相连或压重(压杠)的措施。若采用木芯模,为防止木芯模上浮,在其顶部每隔1-2m设置一道压杆,严格控制空心板几何尺寸。
(3)钢筋保护层厚度的控制。首先应确保钢筋制作及安装位置达到准确,使其禁止超出允许的偏差,适当的对保护层垫块进行加密,使其高度与保护层设计厚度达到统一。在施工的过程中应对钢筋绑扎的顺序及施工工艺进行关注。
①绑扎钢筋
在钢绞线放张至0.9δcon后,将使预应力失效用的硬塑料管固定在设计位置,然后开始绑扎普通钢筋。(1)准确调整箍筋和纵向钢筋位置,保证与设计要求一致。(2)焊接铰缝预埋连接钢筋、支座预埋钢板、伸缩缝预埋筋、护栏座预埋钢筋及绑扎芯模固定钢筋。
②安装侧模、端模
a.绑扎完成后,将脱模剂均匀地用毛刷涂到模板的面板上,侧面模板用龙门吊机协助起吊钢模,人工安装。b.侧模拼装就位后,下侧用木块支撑牢固,上面用拉杆将两侧模板拉紧加固,保证梁板宽度。C.端横板用卡扣与侧模连接。
③浇筑混凝土、安装芯模
a.混凝土浇筑采用前翻斗小车配合龙门吊进行浇注,分二次进行,先开始浇筑底板,混凝土面至芯模底,振捣密实后,穿放芯模,用空压机充气至规定要求,用钢筋卡环将芯模固定在设计位置,再从一端开始第二次浇筑,浇筑到顶面振捣密实后,抹平,拉毛。b.在第二次浇筑混凝土的过程中,振捣棒应从芯模两侧同时振捣,以防止充气芯模左右移动,避免振动棒端头接触芯模,出现穿孔漏气现象,且注意不得碰撞预应力钢筋,防止预应力钢筋受到损坏或断裂伤人。C.所用的芯模事先检查充气胶囊是否漏气,检查合格后才可使用。D.每次浇筑混凝土都要按规定制作试件,台面上最后浇筑的一块空心板梁作组混凝土试件,以检验板梁强度并确定钢绞线放线时间。E.每条生产线上的构件一次连续浇筑完成。
④拆除侧模、端模和芯模
a.常温下砼浇注后4小时左右,待混凝土强度达到2.5Mpa时,拆除侧模、端模和芯模。b.拆除侧模先将侧模底部的木支撑去掉,然后将上端的对拉杆拆掉,最后将每块侧模间的连接螺丝解除。C.侧模拆除时要小心。D.养生基本采用覆盖养生。
⑤放松预应力钢绞线、切割钢绞线
a.将最后制作的1-2组试件进行抗压试验,当混凝土试件的强度达到设计强度的80%后,放松预应力钢绞线。b.不同时间预制的空心板梁在混凝土达到同一控制值放松预应力钢绞线,以保证反拱一致。C.放松钢绞线采用砂箱放张法。D.所有预应力筋放松后,在台座的中间部位开始用氧气切割,切割顺序是由两侧向中间进行,每次中割断钢绞线的一丝或几丝,防止发生扭曲和裂缝。
⑥预制板出槽及放置
a.所有预应力筋全部放松切割完成后,将预制板吊离台面堆放到存梁区,继续养护到28天。b.用现场的龙门架起吊,抬梁出槽堆放。C.堆放时支点位置要准确,避免预制板产生负弯矩(最大叠放不应过三片)。D.将每块预制板两端伸出的钢绞线用砂轮机或切割机割断,涂刷防锈漆防止钢绞线锈蚀。E.空心板孔用预制好的混凝土块浆封死。 二、存在的质量问题和处理方法
(一)出现问题表现
空心板板底混凝土出现密实度不足,容易有渗水、漏水的现象发生。预制空心板时,对其高度控制不足,通常超过设计高度的要求。埋设预埋构件的位置不准确,甚至出现漏设。在顶板横向或板底纵向预应力空心板会容易有裂纹出现。当底板混凝土钢筋保护层厚度不足时,容易有钢筋外露的现象发生,导致脱模剂对钢筋造成污染。理论支持线部分出现底座平面不平整,预制板两端支座设置位置高度不同,导致面板有扭曲力现象发生。在施工的过程中,施工预应力不足,促使梁板中有较大的安全隐患存在。
(二)造成这些质量问题的主要原因是:
(1)空心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。
(2)振捣时出现漏振或振捣时间不够。
(3)在振捣时模板出现胀模甚至跑模。
(4)垫放塑料保护块数量不足,出现该进行保护块垫设的位置未能进行设置。
(5)地板平面出现不平整的原因是由于在施工之前对预制底座进行设置时,对平整度把关不严或过长的存放时间、存放时受力不均匀以及混凝土徐变的现象都是导致底板出现变形的关键。
(6)在对空心板侧模进行拼装时,未能对锚栓孔的位置进行保证。其次,若桥属于曲线桥,要根据曲线对梁长进行调整时,很难对锚栓孔的位置进行保障。
(三)处治方法
为了确保桥梁的工程质量,预应力空心板常见的质量问题的可采用以下几种处理方法:对于空心板混凝土强度不合格或整片梁顶板厚度小于8cm的,或横向裂缝宽超过规范规定的,应报废重新制作。对空心板板底不密实出现渗水漏水和纵向局部裂缝或钢筋混凝土保护层不足的,如果混凝土强度合格,静载实验没有问题,可采用防水措施,用XYPEX(赛柏斯)或其他防水材料,将防水材料喷涂在不密实的混凝土底板顶面上,经过渗透化学作用,提高混凝土密实度和强度,起到防水,防空气侵蚀钢筋的保护作用。预应力空心板建筑高度超过设计标准,直接影响到桥面铺装层的厚度,凡桥面铺装厚度达不到设计要求的,可以采用调整墩台帽或垫石高度或凿除超厚的顶板部分等措施,如果上部结构已经安装就位,墩台帽及垫石无法调整的,可采用调整纵坡的方法处理。空心板预制长短不一,安装时梁端伸缩处有的没有伸缩空隙,有的呈锯齿状,增加了伸缩缝安装难度,对于此类问题,在安装就位前应将超长部分凿除整齐,以保证伸缩缝的准确安装。
三、结束语
预制空心板作为高速公路的承重部位,起着重要作用。所以,在预制空心板之前,首先应对施工工艺规程进行制定,并对参与施工作业的人员进行技术交底,使其关键工序的技术要点得到掌握,在对各项指标进行检测时应严格按照相关规程进行,若有异常出现,应运用有效的补救措施进行处理,促使空心板预制的质量得到保证。
关键词:高速公路;空心板;预制质量
一、施工过程质量控制
(一)原材料质量控制及确定配合比
(1)要求施工单位工地试验室应严格对进场材料的质量进行把关,当相关监理部门检验达标以后即可投入使用。在钢筋和预应力刚才进场之前,要求其具备有效的出厂合格证书,并对其外观进行检查,避免表面有裂纹、毛刺、机械损伤、油污及腐蚀的现象存在。在钢筋进场时,应对每60t作为一个取样单位,通过试验单达标以后,即可进行使用。应在仓库内对钢筋及预应力钢材进行堆放,确保地面保持硬化。当在露天状态下进行堆置时,应采用垫高以及雨布进行覆盖的方式进行,禁止出现雨水及油污导致侵蚀的现象发生。
砂、石料进场后,必须堆放在已经硬化的地面上,不得直接置于土上,使用前必须取样试验,不合格的砂、石料不得使用。细骨料应采用级配良好、质地坚硬、颗粒洁净,粒径小于5mm的河砂。粗骨料应采用质地坚硬的碎石,压碎指标值在12%以下,并分批进行抽检试验,检验其针片状含量、含泥量、级配等,均要满足《公路桥涵施工技术规范》(JTJT-F50-2011)要求。
(2)混凝土配合比的设计,要求混凝土的工作性能保持良好状态,使其设计强度容易实现。应按照相关设计规程对其配合比进行合理的适配及计算。由粗细集料构成的混合料应具备合理的级配。促使混凝土拌和物中水灰比及坍落度达到配合比的要求,并确保28d强度能够与设计要求相符。
(二)空心板预制施工过程质量控制
(1)空心板预制的施工工艺应采用依次浇筑成型的方法,确保混凝土具有良好的整体性。其具体施工工艺流程主要分为:准备张拉台座、钢绞线张拉、钢筋绑扎成型、侧模及堵头板的安装、底板混凝土的浇筑、芯模的安装、腹板及顶板混凝土的浇筑、养护、拆模、放张及出槽。
(2)模板安装质量控制模板安装质量直接影响空心板长、宽、高等几何尺寸及线形,所以模板安装必须支撑牢固,保证砼浇筑时不漏浆,尺寸满足设计要求。应根据《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1-2004)、《公路桥涵施工技术规范》(JTJT-F50-2011)对钢筋、模板进行认真检查,保证空心板尺寸符合设计要求。芯模采用橡胶气囊或定型活动式组合型钢(木)模。气囊芯模容易上浮、偏位和变形,造成空心板底板超厚,顶板厚度不足。为保证空心板的几何尺寸,解决橡胶气囊易发生上浮偏位的问题,首先要使气囊的几何尺寸严格符合设计要求,且长度适宜。橡胶气囊使用前先充气检查是否漏气,如果漏气,安排专业人员进行修补;其次是保证橡胶气囊位置准确,采取加密定位钢筋、定位钢筋与主筋相连或压重(压杠)的措施。若采用木芯模,为防止木芯模上浮,在其顶部每隔1-2m设置一道压杆,严格控制空心板几何尺寸。
(3)钢筋保护层厚度的控制。首先应确保钢筋制作及安装位置达到准确,使其禁止超出允许的偏差,适当的对保护层垫块进行加密,使其高度与保护层设计厚度达到统一。在施工的过程中应对钢筋绑扎的顺序及施工工艺进行关注。
①绑扎钢筋
在钢绞线放张至0.9δcon后,将使预应力失效用的硬塑料管固定在设计位置,然后开始绑扎普通钢筋。(1)准确调整箍筋和纵向钢筋位置,保证与设计要求一致。(2)焊接铰缝预埋连接钢筋、支座预埋钢板、伸缩缝预埋筋、护栏座预埋钢筋及绑扎芯模固定钢筋。
②安装侧模、端模
a.绑扎完成后,将脱模剂均匀地用毛刷涂到模板的面板上,侧面模板用龙门吊机协助起吊钢模,人工安装。b.侧模拼装就位后,下侧用木块支撑牢固,上面用拉杆将两侧模板拉紧加固,保证梁板宽度。C.端横板用卡扣与侧模连接。
③浇筑混凝土、安装芯模
a.混凝土浇筑采用前翻斗小车配合龙门吊进行浇注,分二次进行,先开始浇筑底板,混凝土面至芯模底,振捣密实后,穿放芯模,用空压机充气至规定要求,用钢筋卡环将芯模固定在设计位置,再从一端开始第二次浇筑,浇筑到顶面振捣密实后,抹平,拉毛。b.在第二次浇筑混凝土的过程中,振捣棒应从芯模两侧同时振捣,以防止充气芯模左右移动,避免振动棒端头接触芯模,出现穿孔漏气现象,且注意不得碰撞预应力钢筋,防止预应力钢筋受到损坏或断裂伤人。C.所用的芯模事先检查充气胶囊是否漏气,检查合格后才可使用。D.每次浇筑混凝土都要按规定制作试件,台面上最后浇筑的一块空心板梁作组混凝土试件,以检验板梁强度并确定钢绞线放线时间。E.每条生产线上的构件一次连续浇筑完成。
④拆除侧模、端模和芯模
a.常温下砼浇注后4小时左右,待混凝土强度达到2.5Mpa时,拆除侧模、端模和芯模。b.拆除侧模先将侧模底部的木支撑去掉,然后将上端的对拉杆拆掉,最后将每块侧模间的连接螺丝解除。C.侧模拆除时要小心。D.养生基本采用覆盖养生。
⑤放松预应力钢绞线、切割钢绞线
a.将最后制作的1-2组试件进行抗压试验,当混凝土试件的强度达到设计强度的80%后,放松预应力钢绞线。b.不同时间预制的空心板梁在混凝土达到同一控制值放松预应力钢绞线,以保证反拱一致。C.放松钢绞线采用砂箱放张法。D.所有预应力筋放松后,在台座的中间部位开始用氧气切割,切割顺序是由两侧向中间进行,每次中割断钢绞线的一丝或几丝,防止发生扭曲和裂缝。
⑥预制板出槽及放置
a.所有预应力筋全部放松切割完成后,将预制板吊离台面堆放到存梁区,继续养护到28天。b.用现场的龙门架起吊,抬梁出槽堆放。C.堆放时支点位置要准确,避免预制板产生负弯矩(最大叠放不应过三片)。D.将每块预制板两端伸出的钢绞线用砂轮机或切割机割断,涂刷防锈漆防止钢绞线锈蚀。E.空心板孔用预制好的混凝土块浆封死。 二、存在的质量问题和处理方法
(一)出现问题表现
空心板板底混凝土出现密实度不足,容易有渗水、漏水的现象发生。预制空心板时,对其高度控制不足,通常超过设计高度的要求。埋设预埋构件的位置不准确,甚至出现漏设。在顶板横向或板底纵向预应力空心板会容易有裂纹出现。当底板混凝土钢筋保护层厚度不足时,容易有钢筋外露的现象发生,导致脱模剂对钢筋造成污染。理论支持线部分出现底座平面不平整,预制板两端支座设置位置高度不同,导致面板有扭曲力现象发生。在施工的过程中,施工预应力不足,促使梁板中有较大的安全隐患存在。
(二)造成这些质量问题的主要原因是:
(1)空心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。
(2)振捣时出现漏振或振捣时间不够。
(3)在振捣时模板出现胀模甚至跑模。
(4)垫放塑料保护块数量不足,出现该进行保护块垫设的位置未能进行设置。
(5)地板平面出现不平整的原因是由于在施工之前对预制底座进行设置时,对平整度把关不严或过长的存放时间、存放时受力不均匀以及混凝土徐变的现象都是导致底板出现变形的关键。
(6)在对空心板侧模进行拼装时,未能对锚栓孔的位置进行保证。其次,若桥属于曲线桥,要根据曲线对梁长进行调整时,很难对锚栓孔的位置进行保障。
(三)处治方法
为了确保桥梁的工程质量,预应力空心板常见的质量问题的可采用以下几种处理方法:对于空心板混凝土强度不合格或整片梁顶板厚度小于8cm的,或横向裂缝宽超过规范规定的,应报废重新制作。对空心板板底不密实出现渗水漏水和纵向局部裂缝或钢筋混凝土保护层不足的,如果混凝土强度合格,静载实验没有问题,可采用防水措施,用XYPEX(赛柏斯)或其他防水材料,将防水材料喷涂在不密实的混凝土底板顶面上,经过渗透化学作用,提高混凝土密实度和强度,起到防水,防空气侵蚀钢筋的保护作用。预应力空心板建筑高度超过设计标准,直接影响到桥面铺装层的厚度,凡桥面铺装厚度达不到设计要求的,可以采用调整墩台帽或垫石高度或凿除超厚的顶板部分等措施,如果上部结构已经安装就位,墩台帽及垫石无法调整的,可采用调整纵坡的方法处理。空心板预制长短不一,安装时梁端伸缩处有的没有伸缩空隙,有的呈锯齿状,增加了伸缩缝安装难度,对于此类问题,在安装就位前应将超长部分凿除整齐,以保证伸缩缝的准确安装。
三、结束语
预制空心板作为高速公路的承重部位,起着重要作用。所以,在预制空心板之前,首先应对施工工艺规程进行制定,并对参与施工作业的人员进行技术交底,使其关键工序的技术要点得到掌握,在对各项指标进行检测时应严格按照相关规程进行,若有异常出现,应运用有效的补救措施进行处理,促使空心板预制的质量得到保证。