预应力箱梁质量控制及措施

施工技术及施工质量控制

关键词：预应力箱梁施工技术质量控制

0 引言

S238常付线一级公路常平至孟州段沁河大桥位于沁阳市境内，桥长797.58米，跨径为18*30+5*50，下部结构采用混凝土钻孔灌注桩，柱式墩、台，上部结构采用装配式简支预应力箱梁、桥面采用连续铺装层结构。预应力箱梁作为上部结构的重要承重构件，直接受动荷载的作用，因此，预应力箱梁的施工质量是大桥质量控制的核心内容之一。本文以工程实例为依据，对预应力箱梁预制施工工艺及施工过程中的质量控制问题进行分析，并提出了处理的相应对策。

1.预应力混凝土箱梁构造特点

沁河大桥预应力混凝土箱梁，跨径30米，共18跨，每跨由8片箱梁组成，共有预应力箱梁144片；梁高1.6m，梁宽2.4米；混凝土强度等级C50，预应力钢绞线标准强度f pk=1860MP,公称直径15.2mm，公称面积139mm2，箱梁断面如图1。

2.预应力混凝土箱梁施工质量控制难点分析

2.1箱梁断面较为复杂，怎样设计模板才能既保证模板的技术质量要求，同时又能为混凝土施工的质量控制创造有利条件。

2.2箱梁混凝土强度等级较高，为C50，采取怎样的混凝土生产和浇筑工艺，以保证混凝土浇的施工质量，确保底板和边角混凝土的密实饱满和梁体外观质量。

2.3箱梁跨度30m，如何进行预应力张拉施工和质量安全事故的防范。图1

3.箱梁预制施工工艺

箱梁预制施工工艺顺序：底模铺设→非预应力钢筋制作安装、波纹管安装→外侧模、端模安装→梁底混凝土浇筑→内模制作安装→顶板非预应力钢筋绑扎→混凝土浇筑→模板拆除→养护→钢绞线张拉→湿润并清理波纹管内壁→孔道灌浆→封锚。

4.各环节的施工方法及质量保证措施

4.1钢筋绑扎与波纹管安装

4.1.1箱梁非预应力钢筋包括腹、底板钢筋和顶板钢筋两部分。

钢筋必须按设计图纸下料制作，规范绑扎工艺，保证钢筋的数量、规格、间距、保护层大小、接头连接符合设计要求和规范规定，切不可认为是非预应力钢筋便放松质量控制。

顶板钢筋在梁底混凝土浇筑完成并且内模制作安装结束才能进行绑扎，为缩短顶板钢筋绑扎时间，必须将顶板钢筋先绑扎成网片，待内模拼装就位后，再将钢筋网片就位进行整体绑扎，这样可以缩短顶板钢筋绑扎时间，避免梁底混凝土初凝，影响工程质量，同时也提高了工作效率。

4.1.2波纹管在绑扎完腹板钢筋后穿入腹板钢筋内，波纹管使用前要进行外观质量检查和密封性试验，检查合格后波纹管才能使用。安装过程中避免弯曲，以免波纹管开裂破坏。同时防止电火花灼伤波纹管。锚具用螺栓固定在封头钢模板上，其定位偏差必须符合设计规定。

波纹管必须严格按设计位置进行固定，采用“井”铁方式固定牢固，保证波纹管的位置准确，符合设计和规范要求。波纹管连接要用卡口式套管连接，要按要求对接头密封处理，防止混凝土浇筑时灰浆进入。

4.2模板制作与安装

模板工程包括外模和内模的制作与安装。

4.2.1外模采用组合式钢模，由厂家统一加工制作，同时为保证箱梁外观质量，外模采用5mm钢板加工而成，其支架为槽钢和角钢。共分5节，每节长度6m，每节加工形状与箱梁外部尺寸相吻合。端头模板采用10mm钢板加工，形状与箱梁端部形状相同。

4.2.2箱梁内模由厂家统一加工制作，采用拆装式精制定型钢模板，模板底面设计为拆装方便的卡口形式，浇筑底板混凝土时不安装底模，底板混凝土浇筑完成后，再装好底模、侧模、顶模；安装顶板钢筋；浇筑腹板、顶板混凝土。内模加工为10块，每块长度3m。内模每隔50cm设置一组十字撑，十字撑用100mm的方木加工而成，十字撑中心用Φ22圆钢连结成整体。为防止混凝土浇筑过程中内模上浮，每节内模采用四点压紧，内模在拼装场地进行整体拼装后，检查每两节内模接口处是否严密，否则，需要用海绵胶条填充，以确保不漏浆。然后，用龙门吊配合整体吊装就位后，即可绑扎顶板钢筋。

4.2.3模板施工注意事项：

①模板表面应光洁、无变形，接缝处用海绵胶条填充并压紧，确保接缝严密、不漏浆。

②在整个箱梁预制过程中采用同一类型的脱模剂，最好不换用别的脱模剂更不得使用废机油代替。

③模板应定位准确，不得有错位、上浮、涨模等现象。

④模板必须有足够的刚度、强度和稳定性，保证箱梁各部位形状、尺寸符合设计要求。特指内模，在每次拆装的过程中，容易引起变形，导致箱梁的尺寸有误差，在施工中务必引起注意。

4.3混凝土浇筑

箱梁混凝土强度等级为C50，坍落度应控制在5~8cm，混凝土由60m3/h的搅拌站拌制，混凝土搅拌车运输，龙门吊吊料斗入模。

混凝土横断面浇筑顺序：底板→腹板→顶板

混凝土纵向浇筑顺序：由一端向另一端逐渐分层递进浇筑。

混凝土腹板采用平板附着式振捣器振捣，振动时间一般为180±20秒。底板和顶板混凝土采用插入式振捣器振捣。混凝土浇筑完成后用软泡沫覆盖并洒水养护。

混凝土施工中值得注意的几点：

①混凝土的运输应满足浇注工作不间断并使混凝土到浇筑地点时仍能保证均匀性和规定的坍落度。

②对钢筋、预埋件、波纹管、混凝土保护层厚度及模板进行检查后，才能浇筑混凝土，浇筑前必须清除模板中的杂物。

③浇筑过程中注意振捣，特别是箱梁腹板与底板及顶板的交接处、预应力钢束锚固钢筋密集部位，由于钢筋比较密集，建议采用直径稍小的振动棒，适当延长振捣时间，并配合附着式振捣器，确保不漏振，不过振，保证箱梁的外观质量。

④浇筑混凝土时应防止模板、钢筋、波纹管等松动、变形、破裂和移位。

⑤混凝土浇筑完成，表面收浆干燥后，应及时养护和抽动波纹管内芯棒。

4.4预应力张拉施工

4.4.1张拉力计算

张拉力计算公式：P=δk×A×n×b

P:张拉端张拉力

δk:张拉控制应力

A ——每根预应力筋截面积

n——预应力束根数

b——超张拉系数

4.4.2钢绞线理论伸长值计算

预应力钢绞线张拉理论伸长量计算公式:ΔL＝（Pp×L）/ （Ap×Ep）

ΔL：钢绞线张拉理论伸长值

Pp：钢绞线的平均张拉力

L：钢绞线长度

Ap：钢绞线截面积

Ep：钢绞线弹性模量

4.4.3钢铰线张拉

①张拉前准备工作

张拉前检查千斤顶、油泵、压力表是否完好、配套。

②检查锚具的位置，确定张拉顺序，两侧同时进行对称张拉。

③张拉程序