预应力箱梁预制中混凝土施工工艺

                         (内蒙古大学职业技术学院，内蒙古 呼和浩特 010000)
摘 要：本文根据箱梁预制过程中的施工经验，提出了改善箱梁砼外观、避免出现水波纹的施工方法。
关键词：箱梁；砼；塌落度；振捣；水波纹
中图分类号：TU757  文献标识码：C  文章编号：1007—6921(2008)01—0109—02
      随着公路建设的发展，高速公路已有大幅度增加。目前我国高速公路通车里程已突破三万公里，居世界第二位。在高速公路建设中的大、中桥梁，上部结构大部分采用了预应力连续箱梁。因为它有以下优点：箱形梁具有较大刚度和强大的抗扭性能，在偏心荷载作用下其整体受力情况比多片主梁的T梁或工字梁有利，可以节省大量材料；它由于具有较大面积的底板，其顶板和底板可以布置大量的预应力筋，以承受正负弯矩，所以在连续梁桥、刚架桥等桥梁中经常采用；连续梁桥较简支梁桥减少了伸缩缝，改善了行车条件、提高了行车质量。但箱梁施工中的缺点是工艺较复杂，如掌握不好砼施工工艺，可直接影响箱梁的外观，甚至影响箱梁的整体结构以及受力性能。
      预应力砼箱梁预制时，为了避免出现水波纹，改善箱梁砼外观。砼部分施工工艺，本人从施工实践中总结出以下几个要点（以预制20m跨径箱梁为例）：
1 模板制作与安装
      箱梁外模宜采用４mm钢板（也可采用竹胶版）加槽钢、角钢支撑，上下预留对拉孔。横向采用对拉杆或管，再用螺栓固定；纵向采用长1m+4.5m×4+1m拼接，纵向拼接的梁段间用螺栓固定，要求接缝间无错合。施工时用一小方木块在接缝间来回滑动，当无阻力时符合要求。
      箱梁内模宜采用木组合或钢木组合模板，不宜采用充气橡胶等芯模。当采用钢木组合模板时，侧板及顶板采用木板，木板间用角钢连接支撑。横向分五部分组合：０．２m顶板＋２块侧板＋２块侧顶角隅板；纵向分2.2m×2+3.90m×4组合。侧模底部应附加15cm水平模板，防止浇筑腹板时砼外翻。安装模板时宜用塑料布包裹。
      模板钢筋安装顺序为：底板、腹板钢筋绑扎→内模安装→外模安装→端头模板安装→顶板钢筋绑扎。
2 砼拌制
      拌合设备宜采用砼搅拌站、强制式拌合，电脑配料机配料，砼的拌制应严格控制水灰比、坍落度和拌制时间。
2.1 进水量控制
      经试验确定箱梁砼水灰比为0.32，坍落度为30～50mm，外加剂：SA—3高效减水剂0.8%（占水泥质量）。
      每次预制箱梁开盘前应做砂、碎石的含水量试验，计算出每盘料的含水量Q₁，减水剂用水量Q₂（采用溶液加入），每盘料总用水量为Q₃，则再需加入的水量为：
Q=Q₃-Q₁-Q₂
      设水泵的每秒出水量为q，则电脑输入水泵出水时间为：
t=Q₃/q 
      注意：水泵的每秒出水量q，必须开盘前单独测量三次取平均值（称10s出水量计算）。且水池中水的深度影响q值，按水池的水平面积大小，水位每隔50cm测量一次q′值。在水池中划线及计算所对应的出水时间t′。施工时根据水池中水位随时调整t。
2.2 坍落度控制
      施工中应严格控制坍落度。因箱梁砼断面小（厚度为18～25cm）、钢筋分布较多，特别是端头锚固区有锚垫板和螺旋加强筋等影响，造成空隙较小。当坍落度偏小时，砼不易到位宜造成空洞，不能保证箱梁实体质量；当坍落度偏大时可能造成：砼不密实，成品强度不能保证；或出现不同程度水波纹，影响砼外观。
      箱梁砼施工中，箱梁外观常见的都是出现了不同程度的水波纹，其坍落度是造成其直接原因之一。
      经试验：坍落度为：100mm，有较大面积出现；80mm，有较小面积出现；60mm，很少出现；40mm，无；20mm，可能出现小的空洞或蜂窝。
      所以在施工时严格控制水灰比的情况下，适当调整坍落度。
      建议：出机时坍落度控制在50～60mm之间，到浇筑现场入模时最好控制到45mm，就会极大的消除砼外观水波纹的出现。采用砼运输搅拌车运输，当运距较远时，可先干拌到浇筑地点后再加水搅拌。
2.3 外加剂
      高效减水剂宜采用后掺法。用大约5kg水制成溶液，在混合料加水搅拌时加入。
2.4 拌制时间
      混合料宜干拌10s以后开始加水，同时加入外加剂溶液，从开始加水计时，大约搅拌120s，不宜过长。
3 砼运输
      宜采用砼运输搅拌车运输。但一般情况下，搅拌站与预制厂相距较近，也可采用无搅拌器的小型运输机具运输，以不发生离析为度。到浇筑现场坍落度损失不宜超过20mm。
4 砼浇筑
      砼宜采用吊车吊装入模。浇筑顺序为：先浇筑底板及腹板根部，这部分砼应从内模顶板注入，顶板采用推拉方式，注入砼后推紧顶板并用油毛毡封闭接缝；为防止冷接缝出现，一般底板宜浇筑4m长后再浇筑第二部分，第二部分浇筑两侧腹板到腋下25cm；再浇筑第三部分腹板腋下、顶板及翼板部分。底板砼应一次浇筑到设计位置，为防止腹板距底板5～10cm位置出现蜂窝、麻面，在浇筑腹板砼时，以砼不从底板外翻为宜。
5 砼振捣
      砼振捣是整个砼施工工艺中最关键环节之一，振捣是否适当（即是否过振、漏振），直接影响到砼外观及整体强度。箱梁施工中最易出现问题的是腹板部位及预应力筋锚固区，因腹板宽度窄、钢筋多，且布置有预应力孔道，是整个振捣工艺中关键所在。
      箱梁腹板部位宜采用侧模振捣工艺与插入式振捣工艺相结合。根据外模制作的形式及附着式振动器性能确定侧模振动器安装位置，其间距：如布置于模板的横肋上适当加宽；布置于模板的纵肋上适当放窄。通过试验1.5kw的电机布置于纵肋带上，间距采用1.5m较合理，在端头部位应调整为1.0m间距。
      腹板砼振捣顺序为：砼从腹板上口注入后，①用插入式振捣器送入。中部用Ф30mm插入式振捣器送入，端部锚固区应多加一特制小铁铲送入砼；②用50mm插入式振捣器振捣，端部用Ф30mm棒代替，当砼不再下沉，表面呈平坦、泛浆为止；③打开附着式振捣器振捣9～12s。
      附着式振捣器的振捣时间长短，直接影响砼外观。如能很好地掌握振捣时间，就会避免水波纹的出现。
      经试验得出：振捣时间20s时出现严重过振现象，个别部位外露砂粒；16s时，出现过振现象；14s时，较小面积出现；12s时，振捣器在纵肋上，无过振现象；9～10s时，振捣器在横肋上，无过振现象。
6 砼养生
      由于箱梁的结构较其他砼构件复杂，所以其养护具有特殊性。内模拆除后，应及时向内注水，箱内顶板及水位以上内腹板，每隔一定时间用水枪喷洒或勺舀洒水。外部顶板上部采用覆盖洒水养生；腹板外部及腋下、翼板底部宜采用喷雾器洒水养生。此法省水、省电、省人工，又可保证场地干燥钢筋不易锈蚀，既经济又能保证砼养护要求。
      通过对箱梁的预制过程中，在材料等各项指标满足要求下，采用搅拌站电脑配料时，砼的强度一般都能保证（28d抽检试件及对箱梁本体回弹强度测定）。不易掌握的是砼外观，经常出现在腹板外侧距底板20～30cm以上的水波纹影响箱梁美观。施工中本着不改变配合比，不影响砼强度的情况下，在施工工艺上下工夫，边干、边摸索、边总结。通过试验、调查、外出参观学习，得出出现水波纹的两点因素：一是坍落度，二是振捣时间。当坍落度较大时，易泌水，振捣时间掌握不好，就会出现上述现象。
      施工中要抓住关键工序，把好质量关，工艺上严格要求，模板精心制作、严格安装；加强技术人员的素质、技术工人的责任心；完善自检体系，及内部管理制度是保证砼施工质量的关键。
［参考文献］
［1］ 公路桥涵施工技术规范［S］.JTJ041—2000.
［2］ 公路施工手册.桥涵［S］.北京：人民交通出版社，2000.
［3］ 桥梁工程［M］.北京：人民交通出版社，2003.

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