预应力组合箱梁

预应力组合箱梁（共12篇）

预应力组合箱梁 篇1

预应力混凝土砼组合箱梁这种结构形式由于其结构轻盈、建筑高度小, 配筋少等优点, 在国内高等级公路中普遍使用, 但这种结构桥型在施工中存在一些质量通病或质量缺陷, 应引起重视。

1 裂缝

1.1 混凝土收缩裂缝

混凝土是由气、液、固三相组成的假固体 (指浇注过程到保养) , 其中尚有未水化的水泥颗粒, 还要吸收周围的水份。液固相间的胶凝体, 因水份散失, 体积会缩小, 引起收缩裂缝。

防治措施:

1.1.1 箱梁的体积与表面积比值小, 混凝土收缩大, 易产生裂缝。

1.1.2 箱梁混凝土浇筑均采用泵送混凝土, 由

于泵送混凝土施工工艺要求坍落度大, 混凝土用水量和水泥用量较大, 湿润养护如不及时, 混凝土中的水泥水化物因部分失水而干缩, 导致水泥混凝土表面的干缩裂缝。

1.1.3 由于温差作用, 混凝土顶部温度较高、

底部温度较低, 顶部混凝土收缩受到下部混凝土的约束产生裂缝;由于泵送混凝土时, 温度较高, 同时内部水化热进一步升温, 而外部环境温度较低时, 形成了较大的内外温差, 从而使混凝土表面开裂。

1.2 地基基础沉降差异产生的裂缝

防治措施:

1.2.1 因地基持力层或桩壁土层的变化, 容许承载力的差异导致早期或晚期裂缝。

1.2.2 由于基础本身施工时处理不当, 处理不

均匀, 致使箱梁浇筑后基础在外荷载作用下发生不均匀沉降导致早期或晚期裂缝。

1.3 材料差异造成的裂缝

防治措施:

1.3.1 使用不合格水泥出现早期不规则的短缝。

1.3.2 砂、石的含泥量超过规定, 不仅降低混

凝土的强度和抗渗性, 还会使混凝土干燥时产生不规则的网状裂缝。

1.3.3 砂、石的级配差, 有的砂粒过细, 用这种材料拌制的混凝土常造成梁侧面裂缝。

2 预应力混凝土砼组合箱梁预制、安装

2.1 箱梁底板与腹板交接处发生漏浆、不密

实, 出现孔洞、冷缝、水波纹等现象。这种缺陷形成的原因, 除了设计上钢筋间距、保护层过小外, 从施工质量控制角度看主要是:施工工艺不完善, 粗骨料级配、粒径选择不合理, 粗骨料偏大。在底层波纹管上缘, 粗骨料易堆积在一起, 而为了保证梁体密实性, 必然要加强腹板波纹管下混凝土振捣, 有时就可能造成振捣过度, 在波纹管下缘形成一层砂浆层, 从外观上看, 梁体在腹板局部出现不密实或沿底层波纹管方向出现一层水波纹。

防治措施:

采用底板、腹板、顶板全断面斜向循环渐进浇筑工艺, 基本同步浇筑, 振捣腹板波纹管以下混凝土要严格控制粗骨料粒径、施工时塌落度, 必要时对粗骨料进行过筛。

2.2 预应力箱梁张拉后反拱度过大, 影响桥

面系施工。在桥面系施工中, 经常发现反拱度偏大, 特别是组合箱梁边梁有时反拱度甚至达到4~5cm, 导致桥面系施工困难。这主要是因为:a.边梁与中梁相比, 预应力筋较多, 而且边梁不存在负弯矩张拉。b.组合箱梁正弯矩张拉时, 由于龄期等原因, 弹性模量未达到设计强度的85%以上, 引起张拉后跨中反拱过大。c.储梁期过长, 从正弯矩张拉结束到负弯矩张拉时间间隔太长, 甚至超过60天。常常引起桥面铺装层开裂, 此后带来桥面水毁等质量问题。

防治措施:

a.注意控制张拉时混凝土弹性模量。b.严格控制箱梁混凝土施工配合比。c.及时张拉、出坑, 减少存梁期, 及时安装, 并进行湿接头、湿接缝施工。

2.3 箱梁翼板、张拉孔未严格按施工图纸及

规范要求预埋环形钢筋、纵向受力钢筋, 少筋、错筋现象经常发生, 浇湿接缝、张拉孔混凝土时, 未严格按施工缝处理, 即扳正、焊接顶板预留钢筋, 老混凝土面凿毛, 新浇混凝土前须洒水润湿。湿接缝、张拉孔等处混凝土粘结强度差, 不能保证箱梁间混凝土受力的连续性, 直接影响桥梁总体安全。

防治措施:a.加强检查, 张拉孔 (特别是大的张拉孔) 预埋筋千万不能少埋, 梁预制成型后及时凿出扳正。b.湿接缝施工时, 顶板环形锚筋要对齐焊拉。c.封闭张拉孔及湿接缝施工时要专人跟班检查其凿毛程度、钢筋焊接质量、搭接长度, 混凝土浇筑时要严格按施工缝处理, 洒水润湿。

2.4 组合箱梁安装不能保证每片梁下4个临

时支座或永久支座均匀受力。由于组合箱梁支座顶面难以保证完全在一个平面上, 有时即使在一个平面上, 也有可能因梁底不平造成受力不均, 特别是端跨梁因永久支座与橡胶支座变形不一样, 更易造成受力不均, 甚至脱空, 直接影响以后桥梁使用。

防治措施:a.定期检测梁底模板支座处平整度, 控制在1m以下。b.严格控制临时支座顶面高程, 发现误差及时调整。c.临时支座设计时要考虑施工期间临时荷载作用, 并进行超载预压, 使用前密封保存。

2.5 一联内湿接头、湿接缝施工顺序没有按设

计要求对称施工。这主要是由于施工安排不当、工期过长造成的。按照设计要求, 一般一联内组合箱梁完成体系转换时, 施工顺序要求从联端向中间对称施工, 而在实际施工中有时受工期制约, 往往按安装顺序施工湿接头, 这样由于施工方法的改变, 组合箱梁从简支变为连续时, 梁长收缩、温度应力均与设计时考虑有差异。

防治措施:

如果不能做到一联内湿接头对称施工, 一联内负弯矩分两次张拉, 张拉负弯矩时, 相邻墩湿接头混凝土均已浇筑, 张拉时先张拉短束, 待一联内湿接头混凝土均浇筑完成后再张拉长束, 完成体系转换。

3 预应力张拉与压浆

3.1 施加预应力张拉时应力大小控制不准,

实测延伸量与理论计算延伸量超出规范要求的±6%。其主要原因:a.油表读数不够精确。目前, 一般油表读数至多精确至1Mpa, 1Mpa以下读数均只能估读, 而且持荷时油表指针往往来回摆动。b.千斤顶校验方法有缺陷。千斤顶校验时无论采用主动加压, 还是被动加压, 往往都是采用主动加压整数时对应的千斤顶读数绘出千斤顶校验曲线, 施工中将张拉力对应的油表读数在曲线上找点或内插, 这样得到的油表读数与千斤顶实际拉力存在着系统误差。另外, 还可能由于千斤顶油路故障导致油表读数与千斤顶实际张拉力不对应。c.计算理论延伸量时, 预应力钢铰线弹模取值不准。一般弹模取值主要根据试验确定, 取试验值的中间值, 钢铰线出厂时虽然能符合GB要求, 但本身弹模离散较大, 不太稳定, 可能导致实测延伸量与理论延伸量误差较大, 超出规范要求。

防治措施:a.张拉人员要相对固定, 张拉时采用应力和伸长量“双控”。b.千斤顶、油表要定期校验, 张拉时发现异常情况要及时停下来找原因, 必要时重新校验千斤顶、油表。c.千斤顶、油表校验时尽量采用率定值, 即按实际初应力、控制应力校验对应的油表读数。d.扩大钢铰线检测频率, 每捆钢铰线都要取样做弹模试验, 及时调整钢铰线理论延伸量。

3.2 应力孔道压浆不及时、压浆不饱满。施工

规范规定:预应力张拉锚固到压浆这段时间最多不超过14天, 这主要是防止预应力筋锈蚀, 但有些施工单位由于施工安排不当, 工序衔接不好, 数月甚至更长时间才压浆, 由于张拉后预应力筋毛孔已张拉, 比原始钢材碳素晶体间歇加大, 水分子及不良气体极易浸入, 锈蚀明显加快, 引起预应力损失加大。

防治措施:

张拉后及时压浆封锚。

3.3 负弯矩钢束压浆不密实, 这除了设计时

波纹管尺寸选择过小外, 从施工角度看可能是由于压浆时压力不够 (许多工地压浆机无压力表) 或操作不当, 漏掺膨胀剂或水泥浆流动度过大, 向低处流淌, 导致孔道压浆不饱满, 降低了预应力筋与混凝土间的握裹力。

防治措施:

经设计单位或业主同意, 略加大波纹管内径;压浆时技术人员必须跟班检查, 控制灰浆压力, 当孔道较长或采用一次压浆时, 应适当加大压力, 压浆时应达到孔道另外一端饱满出浆, 并应达到排气孔排出与规定稠度相同的水泥浆为止。

摘要：随着我国高速公路建设的发展, 普通钢筋混凝土连续箱梁桥型也常被采用, 但是几乎所有现浇连续箱梁都有不同程度的质量缺陷问题, 因此防治工作不容忽视。

关键词：组合箱梁,质量,缺陷,防治

预应力组合箱梁 篇2

一、前言

郑州至卢氏高速公路洛宁至卢氏段是河南省高速公路网西部支线之一，项目自洛阳至洛宁段接出，本合同段桩号范围K93+100—K100+300，全线长7.221Km。其中，30m预制箱梁共计188片。

二、预制场地布设及预制底座

1、场地布置：场建设在K96+422沙河大桥0#台右侧的拌和站院内，总长400M，宽80M，根据箱梁数量安排预制30m箱梁台座12个。共做4套箱梁模板。预制厂相应配备两套龙门吊及张拉、压浆设备，为保证施工进度，预制梁在存梁场地分别存放。混凝土拌和站和钢筋加工场设在预制场东侧，供应全线混凝土的拌和及运输工作，也包括全线的钢筋加工及运输工作。

2、箱梁预制底座：在对预制厂整平碾压

后开挖基槽。按台座构造图进行地基处理。预制厂基础浇筑一层10cm厚C30小石子混凝土，箱梁预制底座基础浇一层W=2.9m，H=0.3m的标号为C25的混凝土，台座两端头地基采用C25混凝土处理，并加大范围（3m×4m×0.6m）处理。预制底座采用H=0.3m，W=0.9m的C30混凝土，中间铺主筋为ф12的钢筋笼，底座端部（即梁板支座处）设承力增强支墩，用钢筋网片及C25号混凝土浇筑而成（混凝土尺寸为1.0m×1.0m×0.5m）。顶面四周用L50*50槽钢包边，表面浇筑一层H=0.05m的C30混凝土，在混凝土顶面铺设4mm厚钢板，并与台座预埋钢筋和包边槽钢焊接。为防止集中荷载作用下支点下沉控制桥面混凝土厚度，依据30m箱梁结构及预应力配筋特点，按二次抛物线设置反拱度，跨中位置台座向下的反拱值时1.7cm。浇注台座基础混凝土时每隔0.8m预埋ф50PVC管一道便于支模板时穿拉杆，距梁端1.8m处，设30cm宽吊装预留槽。底座内部横向设有预埋PVC管孔洞作为横穿拉杆通道，用于模板侧模下端的定位和加固。

根据模板结构的结构特点，底座采用宽度为100cm，底座长度为31m，并在设计吊装位置，在底座和端部之间，用高强度钢板隔开，便于捆绑吊装箱梁。

三、施工依据

1、《公路桥涵施工技术规范》（J041-2000）

2、《钢筋混凝土工程施工及验收规范》（GBJ 204-83）

3、《预应力混凝土用钢绞线》（GB/T5224-2003）

4、《预应力筋用锚具、夹片和连接器》（GB/T14370-2000）

5、《公路工程技术标准》（GB01-2003）

6、郑卢高速洛宁至卢氏段LSTJ—4合同段合同文件和《总体施工组织设计》。

四、工艺流程及操作要点

1、施工准备

(1)施工用电，由附近高压线接引，现场备置200KW发电机组，有线通讯和无线通讯条件均良好，能满足工地通讯需要。

(2)、预制场建一座40m3的储水池，接通自来水，保证施工用水。

(3)、项目成立工地试验室，便于原材、半成品、成品的检验，可以进行水泥的安定性、砂的含泥量、石子筛分、钢筋原材及焊接等试验和混凝土配合比配制。

(4)、外模采用钢板型钢整体模板，不设中拉杆，只设置顶面体外拉杆。内模采用易拆半活动性钢模，共计4套侧模（包括边模），3套芯模。（5）、根据箱梁预应力设置的特点，拟采用2台YDC3500型和2台QYC2700型千斤顶及其配套油泵4台。灰浆拌和和压浆设备1套。压力表和千斤顶及其配套油泵均通过了国家授权的权威机构认可。

(6)、起重设备：采用2套跨径为32m主龙门吊机，2台跨径为30m副龙门吊机，专门用于混凝土浇筑，模板安装、拆除等。

2、施工工艺

在箱梁的预制施工中，我们的要求是要做到钢筋加工及安装严格按照设计和规范要求施工，波纹管定位准确，模板安装牢固，混凝土振捣密实，不出现露浆和空洞现象，混凝土的浇注应达到“内实、外光、均质”的质量目标，波纹管安装要求位置准确，钢绞线张拉压浆严格控制。a、钢筋

（1）原材料：原材料必须符合规范和设计要求。对于非预应力钢筋按不同钢种、等级、型号、规格及生产厂家分批验收，试验室根据相关规范、规程和设计规定抽取相应数量试样，经试验质量检验合格的产品才允许进场。进场材料必须分别堆放，不得混杂，且必须设立识别标志，现场不得存放不合格材料，更不得在工程结构中应用不合格材料或未经验收合格的材料。水泥、非预应力钢筋和预应力材料等，必须具有出厂质量证明书和试验检验报告单。

（2）加工及安装：钢筋表面应清洁，使用前应将表面油渍、铁锈清除干净，避免在运输中受到污染。加工时钢筋应平直，无局部弯折，盘圆钢筋应采用冷拉方法调直，Ⅰ级钢筋的冷拉率不宜大于2%。钢筋的加工尺寸应符合设计图纸及规范要求，钢筋的焊

接、绑扎长度应符合规范要求。钢筋配料根据图纸设计，下料加工。钢筋的弯曲成型。二级钢筋末端做90°或135°弯曲时，弯曲直径D不宜小于钢筋直径d的4倍；弯起钢筋中部位弯折外弯曲直径D不宜小于钢筋直径d的5倍。

①根据箱梁钢筋设计特点，拟采用“底座定型、底座上整拼”的钢筋加工形式。即：预先在底座上将每根钢筋的位置按设计图纸划线固定，然后按照划线绑扎定型，在成型合格的定型骨架上。每片预制箱梁底板设置4个φ100mm的通气孔，如果通气孔的位置与普通钢筋发生干扰，可适当挪动普通钢筋的位置。骨架绑扎完成检验合格后，开始吊装，然后进行波纹管安装，完成后开始内模和侧模安装。

②采用高强塑料垫块确保钢筋与模板间保护层厚度。保护垫块与模板成为线接触，有利于保持梁体外观。

③对于泄水孔、支座钢板及上部桥面钢筋和护栏及伸缩缝钢筋等预埋件，预埋时必须保证其位置正确，注意不要遗漏。

加工钢筋允许偏差

项

目 允 许 偏 差（mm）

受力钢筋顺长度方向加工后的全长 ±10 弯起钢筋各部分尺寸 ±20 箍筋、螺旋筋各部分尺寸 ±5

钢筋位置允许偏差

检

查

项

目 允许偏差（mm）受力钢筋间距 两排以上排距 ±5 同排 梁、板、拱、肋 ±10

基础、锚碇、墩台、柱 ±20 灌注桩 ±20 箍筋、横向水平钢筋、螺旋筋间距 0，－钢筋骨架尺寸 长 ±10 宽、高或直径 ±5 弯起钢筋位置 ±20 保护层厚度 柱、梁、拱肋 ±5 基础、锚碇、墩台 ±10 板 ±3

b、钢绞线、锚具

（1）材料和设备检验

低松弛高强度预应力钢绞线应符合《预应力混凝土用钢绞线》（GB/T 5224-2003）的规定，单根钢绞线直径φs15.24mm，钢绞线面积A=140mm2，钢绞线标准强度fpk=1860MPa,弹性模量Ep=1.95×105MPa；正弯矩钢束采用M15-

4、M15-5圆形锚具及其配套的配件，负弯矩钢束采用BM15-

4、BM15-5扁形锚具及其配套的配件。

钢绞线和锚具须经过有资质的质检单位作技术鉴定，出厂前应由厂方按规定进行检验并提供质量证明书。张拉机具（千斤顶、油泵）与锚具配套使用，应在进场时进行检查和校核。千斤顶与压力表配套校验，以确定张拉力与压力表读数之间的对应关系。其校验频率一般超过6个月或200次以及在千斤顶使用过程中出现不正常现象时，必须重新校验。

（2）预应力筋下料、绑扎

所使用的预应力锚具应符合《预应力筋用锚具、夹片和连接器》中规定的I类锚具要求和设计文件的各项要求。按每批及规范要求

做抽样试验，合格才能使用在工程中。（3）穿束

在混凝土浇筑过程中在箱梁的N1、N2、N3、N4束采用硬塑管穿入，负弯矩的采用穿入钢绞线，在施工过程中每间隔20min拉动塑管和钢绞线，防止波纹管破裂堵塞波纹管管道，在混凝土凝固后拉出硬塑管和负弯矩部分钢绞线。穿束前用压力水冲洗孔道内杂物，观测孔道有无串孔现象，再用风吹干孔道内水分。孔口锚下垫板垂直度大于1度时，应用垫板垫平。预应力束的搬运，应无损坏、无污物、无锈蚀。严格按设计长度下料，并根据张拉千斤顶的种类进行修正，确保有足够的工作长度，以便张拉作业的正常进行；为防止钢绞线互相扭结，钢绞线束用18＃铁丝捆扎，捆绑间距为1.5m一道。穿束用人工进行，如若困难采用卷扬机牵引，后端用人工协助。c、波纹管

预应力管道的位置必须严格按照坐标定位并用定位钢筋固定，定位钢筋与箱梁腹板箍筋点焊连接，严防错位和下垂，如果管道与

钢筋发生碰撞，应保证管道位置不变而只是适当挪动钢筋位置。采用“定位网法”使波纹管位置按设计图纸的横、纵坐标控制在规范偏差以内；必须有足够的定位筋确保浇筑混凝土过程中，波纹管位置的准确性。箱梁预应力孔道用波纹管成孔。安装时波纹方向与穿束方向一致。波纹管按设计间距设“井”字形定位钢筋固定孔道位置，孔道定位误差小于8mm。

为了保证孔道畅通，采取的措施是：（1）波纹管采用通长管道，防止接头封闭不严而造成进浆。

（2）波纹管附近焊接钢筋时，对波纹管加以防护，焊完再细致检查。

（3）浇筑混凝土时，波纹管内穿塑料管和钢绞线，振捣人员应熟悉孔道位置，严禁振动棒与波纹管接触，以免孔壁受伤，造成漏浆。

（4）加强岗位责任制，严格执行孔道安装操作工艺要求。d、模板

（1）模板制作

在箱梁的预制施工中，为了保证混凝土外观质量，模板采用大块钢模拼装，面板采用6mm厚冷轧普通钢板，板缝中均嵌入固定式弹性嵌缝条，保证不漏浆和梁体美观。侧模加工的节段长度为3.5m，面板的钢板采用4mｘ6mm，背面肋骨采用槽钢及角钢焊接加固；芯模每片长度为1.5m，面板采用6mm钢板，内模板用活动扣牢便于拆模。预制梁体范围以外上下位置各用拉杆固定，侧模用方木支撑，确保支撑的牢固、不变形。（2）模板安装

模板安装采用副门机安装。模板与底座接触面，箱梁模板采用定型钢模，两模板间加双面胶带并用螺栓压紧，防止混凝土浇注时漏浆现象发生。各块模板之间用螺栓联结，底部φ20拉杆每隔0.8m设一根，另外，为了保证模板就位后支撑稳固，满足受力要求，模板支架每隔5m设两根φ32mm的可调丝杆作为就位后的支撑。芯模的固定采用已预埋好的底座两侧钢筋用为拉点固定。芯模顶部开口，顶部设活动盖板便于浇筑底板混凝土，内模安装完成后，安装限位槽钢，防止

浇筑混凝土时内模上浮。内模底模由两块拼装模板组成，中间用螺钉或角钢连接。在底模混凝土浇筑完成后，用它作反压，防止腹板混凝土回流到底板上，形成凸起，使箱室内部不平，增加箱梁自重。外侧模上每隔1.5m安装一台1.5KW高频附着式振动器，并成梅花状布设。模板顶部及底部每1m设对螺拉杆一处。

为了保证梁体混凝土的密实度，采用附着式振捣为主。根据混凝土拌和物粒径与振动频率的关系及侧振力的计算公式：

d＜14×106/f2

P=4.9×(Q2+0.2Q3+Q4)式中：d——碎石粒径；

f——振动器频率；

P——每平方米模板的振动力（N）；

Q2——每米侧模和振动器重量之和（kg）；

Q3——每米梁段混凝土重量（kg）；

Q4——每米梁段的钢筋和波纹管重之和（kg）； 通过计算，选用振频2850HZ、振动力570kg/

台的B—15型附着式振动器，中间单层布置，间距1.5m；端部（钢铰线弯起部位）两层梅花型布置，间距1.2m。

立模时用龙门吊逐块吊到待用处，再用32箱螺旋千斤顶将模板逐块顶升就位，再上紧可调丝杆作竖向支撑。

（3）模板拆除

依据箱梁的特点，因具备悬臂和内空结构，浇筑后的梁体混凝土强度达到5MPa时才能拆除（根据试验数据和设计级规范要求确定）。现场一般须根据通常日平均气温而定，经验估计一般为浇筑完成时间×日平均温度=100。根据现场施工经验，拆除模板时，先拆除上下拉杆和接缝螺栓，用千斤顶顶紧受力之后松掉可调丝杆，千斤顶同步下降并辅以倒链，逐步拆除；拆除内模时模板工人进入箱室内，用手锤打开连接点，模板在自重作用下会自动离开混凝土，人工送出箱室，在拆除过程中注意模板轻拿轻放，不能损坏梁身混凝土。浇筑同期制作混凝土试块，并考虑混凝土拆模强度评定，多制备两组试块。

拆模时应小心，不能造成箱梁内伤及棱角破损。拆模采用龙门吊车配合人工完成。拆除后的模板必须磨光整平，涂刷脱模剂。模板移运过程，严禁碰撞，以免产生模板变形。e、混凝土施工（1）材料

①水泥：每批量进厂的水泥必须具备质报单、强度报告，经抽样检查合格后方可投入生产。

②水：采用饮用水作为拌和用水，不符合规范要求的水不得使用。

③粗、细集料：一般以级配碎石、天然中粗砂为原料。通常由试验室根据混凝土配合比设计来选定。施工过程中，不得随意改变其级配和砂的细度模数等。

④外加剂：按照混凝土性能要求掺加适宜的外加剂。出厂的外加剂应附有产品合格证书和使用说明书。并经配制、检测合格的产品，掺用量必须通过试验确定。施工过程中，不得随意改变其种类和掺量，或选用不同厂家同种产品的替代等。

（2）混凝土浇筑：在钢筋、模板、预埋件、预应力孔道、混凝土保护层厚度等检查、验收合格后浇筑混凝土，在浇筑前必须清除模板中杂物，清除方法采用空压机配合人工清理吹除。

混凝土拌合采用JS-1200搅拌机集中搅拌，混凝土输送车运输运到现场后采用龙门吊车配吊斗循环运输。混凝土浇筑采用“斜向分段、水平分层、连续浇筑、一次形成”的施工方法。其步骤是：

①浇筑顺序为先浇底板混凝土，从梁的一端开始，底板的振捣采用φ30振动棒插入式振捣，振捣时遵循“快插慢拔”的原则，混凝土振捣密实，为了使混凝土入模速度加快，并防止形成空洞，相应部位的振动器及上层振动器要全部开动，待混凝土充分进入腹板下部时，停止开动上部振动器，仅开动下部振动器，直到密实为止，密实的标志是混凝土停止下沉，不再冒气泡，表面呈现平坦、泛浆。浇筑底板混凝土同时, 混凝土工人进入芯模内压光抹面，抹面完成后，再开始浇注腹板和顶板混凝土，阶梯式连续施工。在振捣底板混凝土时，应注意避免触及底模。

腹板混凝土浇筑时按照底板混凝土的浇筑顺序分层下料，每层厚度不大于30cm，腹板的振捣采用φ30或φ50振捣棒配合附着式振捣器振捣，插入式振捣器应避免触及抽拔管，顶板的混凝土振捣采用插入式振捣棒，在振捣前所有波纹管内应插入硬塑料管，振捣后及时抽出，顶板混凝土振捣特别注意负弯矩波纹管下的混凝土振捣。这个区域钢筋较密，波纹管覆盖较大，不易振实。梁顶面混凝土以搓板收平搓毛。在浇注过程中防止模板、钢筋、波纹管等松动、变形、破裂和移位，安排专人负责检查。

②施工过程中，严禁插入式振捣棒碰撞波纹管，不得漏震或过震，保证混凝土的外观及内在质量。混凝土倾倒高度不得超过2m，防止混凝土产生离析，影响质量。

③混凝土质量检查试件应在初期、中期、后期分别取样检测，试件组数和要求按规范操作；随梁养护试件的试块，应按照规定的方式进行养护。并具体编号，以此将提供预应力张拉、移梁的依据。

④做好每张梁的施工记录、梁的台帐、梁的

编号、浇筑日期、检查情况、评定标准、采用已刻好的板面用油漆喷在梁的端头。（3）混凝土养护：混凝土浇筑拉毛后，上部采用土工布覆盖腹板部位采用塑料薄膜粘贴覆盖，洒水养护；梁体内部加水，两端用编织袋装土堵塞，水质均为饮用水。严禁采用污水进行养护，养护时间按照规范规定。在养护达到要求，并且梁端头施工前清理完梁体内部的积水和杂物。f、张拉

装配式预应力箱梁分两次施加预应力，负弯矩预应力的施加是在浇筑湿接缝混凝土后施加，预制时仅对正弯矩预应力进行张拉。箱梁安装过后，湿接缝施工完毕并达到要求后，开始负弯矩张拉压浆。

（1）张拉施工作业时梁体混凝土强度达到设计强度的85%，且混凝土龄期不小于7d时方可两端对称张拉正弯矩钢束。

（2）梁端锚垫板上无灰渣；两端对称张拉，张拉顺序为N1－N3－N2－N4钢束。锚下控制应力为0.75fpk=1395MPa。钢绞线不得采用超张拉，以免钢绞线张拉力过大。张拉

参数报监理工程师核准后方可张拉。（3）钢绞线的张拉程序如下：0→10%бk(初张拉)→ 20%бk→ 100%бk →（持荷2分钟）锚固。张拉时采用控制应力与伸长值双控原则，满足设计和规范要求。最后测量计算钢绞线伸长值（扣除回缩量）。对超出设计提供的理论伸长量±6％的束，全梁断丝、滑移总数不得超过钢丝总数的1%，且每束钢绞线断丝或滑丝不得超过1丝，断、滑丝数量超过设计和规范控制范围的束，必须报知项目部技术部门，找出原因，进行处理。张拉时，要作好记录，发现问题及时补救。张拉完毕应对锚具及时作临时防护处理。

（4）四人配备一套张拉千斤顶，一人负责油泵，两人负责千斤顶，一人观测并记录读数，张拉按设计要求的顺序进行，并保证对称张拉。

（5）安装锚具，将锚具套在钢丝束上，使之分布均匀。将清洗过的夹片，按顺序依次嵌入锚孔钢丝周围。夹片嵌入后，人工用钢套管锤轻轻敲击，使其夹紧预应力钢丝，夹

片外露长度要整齐一致。安装千斤顶，将千斤顶套入钢丝束，进行初张拉，开动高压油泵，使千斤顶大缸进油，初张拉后调整千斤顶位置，使其对准孔道轴线，并记下千斤顶伸长读数。应注意使千斤顶支脚表面完全接触锚板，使钢束内的每根钢绞线受力均匀。继续张拉，到达10%初应力时，记下千斤顶伸长读数，继续张拉，到达20%应力时，记下千斤顶伸长读数，继续张拉，到达100%初应力时，记下千斤顶伸长读数，应力到达20%时的伸长量与应力到达10%时的伸长量差值和应力到达20%时伸长量与应力到达100%时的伸长量的差值之和，即为钢绞线初张拉时的实际伸长量。继续张拉到钢丝束的控制应力时，持荷2min然后记下此时千斤顶读数。计算出钢丝束的实测伸长量并与理论值比较，如果超过 ±6%应停止张拉分析原因。使张拉油缸缓慢回油，夹片将自动锚固钢铰线，如果发生断丝滑丝，则应割断整束钢绞线，穿束重新张拉。张拉完后慢慢回油，关闭油泵，拆除千斤顶。（6）张拉计算

30m中跨箱梁

N1、N2、N3、N4钢束张拉采用双控，锚下控制应力为： 0.75fpk=0.75×1860=1395MPa

①预应力筋的张拉力计算如下： Ny=N×δk×Ag×1/1000

Ny——预应力筋的张拉力；

N——同时张拉的预应力筋的根数 δk——预应力筋的张拉控制应力 Ag——单根钢绞线的截面积

本施工段预应力张拉需用最大张拉力为： N1、2、3、4 =4×1395×140×1/1000=781.2（KN）

②平均应力计算公式

PP=P×(1-e-(kx+μθ))/（kx+μθ)Pp---预应力钢绞线张拉力（N）； P---预应力张拉端的张拉力（N）； x---从张拉端至计算截面的孔道长度；

θ---从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和（rad）；

k——孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数，取0.0015；

μ——预应力筋与孔道壁的摩擦系数，取0.25。

PP=P×(1-e-(kx+μθ))/（kx+μθ)

N1

第一段

Pp1 = 781.2×（1-e-（0.0015×9.968））/（0.0015×9.968）

= 781.2×（1-e-0.014952）/0.014952=775.389KN

N1

第二段

Pp2 = 775.389×（1-e-（0.0015×3.927+0.25×5л÷180））（/0.0015×3.927+0.25×5л÷180）

= 775.389×（1-e-0.027707）/0.027707=764.746KN

N1

第三段

Pp3 =764.746×（1-e-（0.0015×0.785））/（0.0015×0.785）

= 764.746×（1-e-0.0011775）/0.0011775=764.296KN

N1

平均张拉力

Pp= 771.913 KN N2

第一段

Pp1= 781.2×（1-e-（0.0015×8.362））/（0.0015×8.362）= 781.2×（1-e-0.012543）/0.012543=776.321KN

N2

第二段

Pp2= 776.321×（1-e-

（0.0015×3.927+0.25×5л÷180））（/0.0015×3.927+0.25×5л÷180）

= 776.321×（1-e-0.027707）/0.027707=765.665KN

N2

第三段

Pp3= 765.665×（1-e-（0.0015×2.407））/（0.0015×2.407）= 765.665×（1-e-0.0036105）/0.0036105=764.284KN

N2

平均张拉力

Pp = 771.545 KN N3

第一段

Pp1= 781.2×（1-e-(0.0015×6.756)）/(0.0015×6.756﹚ = 781.2×（1-e-0.010134）/0.010134=777.255KN N3

第二段

Pp2=777.255×（1-e-（0.0015×3.927+0.25×5л÷180））（/0.0015×3.927+0.25×5л÷180）

= 777.255×（1-e-0.027707）/0.027707=766.586KN N3

第三段

Pp3=766.586×（1-e-（0.0015×4.029））/（0.0015×4.029）= 766.586×（1-e-0.0060435）/0.0060435=764.274KN

N3

平均张拉力

Pp= 770.928 KN N4

第一段

Pp1= 781.2×（1-e-(0.0015×1.066）/(0.0015×1.066﹚ = 781.2×（1-e-0.001599）/0.001599=780.576KN N4

第二段

Pp2=780.576×（1-e-（0.0015×0.733+0.25×1.4л÷180））/（0.0015×0.733+0.25×1.4л÷180）

= 780.576×（1-e-0.0072082）/0.0072082=777.769KN N4

第三段

Pp3=777.769×（1-e-（0.0015×12.783））/（0.0015×12.783）= 777.769×（1-e-0.0191745）/0.0191745=770.36KN N4

平均张拉力

Pp= 771.484 KN ③张拉控制力

0→10%初应力→20%应力→δcon（持荷2min锚固）Ⅰ、控制应力 0.75fpk=0.75×1860=1395MPa Ⅱ、初应力

根据《公路桥涵施工技术规范》（JTJ

041-2000）的要求初应力宜为张拉控制应力的10%-15%，取10%。

δ初=0.1×976.5=98KN

δ初=0.1×781.2=78KN ④钢绞线理论伸长值

由公式：ΔL=PpL/ApEp可以计算出 Pp——预应力筋的平均张拉力（N），直线筋取张拉端的拉力，两端张拉的曲线筋，计算方法见上。

L——预应力筋的长度（mm）。

Ap——预应力筋的截面面积（mm2）Ep——预应力筋的弹性模量（N/mm2）。N1

第一段单端张拉长度

ΔL=（775.389×9.968）/（140×4×1.95×105）=7.078cm

N1

第二段单端张拉长度

ΔL=（764.746×3.927）/（140×4×1.95×105）=2.750cm

N1

第三段单端张拉长度

ΔL=（764.296×0.785）/（140×4×1.95×105）=0.549cm

双端共张拉长度

（7.078+2.750+0.549）

×2=20.754 N2

第一段单端张拉长度

ΔL=（776.321×8.362）/（140×4×1.95×105）=5.945cm

N2

第二段单端张拉长度

ΔL=（765.665×3.927）/（140×4×1.95×105）=2.753cm

N2

第三段单端张拉长度

ΔL=（764.284×2.407）/（140×4×1.95×105）=1.685cm

双端共张拉长度

（5.945+2.753+1.685）×2=20.766cm N3

第一段单端张拉长度

ΔL=（777.255×6.756）/（140×4×1.95×105）=4.809cm

N3

第二段单端张拉长度

ΔL=（766.586×3.927）/（140×4×1.95×105）=2.757cm

N3

第三段单端张拉长度

ΔL=（764.274×4.029）/（140×4×1.95×105）=2.820cm

双端共张拉长度

（4.809+2.757+2.82）

×2=20.772cm N4

第一段单端张拉长度

ΔL=（780.576×1.066）/（140×4×1.95×105）=0.762cm

N4

第二段单端张拉长度

ΔL=（777.769×0.733）/（140×4×1.95×105）=0.522cm

N4

第三段单端张拉长度

ΔL=（770.36×12.783）/（140×4×1.95×105）=9.018cm

双端共张拉长度

（0.762+0.522+9.018）×2=20.604cm 30m边跨箱梁

N1 N2 N3 N4 钢束张拉采用双控，锚下控制应力为： 0.75fpk=0.75×1860=1395MPa

①预应力筋的张拉力计算如下： Ny=N×δk×Ag×1/1000

本施工段预应力张拉需用最大张拉力为： N1=5×1395×140×1/1000=976.5（KN）N2=5×1395×140×1/1000=976.5（KN）N3=4×1395×140×1/1000=781.2（KN）

N4=4×1395×140×1/1000=781.2（KN）②平均应力计算公式

PP=P×(1-e-(kx+μθ))/（kx+μθ)N1

第一段

Pp1= 976.5×（1-e-（0.0015×8.184））/（0.0015×8.184）

= 976.5×（1-e-0.012276）/0.012276=970.531KN

N1

第二段

Pp2= 970.531×（1-e-（0.0015×3.927+0.25×5л÷180））（/0.0015×3.927+0.25×5л÷180）

= 970.531×（1-e-0.027707）/0.027707=957.209KN

N1

第三段

Pp3= 957.209×（1-e-(0.0015×2.632)）/(0.0015×2.632)

= 957.209×（1-e-0.003948）/0.003948=955.322KN

N1

平均张拉力

Pp= 964.319 KN

N2

第一段

Pp1= 976.5×（1-e-（0.0015×6.589)）/（0.0015×6.589）= 976.5×（1-e-0.0098835）/0.0098835=971.690KN

N2

第二段

Pp2= 971.69×（1-e-（0.0015

×3.927+0.25×5л÷180））/（0.0015×3.927+0.25×5л÷180）= 971.69×（1-e-0.027707）/0.027707=958.352KN

N2

第三段

Pp3=958.352×（1-e-（0.0015×4.232））/（0.0015×4.232）

= 958.352×（1-e-0.006348）/0.006348=955.317KN

N2

平均张拉力

Pp =963.437KN

N3

第一段

Pp1= 781.2×（1-e-（0.0015×4.994)）/（0.0015×4.994）= 781.2×（1-e-0.007491）/0.007491=778.281KN

N3

第二段

Pp2= 778.281×（1-e-（0.0015×3.927+0.25×5л÷180））/(0.0015×3.927+0.25×5л÷180)= 778.281×（1-e-0.027707）/0.027707=767.598KN N3

第三段

Pp3= 767.598×（1-e-（0.0015×5.832））/（0.0015×5.832）= 767.598×（1-e-0.008748）/0.008748=764.25KN

N3

平均张拉力

Pp=769.896KN

N4

第一段

Pp1= 781.2×（1-e-（0.0015×0.972)）/（0.0015×0.972）= 781.2×（1-e-0.001458）/0.001458=780.631KN

N4

第二段

Pp2= 780.631×（1-e-（0.0015×0.733+0.25×1.4л÷180））/(0.0015×0.733+0.25×1.4л÷180)= 780.631×（1-e-0.0028448）/0.0028448=777.824KN N4

第三段

Pp3= 777.824×（1-e-（0.0015×12.97））/（0.0015×12.97）= 777.824×（1-e-0.019455）/0.019455=770.307KN N4

平均张拉力

Pp=771.331KN ③张拉控制力

0→10%初应力→20%应力→δcon（持荷2min锚固）Ⅰ、控制应力 0.75fpk=0.75×1860=1395MPa Ⅱ、初应力

根据《公路桥涵施工技术规范》（JTJ

041-2000）的要求初应力宜为张拉控制应力的10%-15%，取10%。

δ初=0.1×976.5=98KN

δ初=0.1×781.2=78KN ④钢绞线理论伸长值

由公式：ΔL=PpL/ApEp可以计算出

N1

第一段单端张拉长度

ΔL=（970.531×8.184）/（140×5×1.95×105）=5.819cm

N1

第二段单端张拉长度

ΔL=（957.209×3.927）/（140×5×1.95×105）=2.754cm

N1

第三段单端张拉长度

ΔL=（955.322×2.632）/（140×5×1.95×105）=1.842cm

双端共张拉长度

（5.819+2.754+1.842）×2=20.83cm N2

第一段单端张拉长度

ΔL=（971.69×6.589）/（140×5×1.95×105）=4.69cm

N2

第二段单端张拉长度

ΔL=（958.352×3.927）/（140×5×1.95×105）

=2.757cm

N2

第三段单端张拉长度

ΔL=（955.317×4.232）/（140×5×1.95×105）=2.962cm

双端共张拉长度

（4.69+2.757+2.962）×2=20.818cm N3

第一段单端张拉长度

ΔL=（778.281×4.994）/（140×4×1.95×105）=3.559cm

N3

第二段单端张拉长度

ΔL=（767.598×3.927）/（140×4×1.95×105）=2.76cm

N3

第三段单端张拉长度

ΔL=（764.25×5.832）/（140×4×1.95×105）=4.082cm

双端共张拉长度

（3.559+2.76+4.082）×2=20.802cm N4

第一段单端张拉长度

ΔL=（780.631×0.972）/（140×4×1.95×105）=0.695cm

N4

第二段单端张拉长度

ΔL=（777.824×0.733）/（140×4×1.95×105）

=0.522cm

N4

第三段单端张拉长度

ΔL=（770.307×12.97）/（140×4×1.95×105）=9.149cm

双端共张拉长度

（0.695+0.522+9.149）×2=20.732cm h、压浆

孔道压浆是在预应力束全部张拉完毕后，检查人员检查张拉记录，经过批准后方可切割锚具外的钢绞线并进行压浆准备工作。通过采用压浆泵向预留孔道中压注带压力水泥浆液来实现的。

（1）压注前应采用高压空气或压力水冲洗管道。对怀疑油污的管道，可采用对预应力腱无腐蚀作用的中性洗涤剂掺配的压力水冲洗。冲洗完成后的孔道，应用压缩空气吹出积水。

（2）采用C50水泥浆，由试验室通过试验确定施工配合比。

①水泥浆中掺用的外加剂，其掺量应由试验确定，不得掺入铝粉等锈蚀预应力钢材的膨胀剂。压浆从下层孔道向上层孔道进行。水

泥浆的拌制采用连续方法进行，每次自调制至压入孔道的时间不超过30-45min。压浆设备采用活塞式压浆泵，压浆能力能以0.7MPa恒压作业。

②压浆采用活塞式灰浆泵压浆，压浆前先将压浆泵试开一次，运转正常并能达到所需压力时，才能正式压浆，压注过程应缓慢、均匀的进行。水泥浆从浆料拌和到压入孔道，持续时间一般在30～45min范围。断面压注顺序为自下后上，依次压注（比较集中或邻近的孔道，先连续压浆完成，以免窜到邻近孔后水泥浆凝固，堵塞孔道）。当梁的另一端排出空气、水、稀浆至浓浆时用木塞塞住孔道口，并提升压力至0.7 MPa，持压１分钟，从压浆孔拔出喷嘴，并立即用木塞塞住。压浆中途发生故障，不能一次压满时，要立即用高压水冲洗干净，故障处理完成后再压浆。压浆停止时，压浆机要照常循环并搅拌。③每次拌和浆液要检查稠度。压浆的进出口均应保护密封状态，待出口渗出浓浆后再封闭出浆口，封闭后继续进行压注，使压力保持在0.5～0.7MPa之间，稳压不小于2min

即“屏浆”过程后，才能进行封锚。封锚后的梁体，在压浆强度达到设计要求后方可移运梁，压浆强度依据试验数据。

④掺有外加剂具有泌水率小的浆液，通过试验证明能达到孔道饱和的，可采用一次性压浆；不掺外加剂的浆液，可采取二次压浆法。一般二次压浆的时间间隔在30～45min。⑤按规定制作水泥浆试块，以检查其强度。压浆后应从检查孔抽查压浆的密实情况，如有不实，应及时处理和纠正。压浆时，每一工作班应留取不少于３组的试件，标准养护28天，检查其抗压强度作为水泥浆质量的评定依据。

i、封端（锚）

孔道压浆后将梁端水泥浆冲洗干净，清除垫板、锚具及梁端混凝土的污垢，并将梁端凿毛处理，梁端及支承垫板应除干净。用薄平砂轮机切割多余的钢绞线,结构连续处不封锚,用净浆包封,然后设置钢筋网片并装模，浇筑封端混凝土，封端混凝土标号与梁体相同。堵头预制安装时必须与梁体钢筋连接牢固，浇筑混凝土时应分层振捣密实。并

注意梁体长度的控制。对有伸缩缝的一端按设计要求立模施工，封端混凝土标号与梁体相同，封端前清理完梁体内积水和杂物。g、梁体储存和堆放 存梁场必须用支垫（如枕木、混凝土枕梁等）按正确的支垫位置支撑堆放，且梁体堆放高度不得超过3层，堆放时间计及混凝土成型时间为止不得超过3个月。存梁不得增加中支垫，同时应注意存梁场支垫处地基沉陷等因素对梁体提供中支垫可能性的排除。

五、质量要求

1、我部贯彻“谁管生产，谁管质量，谁施工，谁负质量责任，谁操作，谁保证质量”原则，建立岗位责任制，努力作好工序、过程管理（“三检”），强化质量意识。成立以项目经理为首的质量领导小组。

2、钢筋骨架的拼装时，钢筋的交叉点用铁丝绑扎，单面焊接有效长度≥10d，双面焊接的有效长度≥5d。

3、钢筋保护层厚度采用高强塑料垫块保证，垫块的绑扎要牢固。

4、模板间的拼缝连接要牢固，模板间缝隙采用原子灰处理。堵头模板要安装牢固。

5、浇筑混凝土的要求：混凝土应连续浇筑，中间不得停顿。必须控制好施工配合比，严格控制拌和站出料的混凝土的坍落度，不合格的料，不能出拌和站；控制好混凝土浇筑速度以确保混凝土的质量，随时检查现场混凝土的塌落度。

6、混凝土拌合站严格执行混凝土的拌制程序，按设计配合比搅拌，每盘搅拌时间不得小于1.5min。

7、每片梁应制作混凝土抗压强度试件6组，两组同梁体同期养护。

8、预应力施工时，所用钢绞线、锚具符合规范、设计要求，张拉千斤顶必须要求及时标定，张拉人员培训合格后持证上岗，由富有经验的技术人员指导预应力张拉作业，做好施工记录，并及时与理论计算量对比检查，如偏差较大及时反馈监理工程师，按照监理工程师指定进行处理。

9、张拉时的注意事项

（1）严格按照操作程序进行张拉，严禁违

章操作。

（2）张拉时千斤顶前后应严禁站人，防止发生安全事故。

（3）千斤顶后方安放张拉防护墙，防止钢铰线及夹片飞出伤人。

（4）千斤顶安装完毕，安全员检查合格后方可张拉。

10、各施工班组实行自检、互检，进行工序交接，由质控员检验合格后，报监理工程师验收，合格后方可进行下一道工序。

11、做好防风、防雨的施工措施准备工作。

六、安全措施

1、本项目安全目标为：“三无、一杜绝、一创建”。“三无”即：无工伤死亡事故；无交通死亡事故；无火灾、洪灾事故；“一杜绝”即：杜绝重伤事故；“一创建”即：创建安全文明工地。成立以项目经理为组长安全领导小组。

2、建立健全安全生产保证体系，设立专职安全员，全面落实安全生产制度和规程。针对工程特点，对所有从事管理和生产的人员进行全面的安全教育，重点对专职安全员、施工队长、班组长、从事特种作业的起重工、电工、焊接工、机械工、机动车辆驾驶员、张拉、压浆机具作业、桁吊操作手、焊割等工作人员等进行培训教育。

3、技术、安全、质检部门主管人员应按技术要求特点，施工要害和安全等进行逐级交底。进入工地必须戴安全帽、穿工作服、防滑鞋、戴防护手套。施工现场所有设备、设施、安全装置、工具配件以及个人劳保用品必须经常检查，确保完好和使用安全。

4、施工场地应平整、坚实；现场应划定作业区，非施工人员禁止入内。作业现场及其附近有电力架空线路时，应有足够的安全距离，施工中应设专人监护。

5、钢筋加工机械的用电遵守用电安全规定，用电设备应派专人看管，应有良好的接地、接零和漏电保护装置，严禁带电作业。

6、施工中严禁非施工人员进入施工作业面内。

7、使用起重机吊装钢筋骨架时采取固定措施。作业中应遵守施工中起重机使用的安全规定。

8、非电工不准随意拆卸或修理电器设备，对过路电缆应深埋或架空。

9、无论何时，一旦发生危害工程安全、工程进度、工程质量事故时，采取必要的抢救措施，并将事故情况上报相关部门。

10、张拉、压浆机具作业时，两端作业区内严禁站人，并挂牌警示；吊运设备必须专人指挥，要慢吊缓放确保人身设备安全；加强用电管理，注意用电安全，工地工棚严禁乱拉线，工棚工地应设有清除和防止措施。

七、环境保护措施

1、成立以项目经理为组长的环境保护领导小组，配备一定量的环保设备和专业技术人员，认真学习贯彻环保法、严格执行国家及地方政府颁发的有关环境保护、水土保持的法规、方针、政策和法令；

2、居民区附近，夜间不安排噪音大的机械施工，若施工，则必须对施工机械和施工作业程序进行严格控制，使噪音降到最低限度。

3、对施工运输道路定期压实和洒水，减少

灰尘对周围环境的污染；装卸粉尘材料时，采取洒水湿润或遮盖措施，防止沿途撒漏或扬尘。

4、对各种施工机械、车辆加强维修、保养，并进行严格的废气排量检测，对排量不合格的机械、车辆坚决停用。

5、将工地生活区内的生活垃圾集中运至当地环保部门指定的地点堆放，不准倒入河流、湖泊等水域内，避免污染水体，淤积河流、水道和排灌系统。

6、项目部设专职人员负责地下管线及周围建（构）筑物的保护工作，和标段内有关单位建立对应联系制度，互通信息，协调配合。

八、经济效益分析

实践证明，预制箱梁施工采用以上工法，既缩短了工期，又降低了费用，经济效益和社会效益都比较显著。

(1)本工法对箱梁截面尺寸、砼浇筑过程、钢筋保护层等控制严格，拆模后梁体表面平整度等能达到较好的效果。(2)采用本工法在施工周期上，能最大化的缩

预应力箱梁裂缝原因及处理措施 篇3

关键词:预应力箱梁;裂缝;处理

中图分类号:U445.6文献标识码:A文章编号:1000-8136(2009)21-0017-02

在预应力箱梁施工过程中,有时可见混凝土表面有裂缝产生,表现形式比较复杂,常见裂缝有沿箱梁腹板两侧竖向或斜45°方向的,有沿翼缘板底部或悬臂板端部纵向的,有沿顶、底板预应力方向的或发生在腹板与顶、底板交接处以及齿板或横隔板(孔洞周围)某些局部位置的裂缝等。裂缝是混凝土结构普遍会遇到的现象,遇到裂缝应先查找原因,再采取相应处理措施。

1裂缝产生的原因

一类是由外荷载引起的裂缝,也称结构性裂缝或受力裂缝,表示结构承载力可能不足或存在严重问题。对设计荷载进行全面考虑可以防止裂缝的产生;另一类裂缝是由变形引起的,也称非结构性裂缝,指变形得不到满足,在构件内部产生自应力,当该自应力超过混凝土允许应力时,引起混凝土开裂。引起该类裂缝的原因主要有:

(1)混凝土浇筑后处于塑性阶段,由于混凝土骨料沉落及混凝土表面水分蒸发而产生裂缝。

(2)混凝土凝固过程中因收缩而产生裂缝。

(3)由于温度变化产生的裂缝。结构随着温度的变化受到约束时,在混凝土内部产生应力,当此应力超过混凝土抗裂强度,混凝土便开裂,即产生温度裂缝。

(4)施工不当产生裂缝。如果施工方案合理,施工工艺符合质量控制要求,混凝土配合比、坍落度满足要求,而现场地施工温度高达25℃以上,那么裂缝的主要原因是因温度应力引起的。

(5)模板、支架、移动模架等设备构件结构不合理,构件强度、刚度及稳定性不符合要求而引起结构的变形;基础发生不均匀沉降或水平方向位移;支架预压不符合规定等都会加大结构的主应力及附加应力,从而产生裂缝。

(6)如预应力张拉时间过早,张拉时虽然强度满足要求,但因混凝土龄期短、弹性模量未同步增长而影响后期变形。另外结构浇筑、构件的制作、拆模的时间、运输、堆放、拼装及吊装过程中施工工艺不合理也会降低施工质量而产生纵、横、斜方向的裂缝。

(7)混凝土是一种脆性材料,抗拉强度较低,混凝土浇注后若没有采取有效的措施,降低混凝土内外部温差或采取养护措施不当,使混凝土产生温度收缩裂缝;养护不周,时干时湿,表面干缩变形也会导致裂缝的发生,因此施工中要最大限度的降低温差和减少收缩。

2防止裂缝产生的措施

对于发现的裂缝,应进行观测、分析,找出裂缝发生的原因,选择合适的材料及施工工艺,对裂缝进行必要的整治,整治裂缝应以“治本为主,治表为辅,表本结合,综合治理”为原则,才能达到良好的效果。

2.1控制及改善水灰比

减少砂率,增加骨料用量,严格控制坍落度,混凝土凝固时间不宜过短,下料不宜过快,高温季节注意采取缓凝措施,避免水分剧烈蒸发,混凝土振捣密实,改善现场混凝土的施工工艺,同时注意混凝土的施工防雨、养护及保温工作。

2.2布置防裂钢筋

通过在结构内部增设防裂钢筋,以提高混凝土的抗裂性能;一旦裂缝出现,先将混凝土表面清理,沿缝凿宽8 mm～10 mm,深度大于10 mm,用钢丝刷沿缝槽将灰尘、浮渣及松散层彻底清除,用丙酮将其油垢擦洗干净、晾晒,其含水率不大于6%。然后在清洁的混凝土槽内,薄而均匀地涂刷环氧底胶料,不得有漏涂和留坠现象。涂完底胶料后,自然固化12 h后,然后用玻璃布或嵌刀将环氧砂浆分层封堵,每层厚度不大于5 mm,用沟缝条压平压实。环氧砂浆自然固化24 h后,用环氧底胶料封闭,封闭宽度应大于环氧砂浆缝宽,且每边要超出2 mm～3 mm。封堵后要保持干燥,用碘钨灯烘烤。通过配置足够的温度应力钢筋、增加结构的安全储备等措施来防止裂缝的产生(比如在腹板加一倍的纵向钢筋);同时在施工时,应尽量选择温度低的时间浇筑混凝土(利用早、晚进行施工)。热天浇筑混凝土时,应降低水温拌制,选用水化热小和收缩小的水泥灰比,合理使用减水剂,加强振捣以减少水化热,提高混凝土的抗拉强度,并注意混凝土湿润,同时可以在腹板留通气孔,达到张拉强度及时张拉压浆。

3结束语

预应力混凝土箱形结构产生裂缝很常见,但可避免或减少,关键在以下两点:

(1)设计时,认真验算,合理布置构造钢筋或预应力筋,对易出现裂缝的部位,通过施工过程的严格控制,尽可能地避免开裂或减少裂缝的数量,减少裂缝的长度和宽度,通过对裂缝的妥善处理,控制裂缝的发展,使裂缝不至于对结构产生危害,保证结构的正常使用。

(2)加强施工管理,严格按技术规范要求的施工程序和方法施工,是保证工程质量的关键,防止人为因素引起的不合理的施工工艺和方法,以及超越客观现实的盲目施工等不良现象发生至关重要。

Causes and Treatment Measures of Prestressed Box Girder Cracks

Liang Wenxia

Abstract: Though the analysis of the causes of cracks in prestressed box-girder, the author gives control points respectively to solve problems which arise in the water-cement ratio control, reinforcement configuration, construction management. It has got good results in engineering practice.

预应力组合箱梁 篇4

沈阳高等级公路建设总公司承建宽甸互通式立交A匝道桥位于鹤大高速公路辽吉界 (新开岭) 至丹东 (古城子) 段第十三合同段, 桥中心桩号K121+446, 桥梁全长117.40m, 上部结构形式为 (30+48+30) m体外预应力波折钢腹板钢混凝土连续组合箱梁。该桥为辽宁省交通科研项目《波折腹板组合箱梁桥成套技术研究》。项目研究工作由辽宁省规划设计院、同济大学桥梁工程系与鞍山钢铁集团共同承担;本课题试验桥采用新材料、新技术、新结构在辽宁是首件。

2 工程特点

(1) 波形钢板即折叠的钢板, 具有较高的剪切屈曲强度, 用它作为混凝土箱梁的腹板, 不但充分满足了腹板的力学性能要求, 而且大幅度减轻了主梁自重, 缩减了包括基础在内的下部结构所承受的上部恒载, 还省去了施工时在腹板中布置钢筋、设置模板等繁杂的工作。此外, 波形钢板纵向伸缩自由的特点使得其几乎不抵抗轴向力, 能更有效地对混凝土桥面板施加预应力, 提高了预应力效率。这种组合结构能减少工程量、缩短工期、降低成本, 在施工性能和经济性能方面都具有很大的吸引力。

(2) 体外预应力是后张法体系的重要分支之一, 其特点在于预应力套管布置简单并在混凝土施工完后安装施工, 大大缩短了施工周期;预应力钢绞线位置布置简单有利于后期施工;通过预应力材料对桥梁结构受拉区施加预应力, 消除部分荷载产生的不利内力, 提供结构的承载力。

3 关键工序施工工艺及质量控制要点

3.1 施工工艺流程框图

3.2 施工工艺

(1) 采用满堂红支架现浇的施工方式, 搭支架之前必须对地面进行平整, 且必须充分夯实, 以防地基沉降对梁体产生的不良影响, 支架必须有足够的刚度, 浇注混凝土前必须对支架进行等恒载预压, 以消除支架的塑性变形及部分天性变形的不利影响。

(2) 依据图纸在工厂轧制所需的各段波折钢腹板, 并进行横向焊接, 同时轧制与波折钢腹板相连的顶板、底板钢翼板。

(3) 将焊接好的各段波折钢腹板运到现场吊装就位。进行现场拼接, 其顺序为:焊接底板翼板与波折钢腹板→焊接底板翼板与波折钢腹板上栓钉→焊接顶板翼板上栓钉→焊接顶板钢

(4) 将各段波折钢腹板、顶板翼板、底板翼板纵向焊接, 焊接过程中要特别注意焊接质量, 焊接时采取减小钢材焊接变形和应力的措施, 同时焊条采用耐候钢焊接专用焊条 (CJ507Q) 以保证对焊缝进行超声波探伤, 其合格等级满足现行国标要求。

(5) 整体连接好吊装到铺设好的满堂支架上, 进行位置、高程的调整, 固定好后进行普通钢筋、体内预应力钢筋波纹管、转向器、预埋钢筋的铺设。安装钢筋骨架, 钢筋骨架在制作时考虑其外围尺寸不能过大, 防止施工后露筋。安装预埋件、波纹管, 预埋件的位置应该准确无误, 波纹管的纵向坐标应按每50cm检查1个点。在转向块制作时应注意:由于本桥转向块横向偏角较小, 其安装施工时应杜绝偏差甚至反向安装。

(6) 进行底板、横隔梁混凝土施工。为减小水化热及混凝土收缩徐变, 混凝土配置是严格控制水泥用量不超过500kg/m3 (由于处于Ⅱ类地区, 水泥用量也不应小于300kg/m3) , 水灰比控制在0.50以下。

(7) 拆模养生期后进行顶板及翼板混凝土二次浇注。板混凝土的浇注应按先跨中后支点的顺序进行, 混凝土应振捣均匀, 防止漏振或过振。振捣过程中应防止预留体内束孔道的波纹管变位, 尤其应避免孔道上浮。混凝土浇注完成后应注意养生, 特别注意混凝土的湿润养护及箱梁内外通风, 施工时应严格控制箱梁内外温差不超过8℃。

(8) 波折钢腹板预应力混凝土箱梁采用体内、体外预应力并用的方式:即在混凝土底板、顶板间配置纵向预应力钢束。在箱内配置体外预应力束, 通过转向块来转向并最终锚固在横隔板上, 实现曲线和折线配筋。在箱梁顶、底板混凝土强度达到100%及龄期达到14d以上时方可施加预应力, 预应力钢束的张拉顺序:张拉顶、底板体内束→张拉体外钢束→张拉横向预应力钢束。

(9) 体外预应力施工

体外预应力系统由锚固块、转向块、体外索、锚具、减振装置等主要5部分组成。预应力筋仅在锚固处和转向处与结构相连, 减小摩阻损失, 提高预应力使用效率。

(1) 连接HDPE外套管:用热熔焊接机把HDPE外套管按施工所需长度连接起来。

(2) 体外预应力钢绞线 (环氧喷涂无粘结筋) 下料、编束、穿束:钢绞线在桥头下料后, 人工逐根穿布, 钢绞线在穿束前每根进行编号使钢绞线在两端锚具的同一对应孔位, 避免相互缠绕。严格控制钢绞线的下料长度。

(3) 钢绞线穿布完成后, 安装防振器。预应力张拉完成后进行限位器的安装与焊接, 做好密封。

(4) 预应力张拉:体外预应力钢束采用单根, 两端同时对称张拉, 单根锚下控制张拉力169.3k N。为了保证两束钢绞线4个千斤顶同步、对称张拉, 整个施工过程和监理单位保持紧密联系, 使桥梁处于受控状态之中。

(5) 体外预应力张拉完毕应在钢束端头设置保护罩, 罩内灌注防腐油脂后封闭保护罩。

(10) 耐候钢波折腹板外表面的防腐方案:硅酸锌车间底漆预涂一道, 30μm;二次表面处理Sa2.5级;无机富锌底漆一道, 60μm;无机富铝面漆一道, 20μm, 面漆颜色采用银白色。

(11) 张拉横向体内预应力钢绞线。

(12) 背墙及雨搭混凝土施工。最后在箱梁与背墙之间留有维修孔道, 便于桥梁体外力钢束的维修和补强。

3.3 质量控制要点

(1) 原材料试验报告, 混凝土试验配合比, 钢筋隐蔽工程记录, 混凝土施工原始记录, 混凝土试验报告, 钢筋、模板的分项工程质量检验评定表, 构件质量检验评定表, 均需桥梁工程师审核签字

(2) 波折钢腹板的制作及安装必须按照设计的要求, 并严格按有关标准验收后, 方可进行施工。

(3) 要求100%的Ⅰ级焊缝应进行超声波探伤, 其合格等级应为现行国家标准《钢焊缝手工超声波探伤方法及质量分级法》 (GB11345) B级检验的Ⅱ级以上;20%以上Ⅱ级焊缝 (抽检) 应进行超声波探伤, 其合格等级应为现行国家标准《钢焊缝手工超声波探伤方法及质量分级法》 (GB11345) B级检验的Ⅲ级以上。

(4) 体内、体外预应力张拉程序:0→初应力 (0.10σk) →1.0σk (持荷2min) →锚固。预应力钢束的张拉工艺和要求按照《公路桥梁施工技术规范》中有关条文进行。

4 该项目施工意义

4.1 经济效益

该组合结构能减少工程量、缩短工期、降低成本, 免除在混凝土腹板内预埋管道的烦杂工艺, 而且波形钢腹板可以工厂化生产, 从而简化施工设施, 加快了施工进度。波折钢腹板组合箱梁可以大幅度减轻上部结构的自重, 使下部结构的工程数量获得减少, 从而降低了工程总造价。

4.2 社会效益

探析预应力混凝土箱梁裂缝成因 篇5

更新时间 2010-2-7 10:45:32 打印此文 点击数

摘要：随着混凝土箱梁结构在桥梁设计中的不断推广和应用，该桥型在施工和使用过程中已出现了许多裂缝，本文通过阅读大量的文献和资料，总结了混凝土箱梁裂缝产生的原因。

关键词：预应力；混凝土箱梁；裂缝

1使用混凝土箱梁的优点

在已建成的大跨度预应力混凝土梁桥中，当跨度超过40m后，横截面大多采用箱形截面。其主要优点是：

①箱形截面是一种闭口薄壁截面，其抗扭刚度大，截面效率指标较T形截面高，结构在施工和使用过程中都具有良好的稳定性。②顶板和底板面积较大，能有效地承担正负弯矩，并能满足配筋的需要，适应具有正负弯矩的结构，也更适应于主要承受负弯矩的悬臂梁、T形刚构等桥型。③适应现代化施工方法的要求。④承重结构和传力结构相结合，使各部件共同受力，截面效率高并适合预应力混凝土结构的空间布束，因此具有较好的经济性。⑤对于宽桥，由于抗扭刚度大，内力分布比较均匀，跨中无需设置横隔板就能获得满意的荷载横向分布。⑥适合于修建曲线桥，并具有较大的适应性。⑦能很好适应布置管线等设施。在设计上，箱形截面可极大地发挥预应力地效用。可提供很大地混凝土面积用于预应力束地通过，更关键地是可提供较大地截面高度，使预应力束有较大的力臂。因此，桥梁设计师可发挥箱梁和预应力地特点，顶底板纵向钢束采用平弯和竖弯相结合的空间曲线，集中锚固在腹板顶部的承托中（或锚固在腹板中），底板钢束尽可能靠近腹板加厚板（齿板）并在其上锚固。2预应力连续箱梁裂缝的产因

预应力连续箱梁的裂缝类型主要有：边跨斜裂缝，边跨水平裂缝，中跨斜裂缝，中跨水平裂缝，边跨的水平裂缝、斜裂缝同时发生，中跨的水平裂缝、斜裂缝同时发生，底板、顶板纵向裂缝，底板、顶板横向裂缝、箱梁横隔板的放射性裂缝，预应力锚固部位齿板附近裂缝。

预应力混凝土连续箱梁裂缝从成因角度可分为：由荷载效应（如弯矩、剪力、扭矩及拉力等）引起的裂缝、由外加变形或约束引起的裂缝，主要包括“基岩效应”、地基不均匀沉降、混凝土收缩、外界温度的变化等、钢筋锈蚀裂缝、预加力次效应引起的裂缝、建材原因引起的裂缝。

根据裂缝产生部位的不同我们可将其分为：翼缘板横向裂缝和腹板斜裂缝两种。①翼缘板横向裂缝一般发生在箱梁受纵向弯矩较大处的受拉翼缘板处，横向裂缝一般均发生在跨中底板翼缘。对于连续箱梁，横向裂缝还发生在支座负弯矩处的顶板翼缘，并且大部分出现在距支点1/3跨径范围以内，越靠近支点裂缝越严重，对于该类型裂缝，主要有以下原因引起，首先，设计时翼缘板有效分布宽度考虑不足，薄壁箱梁翼缘板有效分布宽度问题实际上就是剪力滞问题，由于理论计算剪力滞效应较为繁琐，不适于工程应用，各国普遍采用有效分布宽度的概念。由于剪力滞效应的考虑不足或计算值安全储备较低，在一些特殊荷载工况下容易发生应力过度集中，腹板处翼缘应力波峰超过允许值，因而首先在该处发生横向裂缝。在多年反复荷载的作用下，裂缝横向发展，向翼缘板中部扩展，以至于形成横向通缝。对于薄壁箱梁桥的翼缘板横向裂缝，病害原因多归于此。其次，混凝土徐变引起横向裂缝，在长期荷载作用下，受混凝土徐变影响，箱梁在运营6年～7年后跨中均有不同程度的下挠现象。较大的形变引起箱梁应力重分布，给结构带来附加被动应力。由于结构所受到的外荷载不变，各截面应力增加是由附加弯矩不断变化引起的，附加弯矩随时间不断增加，直到混凝土徐变停滞为止。同时，预应力松弛也会引起横向裂缝，对于预应力混凝土结构，箱梁内部预应力对结构应力状态有较大的影响，随着桥梁运营时间的增长，预应力钢束发生松弛效应，并且越来越明显。在现代施工中一般采用低松弛钢绞线材料，并且规范张拉工艺，但在具体操作中难免会出现与规范不相吻合的情况，力筋长期持荷加之混凝土收缩徐变影响，预应力损失也是相当严重的。同时，选用钢筋不合理也会引起横向裂缝，对于普通钢筋混凝土箱梁，钢筋与混凝土的粘结力对结构的整体刚度和裂缝的扩展有较大的影响。我们应该选用表面不光滑、化学吸附作用和握裹力都较强的预应力钢筋。

②腹板斜裂缝一般发生在支点至1/4跨之间。对于预应力和非预应力箱梁，在施工阶段以及在运营阶段，腹板经常出现斜裂缝，斜裂缝同样有多种因素引起，有设计计算、设计构造配筋、施工工艺、气候条件、日常维护、荷载工况等。部分因素在导致翼缘板出现横向裂缝的同时也是腹板斜裂缝的主要原因，首先，预应力损失过大导致腹板主拉应力过大，由于纵向预应力损失的存在，部分预应力损失超过设计计算值导致截面抗弯承载力严重下降，从而产生翼缘板横向裂缝。对于预应力混凝土薄壁箱梁结构，预应力损失也是腹板斜裂缝的主要病害原因，预应力损失量估计不足或者在实际张拉过程中操作不当引起应力损失量加大等情况经常发生，导致力筋的有效预应力达不到设计要求，从而腹板因主拉应力超过容许值而发生开裂。竖向预应力钢筋较短，张拉后少量的回缩即可产生较大的预应力损失，分批张拉产生的弹性压缩可以使预应力损失达11％，如果有超张拉情况，其损失率更大。悬臂对称施工时，挂篮一般后锚于竖向预应力螺纹钢上，在施工荷载的作用下，预应力损失也比较大。其次，温度梯度过大会导致腹板剪切应力过大，从而产生腹板斜裂缝。在阳光充足的地区，太阳直射桥面，因而桥面板温度急剧升高，靠近水面的底板温度较低，两者形成温度梯度。对于目前普遍采用的大跨度、变截面箱梁，随着截面高度变化幅度的增加及箱梁长度和支撑约束的增加，温度梯度应力沿梁长方向变化较快，对于气温变化较为强烈的地区，由于顶板翼缘受外界温度影响较大，随外界气温变化波动较为明显，导致腹板拉压应力交替频繁，在应力幅度变化较大的区域也容易出现斜裂缝。同时，腹板抗剪强度设计值不足也会造成腹板斜裂缝的出现。设计薄壁箱梁的首要目的是减轻结构自重，降低材料使用量，所以其腹板与翼缘板设计厚度较薄。箱梁腹板面积与抗剪承载力有密切的关系，而薄壁箱梁腹板面积与普通箱梁相比是小得多得，在无预应力作用情况下，腹板依靠提高腹板的箍筋配筋率和弯起钢筋得数量来提高其抗剪能力。但是在腹板厚度有限的条件下，其提高值亦是有限的。所以，薄壁箱梁腹板抗剪能力相对于普通混凝土箱梁较小，斜裂缝容易发生。3结语

预应力箱梁在正常使用极限状态下不应该出现梁体裂缝，但是已建预应力混凝土箱梁桥上的开裂情况却非常普遍，因此我对预应力混凝土箱梁桥典型裂缝成因进行了系统总结，望能为混凝土箱梁的设计和施工起到一定的参考价值。

参考文献：

预应力组合箱梁 篇6

【关键词】悬臂；浇筑箱梁；预应力；施工工艺；技术

1、大桥箱梁预应力设计情况

本梁采用纵向、横向、竖向预应力体系。由于钢筋、管道密集，如管道与普通钢筋发生冲突时，允许进行局部调整，调整原则是先普通钢筋，后螺纹钢筋，横向预应力筋，保持纵向预应力管道不动。各梁段预应力钢筋张拉必须在该梁段混凝土强度及弹性模量应不小于设计的85%以上，期龄不少于6天后方可进行，张拉顺序按施工顺序从外到内左右对称张拉，并即时压浆。竖向预应力可在各梁段混凝土强度达到80%后进初、终行张拉，并即时压浆。

2、预应力施工工艺流程

箱梁预应力施工选用三种千斤顶。第一种是张拉纵向钢绞线的YDC系列千斤顶4台；第二种是张拉竖向预应力施工YG－70型穿心式单向作用千斤顶，共2台；第三种ZB-50油泵3套；压浆泵、灰浆搅拌机各2套。

3、预应力施工工艺流程和材料检验

（1）工艺流程

连续箱梁后张法预应力施工工艺框图包括如下：准备工作—千斤顶、油表标定—张拉设备配套标定—预应力材质检测—钢绞线下料穿束—安装张拉设备—张拉—压浆—压浆—封端—质量检测评定。

（2）张拉程序

悬灌连续箱梁预应力均采用后张法施工，张拉程序见《后张法预应力筋张拉程序表》。

（3）预应力钢绞线下料，梳理，穿束

钢绞线下料，钢绞线下料长度=设计锚固长度+工作长度；钢绞线下料采用砂轮锯切割，在切口处20mm范围内用细铁丝绑扎牢固，防止头部松散。

钢绞线的梳理，事实证明，钢绞线在穿束过程中如果不予梳理，将造成伸长量不足、滑丝和断丝等一系列问题。传统采用编号、绑扎法存在效率低，质量不高等问题，施工中实施有一定困难。我单位采用一种简便有效的梳理方法：在穿束制头时，先穿入一个工作锚环，然后按锚孔布置方式焊制锥头，保证其顺直不扭转，穿束时将锚环抵在垫板上，像梳子梳理头发一样，将钢束梳好，穿束完毕后将另一端离锥头50～80cm处绑扎牢固，割去锥头，用这种方法不但经济方便，而且梳理效果好。

（4）锚具、限位板、千斤顶和工具锚的安装

锚具必须按规定程序进行试验验收，验收合格者方可使用。锚具使用前应该清理干净，表面不得残留铁屑、泥砂、油垢。采取适当的定位措施，保证工作锚环与孔道的同心度。安装工作锚，尽可能使钢绞线平行通过锚孔，避免乱穿和交叉等情况，特别是10m左右的短束，注意锚环和锚垫板的对中，防止打伤工作锚。工作锚环的楔片，安装时用适当力将楔片敲入锚孔即可。

限位板安装应注意各孔与工作锚环一一对应，预应力筋绝不能交叉错位。安装前检查锚环外圆是否有损伤，是否影响配合。安裝千斤顶时，注意不要推拉油管及其接头，油管不宜扭曲，以延长使用寿命。夹具(工具锚)和锚具(工作锚)相同，注意锥孔不得有污物。为拆卸方便，夹具的楔片宜重复使用，直到其折断或楔片齿顶部被压平，不能锚固预应力筋时，再更换新片。为卸锚方便，工具锚孔中和楔片的圆锥表面应均匀涂抹石腊。

4、张拉

悬臂施工连续箱梁的预应力张拉原则是采用完全对称张拉，即箱梁两端同时同步进行，横截面中线两侧对称进行。张拉前对操作人员进行培训，培训合格后方可上岗操作。张拉前准备好张拉操作记录，检查张拉校验记录是否完整、正确、有无异常、理论油压是否正确。油路不得漏油，各阀门工作正常，电路绝缘良好，马达运转良好。千斤顶、锚具、夹具、顶压器或限位板对中良好。千斤顶后方危险区无人员停留或穿行。

张拉时油泵操作过程如下：

初始状态：马达不转，各阀门打开；张拉状态：启用油泵马达；关闭张拉油路持荷阀，调节该路调压阀，使张拉油缸进油，回程(注意打开回程油路持荷阀和调压阀，使该路油压为零)；注意控制锚具、千斤顶和夹具对中情况，特别在最初建立油压时，应及时调整。千斤顶行程不得超过额定行程的90%，否则损坏千斤顶，千斤顶在没有油压时，不能受压，受压会损坏内部零件；到达张拉油压后，按设计规定时间持荷(3-5分钟)；打开张拉油路调压阀；缓缓开启张拉油路持荷阀，使油压缓降至零；回程状态：回程油路供油，使千斤顶回程。此时，注意张拉油路油压为零，回程油压不得超过20MPa；关闭马达，松开所有阀门。

5、封锚和压浆

压浆机具设备有：HP-013型灰浆泵，压力0.6～0.9MPa，HJ200灰浆拌和机，自制低速搅拌设备的贮浆桶，2.5×2.5mm网筛，压浆管，连接阀若干。

由于压浆质量对整个预应力体系的建立至关重要，针对以往传统压浆工艺出现的压浆不饱满、预应力筋容易锈蚀导致桥梁使用的耐久性出现问题，我们拟对莲花岗大桥大桥的预应力孔道压浆采取真空辅助压浆方案。真空辅助压浆的施工设备、工艺压浆施工，以保证压浆的质量。施工工艺为：①、准备，所有的进浆口、吸气孔安置阀门，组装真空设备和压浆设备，清理孔道内的水及杂物；②、打开孔道的抽真空端阀门，关闭其他阀门，开启真空阀门抽取孔道内的空气。使孔道内处于80%的真空状态，使孔道的水蒸发为水气。③、在负压力下，压浆泵将浆体压入孔道。④、按次序关闭抽气端的阀门，分别打开盖帽的排气孔，在正压力下分别进行排浆，然后关闭其他排气孔；⑤、孔道加压至0.4Mpa，关闭进浆口阀门之前保压一段时间，结束。

在普通压浆方案中，孔道压浆有如下压浆注意事项：①在波纹管每个波峰的最高点设一排气管兼压浆管以土。压浆泵输浆管应选用抗压能力10Mpa以上的抗高压橡胶管，输浆管连接件之间的连接要牢固可靠。水泥浆进入灌浆泵之前应通过1—l5mm的筛网过滤。②、搅拌后的水泥浆要做流动度试验，并根据试验结果作必要的调整，以压浆的顺利。③、灌浆要在灰浆流动性下降前(约40min左右)进行。同一根管道的要一次连续进行，出现意外情况中断时，应立即用高压水冲洗干净理好后，再重新压浆。④、在现场做好灌浆孔数和位置及水泥浆配合比的记录，以防漏压。压浆时必须采取压浆过后再稳压3—5分钟的办法以增加浆体的密实度，保证预应力筋的永存应力达到设计要求，减少应力损失。

6、封端

对悬灌过程中的腹板束和顶板束，在张拉压浆后将其直接浇注在下一混凝土内作为封端，因而对腹板束和顶板束不再另外封端。而对合龙顶板束和底板束，由于锚头外露，因此必须另做封端。封端的施工和要求如下：①、孔道压浆后立即将梁端水泥浆冲洗干净，并将端面混凝土凿毛。②、绑扎端部钢筋网，并将钢筋网焊在端面预留钢筋上。

预应力组合箱梁 篇7

1.1 水泥

(1) 水泥采用强度等级不低于42.5的低碱硅酸盐水泥或者低碱普通硅酸盐水泥 (水泥中掺合料限为粉煤灰或者矿渣) , 技术要求应满足《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》 (GB175) 的要求。禁止使用其它品种水泥。

(2) 水泥的使用时应了解水泥的助磨剂、石膏、混合材种类和数量。比表面积300~350m2/kg, 游离氧化钙不超过1.0%。水泥熟料中的C3A含量不超过8%。碱含量不超过水泥质量的0.60%。

(3) 水泥进场应附有产品合格检验单, 并经工地试验室复检, 按规定提交复验报告单, 确认检验符合有关要求后, 方可使用。

1.2 细骨料

(1) 细骨料应采用洁净、级配合理、质地均匀坚固、吸水率低、空隙率小的天然中、粗砂, 细度模数为2.6-3.0。

(2) 对于新选原料产地或使用同厂家、同品种、同规格产品达一年者, 应对颗粒级配、含泥量、泥块含量、云母含量、轻物质含量、有机物含量、吸水率、坚固性、硫化物及硫酸盐含量、Cl-含量、碱活性等项指标进行检验, 检验合格后方可投入使用。

(3) 进场细骨料, 应经过工地试验室复检, 确认检验结果符合有关要求后, 方可使用。

1.3 粗骨料

(1) 粗骨料应选用坚硬耐久的碎石, 母岩抗压强度与梁体混凝土设计强度之比应不小于2。

(2) 粗骨料压碎指标不应大于10%, 含泥量不应大于0.5%, 针片状颗粒总含量不应大于5%。粒径宜为5-20mm, 最大公称粒径不应超过25mm, 且不得超过设计混凝土保护层厚度的2/3和钢筋最小间距的3/4, 并分两级 (5-10mm和10-20mm) 储存、运输、计量。使用时, 粒径5-10mm碎石与粒径10-20mm质量之比为 (30±5) %∶ (70±5) %;粗骨料的松散堆积密度应大于1500kg/m3, 紧密空隙率宜小于40%, 吸水率应小于2% (用于干湿交替或冻融循环下的混凝土应小于1%) 。

(3) 选用的骨料应在试生产前应进行碱活性试验。不得使用碱-碳酸盐反应的活性骨料和膨胀率大于0.20%的碱-硅酸盐反应的活性骨料。当所采用骨料的碱-硅酸盐反应膨胀率在0.10-0.20%时, 混凝土中的总碱含量不应超过3.0kg/m3, 并应按《铁路混凝土工程施工质量验收标准》的要求抑制混凝土碱-骨料反应有效性评价。

1.4 外加剂

(1) 混凝土外加剂一般采用聚羧酸高性能减水剂, 应经铁道部鉴定, 并经铁道部产品质量监督检验中心检验合格。严禁使用掺入氯盐类外加剂。

(2) 采用的聚羧酸高性能减水剂, 其性能应与所用水泥具有良好的适应性, 能使坍落度损失小、适量引气、明显提高混凝土耐久性能, 减水率不应低于25%, 碱含量不得超过10%, 硫酸钠含量不应大于5%, 氯离子含量不应大于0.6%。

1.5 掺合料

(1) 混凝土矿物活性掺合料 (Ⅰ级粉煤灰、磨细矿粉) 应符合GB1596-2005和GB/T18046-2008的规定, Ⅰ级粉煤灰需水量比不应大于95%, 磨细矿粉比表面积应为350~500m2/kg。流动度比不小于95%, 。

(2) 粉煤灰:对于新选货源、使用同厂家、同规格产品达6个月者, 应对细度、烧失量、需水量比、Cl-含量、含水率、三氧化硫含量、氧化钙含量、游离氧化钙含量, 各项指标进行检验, 合格后方可投入使用。每次进货时, 检查供应商出厂检验报告。同厂家、同批号、同出厂日期的产品每200t检验一次, 不足200t按一验收批进行检验。

(3) 磨细矿渣粉:对于新选货源、使用同厂家、同规格产品达6个月者, 应对比密度、表面积、流动度比、烧失量、氧化镁含量、三氧化硫含量、Cl-含量、含水率、7天活性指数、28天活性指数各项指标进行检验, 合格后方可投入使用。每次进货时, 检查供应商出厂检验报告。同厂家、同批号、同出厂日期的产品每200t检验一次, 不足200t按一验收批进行检验。

(4) 掺合料在运输和储存时, 不得与其他材料混杂, 也不得受潮和污染环境。

1.6 拌合用水

(1) 拌制和养护混凝土用水应符合JGJ63的要求。凡符合饮用标准的水, 即可使用。

(2) 拌合用水需要经过水质化验, 符合要求后, 方可使用。

(3) 拌合和养护用水严禁使用海水。

2 混凝土拌制

2.1 拌制要求及投料顺序

(1) 混凝土采用拌合站集中拌制, 严格按照施工配合比 (以试验室通知单为准) 进行配料、称量, 配料误差控制在允许范围内。原材料投料顺序为:砂→水泥及掺和料→水→碎石→外加剂。

(2) 配制混凝土拌合物时, 水、水泥、掺合料、外加剂的称量应准确到±1%, 粗、细骨料的称量±2% (均以质量计) 。混凝土拌合物配料采用自动计量装置, 粗、细骨料的含水量应及时测定, 并按实际测定值调整用水量、粗、细骨料用量;禁止拌合物出机后加水。

(3) 混凝土拌制速度应和灌注速度密切配合, 拌制服从灌注, 以免灌注工作因故停顿而使机内储存混凝土。施工中还应考虑到泵送性能、初凝时间、工作度等因素, 混凝土塌落度控制在180—220mm。

2.2 冬季和夏季混凝土拌制要求

(1) 冬季搅拌混凝土前, 应先经过热工计算, 并经试验确定水和骨料需要预热的最高温度, 以保证混凝土入模温度满足要求。优先采用加热水的预热方法调整拌合物的温度, 但是水的加热温度不宜高于80℃。

(2) 炎热季节搅拌混凝土时, 采取措施控制水泥的入搅拌机温度不大于40℃。采取在骨料堆场搭设遮阳棚、采用降低拌合用水水温来搅拌混凝土的措施, 降低混凝土拌合物的温度, 或尽可能在傍晚和晚上搅拌混凝土, 以保证混凝土的入模温度满足要求。

3 混凝土浇筑

3.1 混凝土运输及泵送要求

(1) 混凝土运输一般采用混凝土罐车运送至工地后, 由泵车输送砼进行泵送, 也可将混凝土输送泵直接放置在拌和站混凝土出料口下方, 安装溜槽的方式向输送泵加入混凝土, 但此方法需对泵管的布设应结合梁场的建设作详尽的考虑, 否则会因为泵送管道阻碍的原因, 造成其它工序施工困难。

(2) 输送管路的起始水平段长度不应小于15米, 除出口处采用软管外, 输送管路其他部分不得采用软管或锥管。

(3) 泵送之前先对泵管进行润滑, 润滑物采用1∶2水泥砂浆。配制0.5-1.0m3砂浆倒入料斗, 进行泵送, 当砂浆即将压送完毕时, 即倒入混凝土直接转入正常泵送。

(4) 开始泵送时, 混凝土泵应处于慢速、匀速并随时可反泵状态。泵送速度, 应先慢后快, 逐步加速。同时, 应观察混凝土泵的压力和系统的工作情况, 待各系统运转顺利后, 方可以正常速度进行泵送。

(5) 当混凝土泵送出现压力升高且不稳定、油温升高、输送管明显振动等现象而泵送困难时, 不得强行泵送, 并应立即查明原因, 采取措施排除。可先用木槌敲击输送管弯管、锥形管等部位, 并进行慢速泵送或反泵, 防止堵塞。

3.2 混凝土灌注顺序

灌注顺序总的原则为“先底板、再腹板、最后顶板, 从两端向中间, 再由中间向两端”。

(1) 用2台布料机对称布料、连续灌注, 以水平分层 (灌注厚度不大于300mm) 、斜向分段 (工艺斜度为1∶4~1∶5) 的施工工艺左右对称灌注。

(2) 为保证底板、腹板交接处混凝土密实, 在灌注时先从两端, 将底板3米范围内的底板混凝土灌满, 用插入式振动棒振捣。

(3) 从中间向两端, 通过腹板对称灌注底板与腹板交接处, 腹板约2/3高的混凝土, 以附着式震动器为主, 插入式震动棒为辅进行振捣。

(4) 底板中部混凝土不足部分由顶板预留灌注孔从两端向中间进行灌注。并同时进行底板混凝土振捣, 振捣采用插入式振动棒捣固密实, 及时对底板混凝土进行抹平、压实和表面赶光。

(5) 由两端向中间对称灌注两侧腹板混凝土, 此时混凝土捣固采用插入式振动棒进行, 防止开动附着式振动器后, 扰动腹板下半部分已接近初凝混凝土, 而造成麻面或露筋。振动棒插入下层混凝土深度为10厘米左右, 禁止振动棒接触波纹管及预埋件。

(6) 顶板混凝土灌注由两端向跨中进行, 考虑顶板面积大, 混凝土灌注速度又快利用整体抹平机进行抹面处理。

(7) 梁体混凝土灌注完成后, 对顶板、底板混凝土表面进行第二次赶光、抹面, 保证防水层基面平整、内腔光滑。

(8) 混凝土振捣:梁体混凝土振捣以插入式振动棒、附着式振动器相结合进行, 箱梁底板、顶板混凝土采用插入式振动棒, 腹板采用插入式振动棒和附着式振动器相结合振捣方式。随着混凝土的灌注逐步振捣, 灌注人员应注意观察, 合理操作, 准确及时的开关震动器, 以达到有效的震动。

3.3 混凝土施工中要求:

(1) 拌合物入模前含气量控制在2-4%, 入模温度控制在5℃-30℃, 同时要求模板表面温度控制在5℃-35℃。

(2) 在每次混凝土施工中应对:塌落度、含气量、入模温度、模板表面温度等指标进行控制, 以保证混凝土耐久性指标的实现。

(3) 箱梁梁体混凝土浇筑时间不宜超过6h, 夏季避开中午和下午的高温时间, 雨天如无良好的防雨措施, 应尽量不进行混凝土施工。

3.4 混凝土振捣要求

(1) 箱梁灌注采用附着式振动器和插入振捣器组合振捣工艺。侧模上安装高频振动器, 在箱梁内模上安装高频振动器。灌注梁体时, 开启底振, 辅以插入式振动器振捣;梁体端部依靠插入式振动器和侧振振实, 高频振动器提浆;梁体翼板用插入式振动器振实。

(2) 振动棒只能用于没有波纹管部分混凝土震捣, 严禁将振动棒支倚在钢筋上振动, 以免钢筋、预埋件移位或变形。灌注桥面混凝土时, 要保证挡碴墙预埋钢筋、电缆槽竖墙预埋钢筋、泄水管等位置准确不倾斜, 不错位, 灌注同时设专人负责检查上述预埋件是否移位, 发现问题及时校正。

4 质量控制要点

4.1 混凝土配合比选定

(1) 耐久性混凝土配合比选定是保证箱梁施工质量的关键。桥梁生产前作好高性能混凝土配合比的选定工作。

(2) 在正式进行高性能混凝土进行试配时, 按要求对混凝土用水泥、骨料、掺合料、外加剂等主要原材料的产品进行试验。根据料源情况和梁型特点对配合比进行选配。要求胶凝材料总量不超过500kg/m3、坍落度45min损失不大于10%、坍落度控制在180~220mm (保证泵送) 、含气量控制在2-4%, 对泌水率、强度、弹性模量、耐久性进行试验。同时进行混凝土的抗裂性能对比试验, 从中优选出抗裂性能优越的配合比。

4.2 过程中控制要点

(1) 混凝土施工中应根据气温、输送距离来考虑坍落度损失。混凝土在拌合过程中, 及时地进行混凝土有关性能 (如坍落度、和易性、保水率、含气量) 的试验与观察, 前3盘每盘测定坍落度, 稳定后每20盘测一次。

(2) 混凝土灌注:采取快速、连续灌筑, 一次成型的方式, 灌注时间不超过6h。炎热天气应避开中午、下午的高温时间, 尽量选择在低温或傍晚进行混凝土的灌注。当昼夜平均气温低于5℃或者最低气温低于-3℃时, 应采取保温措施, 并按冬季施工处理。

(3) 灌注中, 两侧腹板混凝土高度应保持一致;灌注时采用斜向分段, 水平分层的方法灌注, 水平分层厚度不得大于30cm, 先后两层混凝土的间隔不得超过混凝土的初凝时间。灌注完毕后, 对顶板、底板混凝土表面进行二次赶压抹光, 保证防水层基面平整及桥面流水坡度。

4.3 混凝土振捣控制要点

(1) 箱梁混凝土采用附着式振动器与插入式振动器相结合进行振捣。底板、顶板混凝土以插入式振捣为主;腹板以附着式振动为主、插入式振捣为辅的振捣方式。附着式振动器安装在腹板外侧, 按上下交错安装, 每间隔0.75米安设一个。端模隔墙处各安设两台附着式振动器。

(2) 插入式振动器宜快插慢拔, 移动距离不大于振捣器作用半径1.5倍, 且插入下一层混凝土的深度为5~10cm。振捣时间以混凝土不再沉落、不出现气泡、表面出现浮浆为度。

(3) 实际操作中掌握最佳的捣固时间, 防止漏捣、欠捣或过捣现象。严禁振动棒触碰波纹管。振捣时还要防止钢筋、波纹管变形、移动及松动。

(4) 灌注振捣过程中应设专人看护模板并及时调整预埋件、预埋筋, 检查模板支撑的稳定性和接缝处的密合情况。避免螺栓松动造成跑模和变形, 对发生漏浆处及时进行封堵。

5 箱梁混凝土养护

5.1 梁体混凝土蒸养要求

(1) 混凝土灌注完毕采用养护罩封闭梁体, 并输入蒸汽控制梁体周围的湿度和温度。蒸汽养护分静停、升温、恒温、降温四个阶段。

(2) 静停期间:应保持棚温不低于5℃, 灌注完4h后方可升温。气温较低时输入蒸汽升温, 混凝土初凝后桥面和箱内均蓄水保湿。

(3) 升温期间:升温速度不超过10℃/h。

(4) 恒温期间:恒温不超过45℃, 混凝土芯部温度不宜超过60℃, 个别最大不得超过65℃。

(5) 降温期间:降温速度不超过10℃/h;当降温至梁体温度与环境温度之差不超过15℃时, 撤除养护罩。箱梁的内室降温较慢, 可适当采取通风措施。罩内各部位的温度保持一致, 温差不大于15℃。

5.2 自然养生要求

(1) 蒸汽养护结束后, 要安排专人立即对梁体混凝土进行洒淡水养护, 时间不得少于14天。

(2) 对于冬季施工浇注的混凝土要采取覆盖养护, 当平均气温低于5℃时, 要按冬季施工方法进行养护, 箱梁表面喷涂养护剂养护。

参考文献

[1]中华人民共和国行业标准.TB10752-2010高速铁路桥涵工程施工质量验收标准.人民铁道出版社.2011年12月.

预应力组合箱梁 篇8

自20世纪80年代以来, 世界各国相继建造了一种新桥型——波形钢腹板混凝土 (PC) 箱梁桥。近年来, 我国的预应力混凝土结构专家们也在这方面进行了许多研究。青海省国道G214线三道河中桥是国内第一座采用波形钢腹板跨径达50m (目前亚洲最大跨度) 的简支组合梁结构桥, 亦为交通部西部项目《钢—混凝土组合 (箱) 梁桥建设成套技术研究》的依托工程。

1 三道河中桥波形钢腹板箱梁的结构

1.1 箱梁总体概况

三道河中桥上部结构为1孔50m波形钢腹板单箱双室截面预应力组合箱梁, 顶板宽12m, 底板宽6.5m, 梁高2.5m。顶、底板采用现浇C50混凝土, 腹板采用波形钢板结构。桥梁主要设计指标:计算行车速度:80km/h;桥面宽度:12m;设计荷载:公路一级 (见图1) 。

1.2波形钢腹板的结构尺寸

三道河中桥的波形钢腹板沿桥长共分为5节, 每节长9.6m, 波形钢腹板采用12mm厚的Q345C钢板, 弯折机分段轧制成型, 现场拼接, 波形的振幅为220mm。

1.3抗剪连接件的构造

由于三道河中桥的波形钢腹板采用的是分节扎制现场组装, 故波形钢腹板之间的抗剪连接采用了M22, 10.9级摩擦型高强度螺栓并配合角焊缝的连接方式。

而由于三道河中桥箱梁采用的是单箱双室, 故波形钢腹板与箱梁顶、底板混凝土之间的抗剪连接采用了设置剪力钉和贯穿钢筋两种联结方式。即两侧腹板通过在波形钢腹板的上下端焊接钢制翼缘板, 然后在翼缘板上焊接剪力钉与混凝土连接;中腹板则是设置预留孔, 通过贯穿钢筋与混凝土连接。

1.4预应力体系的构造

三道河中桥的预应力体系由16束体内预应力索和14束体外预应力索组成。体内预应力索为底板直线布筋, 每束由13根!j15.24、标准强度为1860MPa的钢绞线组成;体外预应力索为曲线布筋, 预应力筋通过在横隔板及端横梁位置设转向钢板及转向钢管穿过横隔板和端横梁, 每束由13根!j15.24、标准强度为1860MPa的无粘结钢绞线组成。

2 三道河中桥波形钢腹板组合箱梁的施工

2.1 施工阶段

三道河中桥波形钢腹板组合箱梁的施工分以下五个阶段: (1) 组合箱梁现浇承力支架施工; (2) 波形钢腹板的吊装及固定; (3) 组合箱梁底板施工; (4) 组合箱梁横隔板、端横梁及顶板施工; (5) 预应力筋的张拉、锚固。

2.2 施工工艺流程

波形钢腹板组合箱梁具体施工工艺流程见图3 (本流程中未示出各工序的准备工作等非关键流程) 。

3 三道河中桥波形钢腹板组合箱梁的应力监测

组合箱梁应力监测的目的是监测组合箱梁顶、底板和波形钢腹板在不同荷载阶段的应力状态, 以验证结构受力的合理性。因篇幅限制, 本文仅对跨中截面的应变和挠度的理论计算和监测结果进行对比。

3.1 测点布置

3.1.1应变测点主要布置于1/4跨, 1/3跨和跨中及支点截面。具体测点布置如图4~图7。钢腹板应变花沿纵向布置在支点、1/4跨、1/3跨及跨中处, 在支点处布置两列测点, 即布置在临近支点的两个波面上;1/4跨、1/3跨和跨中均布置四列测点, 即分布在临近这些控制点的四个波面上。

3.1.2挠度观测采用在箱梁的L/4、L/2及支点位置沿横向对称布置百分表。

3.2 主梁的理论应变及理论挠度计算

通过采用平面杆系有限元程序对主梁结构在不同阶段的载荷作用下各截面的理论应变和理论挠度及内力进行计算。

3.3 监测结果分析

3.3.1 梁体应变

通过表1可以看出:实测应变值与理论值相差不大, 应变校验系数介于0.63~0.83之间, 相对残余应变均小于0.2, 满足有关要求。

3.3.2 梁体挠度

通过表2可以看出:实测挠度值与理论值相差不大, 挠度校验系数介于0.84~0.95之间, 相对残余挠度均小于0.1。这表明该箱梁在试验荷载作用下, 结构处于弹性工作范围内。

3.3.3 波形钢腹板的剪应力

通过波形钢腹板在荷载作用下的应变计算出波形钢腹板最大剪切应力为46.677MPa, 小于Q345剪切屈服强度120MPa, 满足要求。

结束语

虽然波形钢腹板组合箱梁桥在我国桥梁工程中应用时间不长, 但通过三道河中桥的施工实践证明:波形钢腹板组合箱梁的结构设计合理、施工简便易行, 加之这种结构的桥梁外形美观, 抗震性好, 使之具有广阔的应用前景。三道河中桥的设计和建设将对该类型桥梁结构在我国的大面积推广起到积极作用。

摘要：简要介绍目前亚洲最大跨度 (50m) 的波形钢腹板简支组合箱梁公路桥——三道河中桥箱梁实体的结构、施工方法和应力监测, 希望能为以后类似工程的施工提供一些借鉴。

关键词：波形钢腹板,施工方法,应力监测,简支箱梁

参考文献

[1]于杰等.泼河大桥的构造与施工[J].交通科技, 2005, 6.

[2]胡洋等.泼河的桥静载试验研究[J].黑龙江工程学院学报, 2006, 12.

钢混组合箱梁桥的仿真分析 篇9

在现代桥梁工程中,继钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构、钢结构以及砖石混凝土结构之后,钢—混凝土组合结构已成为第五大类结构。尽管公路桥梁设计规范中尚未给出这些结构的设计条款,但由于它们在桥梁工程中有许多明显的优点,已得到了较为广泛的应用。

多跨钢混组合梁桥从施工到成桥状态的全过程中,常常要经历不同的结构体系。连续梁设计必须考虑结构体系转换问题,同时组合梁中钢结构和混凝土部分的施工顺序有先后,随混凝土凝固时间不同其参与结构受力也不同。另外,在每一步的施工中,结构承载反应都会对下一个结构体系的受力产生影响,其内力分布及结构位移也不同,为此有必要对多跨组合梁桥从施工到成桥状态全过程进行分析。

某高架桥为连续组合梁桥,该桥以钢筋混凝土有限元理论为基础,同时考虑钢混组合梁的结构特点和施工步骤,建立有限元分析计算模型。该桥采用Midas/Civil程序进行结构分析,计算恒载、活载、温差、不均匀沉降、混凝土收缩徐变等荷载产生的内力、应力、位移。

1 工程概况

某高架桥为钢—混凝土组合梁桥,分为内环线和左右外环线,内环分为8联,分别为FL1～FL8,左右外环线分为5联,分别为FL9～FL13,FL14～FL18。现以第一联为例进行说明与分析。根据桥面宽度,梁部构造分为两种,中跨采用等截面的两箱截面,边跨采用变截面的三箱截面。线路中心线处钢箱高1.15 m,桥面板厚0.35 m,主梁线路中心线处全高1.5 m,桥面板宽9.0 m～12.127 m。桥梁横坡通过腹板不等高形成。为防止底部钢板局部失稳,在2号墩、3号墩各4 m范围内的箱梁底部铺设20 cm厚的混凝土。钢梁采用Q345钢材,桥面板采用C40混凝土,墩柱采用C30混凝土。全桥预制钢梁共分5个制作段,长度为(25.414+16.999+20.578+16.999+25.414)m,钢梁拼接处采用10.9级M24摩擦型高强螺栓连接。拼接处和跨中设临时支撑,钢梁拼接完成后拆除拼接处的临时支撑,全部混凝土板浇筑完成后拆除跨中的临时支撑。跨中临时支撑和墩顶左右各预留4 m后浇,第一联立面布置图见图1。

2 施工顺序

该桥为钢—混凝土组合连续梁,在无支架施工的条件下,调整了混凝土桥面板的浇筑顺序,各区段混凝土的分界点选在恒载弯矩零点附近。

施工顺序:每跨钢箱梁制作段在工厂焊接成整体→架设钢箱梁→将每跨钢箱梁制作段在拼接处现场栓接就位,拆除拼接处的临时支撑1→现场浇筑正弯矩区桥面板混凝土(1)→正弯矩区桥面板达到强度后(15 d),浇筑负弯矩区段桥面板混凝土(2)→负弯矩区桥面板达到强度后(15 d),拆除跨中的临时支撑2→浇筑二期铺装,安装防撞栏(见图2)。

3 计算方法

3.1 模型的建立

采用Midas/Civil 6.7.1软件进行计算,将第一联(32 m+41 m+32 m)简化为空间梁单元,采用联合截面模拟钢—混组合梁,计算模型如图3所示。在3号墩顶设固定铰支座,其余墩设滑动铰支座。

3.2 计算参数的选取

钢梁强度Rp=0.9×345=310.5 MPa,混凝土C40的Ec=3.25×104 MPa,抗压强度设计值fcd=18.4 MPa,环境相对潮湿度取70%,整体升温取30 ℃,整体降温取35 ℃,梁截面的局部温差按文献[2]中相关规定选取,T1=14 ℃;T2=5.5 ℃;A=30 cm;支座不均匀沉降按0.01 m考虑;设计活载采用城—B级。

3.3 施工顺序的模拟

浇筑混凝土之前,组合梁截面只有钢梁截面,浇筑混凝土15 d后,钢梁与混凝土形成联合截面。浇筑混凝土时,由于混凝土未与钢梁形成联合截面,故将桥面板混凝土重量作为均布荷载施加到钢梁上。形成联合截面后,此荷载转化为乘以放大系数的钢梁自重。由于墩顶反力太大,虽然采用调整混凝土浇筑顺序的方法来减少中支点负弯矩的影响,混凝土板仍会开裂,如何对这一部分进行处理。在“荷载组”中添加“开裂桥面板重量”一项,在施工阶段的“浇筑负弯矩区”将其激活。由于这一部分混凝土与钢梁没有形成联合截面(实际上是钢梁与钢筋形成了联合截面),故将开裂混凝土作为一种均布荷载加到钢梁上。

本桥的施工工序复杂,结构体系和荷载随施工不断变化,各施工阶段所激活/钝化的组见表1。

4 计算结果分析

根据以上施工顺序的模拟计算得到每一施工阶段中钢梁和混凝土各个部分的应力和变形结果。

按《钢桥规》规范,钢材容许应力取Q345D钢容许应力210 MPa;混凝土容许应力取0.63fcd=11.6 MPa;钢筋容许应力取0.55f${}_{sd}^R$=187 MPa。

从计算结果可以看出,随结构状态的改变,不同荷载间计算结果也发生相应变化,其变化规律与施工过程的变化规律吻合。最大折算应力160.21 MPa,发生在中间支座钢梁上缘;混凝土最大压应力8.34 MPa,发生在中跨跨中处混凝土板上缘;钢筋最大拉应力130.65 MPa,发生在中间支座处,最大应力与容许应力相比全部满足要求;变形值亦满足要求。

5 结语

利用Midas/Civil提供的“联合截面”与“激活/钝化”功能,能够方便的模拟多跨连续组合箱梁桥的实际施工过程,实现对其从施工到成桥全过程的仿真分析,为多跨组合梁桥施工方案的选取提供了一个有效的验证手段。

参考文献

[1]黄侨.桥梁钢—混凝土组合结构设计原理[M].北京:人民交通出版社,2003.

[2]姚玲森.桥梁工程[M].北京:人民交通出版社,1994.

[3]JTJ D60-004,公路桥涵设计通用规范[S].

[4]JTG D62-2004,公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].

[5]JTJ 041-89,公路桥涵施工技术规范[S].

预应力宽箱梁的横向应力分析 篇10

关键词：宽箱梁,横向分布,实体有限元

随着我们社会经济的发展，城市交通量日趋增大，一些城市高架桥往往采用宽跨比较大的预应力现浇箱梁，宽跨比较大的箱梁，横向应力分布较为复杂。本文以实际工程，杭州钱江通道南接线段某4×30 m一联，等截面现浇预应力混凝土连续箱梁为例，采用Midas FEA程序建立实体有限元模型，根据预应力宽箱梁的受力特点，计算分析自重、横向预应力、温度效应，车道荷载及其荷载组合所产生的横向应力分布，得出各种效应及荷载组合的横向分布规律，以供桥梁设计者参考。

一、概况

上部结构4×30 m一联，等宽等高现浇预应力混凝土连续箱梁。上部箱梁为单箱五室，顶板宽33m，底板宽24 m，梁高2 m。主梁采用C50混凝土，混凝土腹板厚度由50～90 cm变化。纵向预应力束与横向预应力束均采用低松弛高强度预应力钢绞线，单根钢绞线直径为15.24 mm，公称面积A=140mm2，标准强度fpk=1 860 MPa,弹性模量E=1.95×105MPa，钢束的张拉控制应力为0.75 fpk。箱梁的跨中标准横断面如图1所示。

二、模型的建立

采用Midas FEA程序建立全桥三维模型，共有混凝土单元106844个，钢筋单元542个。实体单元模型按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)，《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)计入自重、二期恒载、预应力束、车道、温度荷载、车辆等的影响。

全桥三维模型如图2所示。

三、实体单元横向应力分析

采用Midas FEA程序建立横梁的实体有限元模型，如图3所示。

1. 单荷载作用下的横向应力分析

(1)自重(含二期恒载)

自重产生的横向应力在-5.5 Mpa(压)～+5.5Mpa(拉)之间，剔除约束处应力集中部位，横向应力约在-3 Mpa(压)～+3 Mpa(拉)之间。中跨跨中截面的横向应力在-1.4 Mpa(压)～+1.4 Mpa(拉)之间。

(2）横向预应力

预应力产生的横向应力在-15 Mpa(压)～+2.3Mpa(拉)之间，剔除约束处应力集中部位，横向应力约在-10 Mpa(压)～+1.2 Mpa(拉)之间。跨中截面的横向应力在-7 Mpa(压)～+0.6 Mpa(拉)之间。

(3）整体升温

整体升温产生的横向应力在-0.4 Mpa(压)～+0.06 Mpa(拉)之间，剔除约束处应力集中部位，横向应力约在-0.3 Mpa(压)～+0.03 Mpa(拉)之间。跨中截面的横向应力在-0.2 Mpa(压)～+0.02Mpa(拉)之间。可见，整体升温对于横向应力的贡献很小。

(4）整体降温

整体升温产生的横向应力在-0.04 Mpa(压)～+0.4Mpa(拉)之间，剔除约束处应力集中部位，横向应力约在-0.03 Mpa(压)～+0.3 Mpa(拉)之间。跨中截面的横向应力在-0.03Mpa(压)～+0.2 Mpa(拉)之间。可见，整体降温对于横向应力的贡献很小。

(5）梯度升温

梯度升温产生的横向应力在-0.8 Mpa(压)～+0.7 Mpa(拉)之间，剔除约束处应力集中部位，横向应力约在-0.5 Mpa(压)～+0.5 Mpa(拉)之间。跨中截面的横向应力在-0.6 Mpa(压)～+0.5 Mpa(拉)之间。

(6）梯度降温

梯度降温产生的横向应力在-0.6 Mpa(压)～+0.8 Mpa(拉)之间，剔除约束处应力集中部位，横向应力约在-0.5 Mpa(压)～+0.5Mpa(拉)之间。跨中截面的横向应力在-0.4 Mpa(压)～+0.5 Mpa(拉)之间。

(7）公路I级车道荷载

对称布置的6车道荷载产生的横向应力在-0.4Mpa(压)～+0.3 Mpa(拉)之间，剔除约束处应力集中部位，横向应力约在-0.13 Mpa(压)～+0.13 Mpa(拉)之间。跨中截面的横向应力在-0.1Mpa(压)～+0.1 Mpa(拉)之间。可见，对称布置的车道荷载对于横向应力的贡献很小。

不对称布置的3车道荷载产生的横向应力在-0.7 Mpa(压)～+0.6 Mpa(拉)之间，剔除约束处应力集中部位，横向应力约在-0.5 Mpa(压)～+0.4Mpa(拉)之间。跨中截面的横向应力在-0.4 Mpa(压)～+0.4 Mpa(拉)之间。

(8）车辆荷载

车辆荷载作用在箱室悬臂端时，顶板拉应力极值约为0.2 Mpa，底板压应力极值为0.15 Mpa。车辆荷载作用在箱室跨中时，产生的桥面板拉应力极值约为0.2 Mpa，压应力极值0.15 Mpa。

2．荷载组合作用下横向应力

(1)正常使用极限状态组合;自重+预应力+车道+温升

荷载组合下横向应力15 Mpa压应力到1.78 Mpa拉应力之间，拉压应力极值部位集中在约束附近，和有限元模型的支撑简化有关。除去应力集中位置，箱梁腹板、底板的拉应力较大，约为1 Mpa。横梁的横向应力极值在悬臂承托处，约为1.2 Mpa拉应力。

(2)正常使用极限状态组合：自重+预应力+车道+温降

荷载组合下横向应力12 Mpa压应力到1.5 Mpa拉应力之间，拉压应力极值部位集中在约束附近，和有限元模型的支撑简化有关。除去应力集中位置，箱梁腹板、底板的拉应力较大，约为1.5 Mpa。横梁的横向应力极值在悬臂承托处，约为1.2 Mpa拉应力。

四、结论

1.单项荷载中自重、预应力、温度梯度变化、车辆荷载对截面的横向应力影响较大，整体温度变化及对称布置的车道荷载对横向应力的影响较小。

2.正常使用状态短期效应荷载组合下，截面的横向拉应力最大值约为1.5 Mpa。

3.横梁的横向应力极值一般出现在悬臂承托处。

参考文献

[1]方志,张志田.钢筋混凝土箱梁横向受力有效分布宽度的试验研究[J].中国公路学报,2001(01).

[2]周昭慧.配筋混凝土宽箱梁桥预应力横梁计算方法[J].山西建筑,2007(15).

[3]朱勇骏,顾超人,潘飞彪.桥梁横隔梁受力性能分析及计算方法的探讨[J].山西科技,2009(04).

[4]刘兴法.混凝土结构的温度应力分析[M].北京:人民交通出版社,1991.

预应力连续箱梁挂篮施工技术探索 篇11

关键词：挂篮施工 质量 技术 连续箱梁

预应力应用力学形态下的连续箱梁挂篮作业施工是当前应用于大型跨度路桥建设中比较惯用的一类技术施工法。受日趋迅猛发展态势的建筑产业经济发展高标准要求影响，保障桥梁项目实现安全运营与投产盈利价值变现就成为了建筑桥梁施工企业的一项重要项目研究课题，且该项技术研究课题任务之艰巨，责任之重大，需要参建单位予以高度重视。因此，本文就其相关技术工艺涉及到的有关内容进行了必要性积极研究，以期对同类项目作业的参建单位提供一些参考价值。

1 模板制作及安装作业施工技术控制要点

模板应能在确保其外形条件具备尺寸合理、平整度符合需求、测挠度以及桁架强度与结构刚度等符合控制标准的前提下，完成挂篮工序作业所需的各模板安装事项。因此，对于支架安装，应能按照组织方案要求进行其组件或构件的连接，并不得将各类安装构件混淆，以便于组建安装，保持安装时能够紧固与牢靠。同时，对于底模安装应能保障接缝平顺、密实，并客观评估其标高、平整度以及垂直度等参数合理与正确。

2 钢筋制作及安装作业施工技术控制要点

2.1 供应的钢筋材料首先应能提供有关资质供应商出具的质量证明凭证，包括质检单位递送的检验报告单据等，并严格按照基本取料标准做好试样抽检试验工作。

2.2 进场的钢筋建材应能结合不同钢材种类、使用等级及牌号、基本使用细目等进行分门别类的有序安置，不得将无序、混乱的堆放于现场，应安置在专门存储的钢筋仓库或库棚内；同时，如若露天堆放则能确保已经垫高或遮盖处理，避免材料受外界因素而遭受侵蚀。

2.3 钢筋制作宜在加工场地统一集中处理，并部署专项用于看守的技术人员把关加工质量；同时就制作加工的配料标准而言，应以配料单要求进行下料，并完成钢筋半成品的制作，要求这类钢筋建材分类编号挂牌，且要标注分部、分段以及构件名称，待经过检验合乎标准时运往钢材安装场地，但必须保持钢材运往途中不发生变形。

2.4 对于加工完毕的钢材半成品，应按照加工长度标配不同长度的运往车辆进行装运，但起吊时应能把握半成品钢材两端处于平衡状态，以防止装运、起吊过程中发生力筋变形。

2.5 用于悬浇段的基本钢材应能在现场完成钢材绑扎。同时，在它安装前，要先将底模板依照设计要求布设位置以及进行间距放样，并以油墨标注好记号，以利于完成标记安装；另外，安装钢筋要采取先绑装底板下部钢筋再绑装上部底板的绑扎顺序进行绑扎。同样，钢筋绑扎时也应注意外模板与腹板间的安装布设问题，即采用内支架与底板钢筋装连的形式，将两者固定装接牢靠。此外，当完成内模板、顶板、翼板间的模板安装后，要严格控制顶板和翼板间的纵向方向的平顺水平，同时横向钢材也要竖直平顺。

3 预应力管材及钢束安装技术控制要点

对于预应力管材布设位置需要依照设计图要求进行定位、牢靠、准确的安装，要求管材结构顺直，波纹管具备符合质量标准的刚度及严密性，且要求接头结点处应具备不漏浆和卷口，以保证砼浇筑时不发生赌管现象，便于锚索通畅贯穿。

3.1 箱梁预应力管材成孔时需要配置镀锌金属波纹管。同样，在该成孔管材使用时应能着重检查其外观、荷载力学形态下的径直刚度、抗渗漏特性等；为确保管材结构不发生变形，可以利用硬塑管套装在其管材内部以当作衬管避免变形。

3.2 要拟照组织设计图要求对预应力束及管材使用的坐标和所处位置予以放样、安装。同时，在安装途中要采用定位筋加以安固牢靠，对于安固完毕后的管材要评估其是否平顺，是否有无折角，保持整体管材安固后的流畅与平顺。

3.3 波纹管结点相连处要选用比其大一型号的接头予以套接，且套接接头应能控制其长度在20cm之上；接管及管材和喇叭管接头处要确保和旋紧胶带对称，以有效使管体间处于密封、紧固状态，避免浆液外流发生漏浆。与之同时，应当在接头处采用黑胶带封装接头，以保证接头紧固牢靠；并且要注意管材预留出梁端15cm，以用于下段梁的接头连接。

3.4 安装垂直纵向预应力管材及纵向预应力钢筋建材并予以锚固时，应能确保精轧螺纹钢其中下端结构处的支垫是否牢靠，以防止下坠；同时要注意锚固的结构处螺母要与垫板间对齐拧紧，并可利用黄油将空隙填充满，避免水泥浆外漏而造成赌管现象。

4 箱梁砼浇筑工艺技术控制要点

为有效控制梁体结构的整体作业进程及工艺质量，并确保实现安全生产及质量监督，高效控制砼结构裂缝病害等问题发生，在予以砼浇筑前应能就模板支架、标高、搭设位置、模板尺寸以及工艺所需的强度、刚度参数等进行全面校验；特别是各结构结点处的密封、牢固与否，包括预埋件使用细目、布设位置以及保护层厚度等控制要素都要一一复核并重点检查。比如，对箱梁结构的面层要检验其是否存在蜂窝、麻面以及露筋等，同时也要顾全其结构面是否平整、密实，标高偏差不得超过±10mm的控制范围等。

4.1 箱梁砼配合比。一般而言，箱梁采取的砼型号基本为C50砼。在作业中要严格依据技术规范所制定的要求予以配置其比例。同样，在配合比配置过程中要周全考虑干缩因素、徐变系数以及弹性允值及模量等设计要素，以全面留作预应力计算考量依据。同时，对于C50砼原料的试验取样，要就每一项测定数据进行分析和评估，以保证砼原料能够具备和易性、稳定性以及粘聚性，利于其拌和时搅拌均匀。endprint

4.2 砼原料运输。砼原料在运往过程中的水平运输要利用搅拌车机具递送；垂直运输则可利用天泵，如若现有条件不足，也可采用地泵。不过要在墩顶0#结构处予以采用三通管进行连结。即凭借三通管对悬臂两端递送砼原料，以使得梁段两端的对称浇筑的连贯性得以保持。

4.3 箱梁砼浇筑次序及方法。箱梁悬臂浇筑次序应能结合先底板、后腹板、再浇筑顶板、最后翼板的次序浇筑原则进行一次浇筑法全断面浇筑。具体而言，需要依照未浇筑梁的前端向已浇筑梁的顺序完成浇筑。即是说，先从顶板两侧往中间进行，然后浇筑翼板，从腹板往两侧浇筑。在控制方法时要重点强调预应力锚固段的振捣质量，包括钢筋密度较为集中区段的浇筑质量监管。同时，工艺进行时要防止振动器和预应力管体的相撞，包括其中的预埋件及锚索段垫板等。此外，待浇筑完活后，要由人工完成梁体顶面的收浆、抹平事宜，以有效确保横坡、钢筋保护层厚度等主要控制要素；然后可以就梁顶结构面予以拉毛处理。

4.4 凿毛及养护

①凿毛。待砼浇筑完活以后，对于结构端面处的施工缝要进行凿毛处理。而凿毛的目的一是确保砼结构达到的强度符合标准，二是为后续砼结构的养护提供方便。因此，对于手冲凿毛则应保持0.5Mpa；人工方式则控制在2.5Mpa；风动凿毛则需要达到10Mpa的控制标准。②养护。当砼结构初凝固结以后需要对其予以养护处理。此时，需要在其结构上覆盖粗麻布袋或者也可以用浸湿的土工布覆盖，并保持每天浇水养护砼表面次数，具体次数以保持砼结构表面处于湿润状态予以考量。同时，当腹板内膜的砼强度达到需求及标准时可预先完成拆除，并也要进行至少7d以上的洒水养护处理。

4.5 拆模控制。拆模或松模的时间应极力控制。这是因为一旦拆模过早就引发混凝土结构变形，并通过它固有的收缩特性存在而引发其内部应力发生变化而引发变形出现裂缝；此外，除却箱梁之外的腹板内膜待到混凝土终凝固结以后可及时拆撤外，其它梁体结构处所用模板应能在完成预应力张拉后再进行拆除。

5 预应力钢筋砼张拉工艺技术控制要点

当钢筋砼的强度要求达到设计控制标准所需的90%设计强度且固结不小于7d时可进行预应力钢束张拉组织活动。在张拉进行时要实行对称张拉，且张拉要以先腹板张拉再面板钢束张拉的次序进行对称张拉。也就是说，张拉采用的手法是钢束两端同步进行张拉，且张拉技术工艺控制的重点之处是控制其延伸量，以及吨位控制。与之同时，钢束在张拉时的必要技术资料凭证也要记录妥善。另外，张拉时要着重控制纵向、横向的技术张拉过程，即竖向预应力钢筋张拉后螺母不超出砼面，确保螺母埋在砼内，以免在桥梁使用过程中螺母受外力损坏。此外，当张拉完纵、横向预应力且灌浆强度达到95%以下时进行第一次的竖向预应力张拉，成桥后在未施工桥面铺装前进行竖向预应力的二次张拉，完成后采用环氧树脂对锚头予以牢靠固定。

6 结语

桥梁建造技术众多，在不同的合同施工段内组织作业的工艺下工序内容也不尽相同。基于此，有关责任施工单位应能对桥梁工艺技术进行深刻研究并彻底、系统的实践，以不断摸索出与箱梁预应力挂篮施工作业更加配套的技术工艺，逐渐完善各类技术工艺，促进桥梁作业完成高质量、高标准的施工生产作业，合理缩短施工进度，而非盲目赶超进度，保障各工种作业质量，为顺利投产提供充分的技术基础。

参考文献：

[1]王利君.铁路桥梁连续梁挂篮施工控制要点[J].高速铁路技术，2011（03）.

[2]李东明.连续箱梁挂篮施工线型控制方法[J].山西建筑，2010（03）.

[3]高宏双，戴凤龙.挂篮施工技术要点分析[J].黑龙江交通科技，2009（12）.

[4]郭卫民.桥梁工程中挂篮施工技术探讨[J].中国新技术新产品，2012（02）.

[5]戎伟，李建军.悬臂梁挂篮施工的探讨与分析[J].建筑设计管理，2010（03）.

[6]黄镇希.挂篮施工常见的质量安全事故防治[J].河南建材，2010（02）.

[7]李晓伟.悬臂连续梁挂篮法施工线形控制[J].科技创新导报，2010（12）.

[8]何志华.浅谈悬臂桥梁施工工艺的应用[J].科技资讯，2011（29）.

后张法预应力箱梁修补技术 篇12

阳翼高速公路某合同段共需预制280片35m后张法箱梁, 由于受到地形的限制, 将箱梁预制场设在了桥头挖方路段。某日边坡发生坍塌, 几块巨石滚落于预制场内, 其中一块2m*2m*1.5m的石块砸在了一片预制完刚7天的边跨箱梁腹板处, 形成一孔洞。孔洞中心距箱梁中隔板2.5m, 腹板外侧中部40cm*40cm范围受损, 内侧100cm*100cm范围混凝土松动, 横向水平钢筋凹陷1cm左右。受损箱梁如图1所示。

2 箱梁修补方案

从确保梁体质量和安全的角度出发, 参照太长高速公路某现浇箱梁空洞的处理方案, 确定了该片箱梁的处理方案, 即将松散混凝土清理干净后, 在箱室内支模板, 用自流型高强、膨胀灌浆料 (CGM) 将孔洞补齐, 然后在受损部位两侧粘贴碳纤维布进行加固补强。

3 箱梁修补步骤

3.1 清理松散混凝土

箱梁受撞击后, 腹板局部区域混凝土已脱离梁体, 将该部分混凝土彻底清除, 然后用高压水冲洗混凝土表面, 将浮灰清理干净。

3.2 安装模板

采用1.2m*1.2m竹胶板, 四周粘贴5cm宽海绵条防止漏浆, 竹胶板一侧与腹板内壁紧贴并留一入口以灌料, 另一侧设横向和纵向支撑, 将竹胶板固定牢固。

3.3 梁体孔洞修补

灌浆料 (CGM) 为无收缩自流预拌型干粉砂浆材料, 其特点是强度高、高流态、泌水率低防离析、微膨胀对环境适应型好。CGM:即Cementitious (水泥基材) , Grout (灌浆) , Materialbn (材料) 的缩写, 其配比设计符合现行《混凝土结构工程施工及验收规范》 (GB50204) ;《混凝土结构设计规范》 (GBJ10) ;《混凝土结构加固技术规范》 (CECS25) 及《水泥及灌浆材料施工技术规程》 (YB/T9261---98) 中的有关规定。

3.3.1 表面准备

混凝土表面须干净、密实、无油污, 无水泥浮浆和任何不利于粘接的颗粒, 金属 (铁和钢材) 表面须无鳞铁。在灌浆前12～24h, 将模板和混凝土基础表面润湿;在灌浆前1～2h, 用棉丝、海绵或泡沫塑料将积水吸净。

3.3.2 混合

将适量水加入到预拌好的粉状产品中以达到所需的稠度, 通常每袋50kg加水6.5L, 用慢速电动搅拌器 (速度不超过500转/分) 搅拌均匀。人工搅拌时, 先将CGM倒在拌板上, 而后加70%的水量, 搅拌4～5次后再加所剩余30%的水, 搅拌4次, 搅拌要边翻倒, 边插捣, 使之彻底均匀, 并增大流动性, 一般要求5min以上。拌合地点应尽量靠近灌浆地点;现场拌合时严禁加入任何外加剂。每次搅拌量应视使用量多少而定, 以保证40min内浆料用完。发现刚搅拌完的拌合物表面上有浮水时, 表明水量过多, 应适当加一些CGM干料, 搅拌使其将浮水“吃”光, 因为有浮水会降低膨胀效果。

3.3.3 施工

利用灌浆料自身流动性好的特点, 采用自重法灌入, 先从腹板外侧徐徐灌入受损部位, 外侧表面混凝土灌满之后, 用0.5m*0.5m竹胶板撑住, 再从内侧灌料至孔洞部分为灌浆料所充实为止。灌料是应确保气体能自由逸出;不得用机械振捣, 宜用人工插捣排除气泡;砂浆表面暴露在外的部分越少越好。从灌浆开始, 用木棍不停地往复拉动, 疏导拌合物, 以加快灌浆进度, 促使拌合物流进模板内各个角落;当灌浆由于某种原因中断时, 要加强往复拉动, 以延长可流动时间, 否则已灌入的拌合物开始凝结, 失去流动性无法继续灌浆, 而造成工程事故。在灌浆过程中发现已灌入的拌合物有浮水时, 应当马上灌入较稠一些的拌合物, 使其吃掉浮水, 或适当投入一些干料将浮水“吃掉”。灌浆过程中, 应不断检查模板情况和排气情况, 发现问题及时处理。灌浆时应在现场制数量必要的试块, 分现场同条件养护和标准养护两种。

3.3.4 养护

气温在5℃以上时用湿布盖住灌浆孔CGM裸露面, 进行3～7d阴湿养护。气温在5℃以下时则用养护剂或塑料布覆盖干燥养护5～7d即可。灌浆后24小时内不可受到振动。

3.4 梁体补强加固

3.4.1 碳纤维布特点

碳纤维布具有高强高效、施工便捷、良好的耐久性和耐腐蚀性、施工质量易于保证和厚度薄、重量轻的特点。施工时无需大型施工机具, 无需现场固定设施;碳纤维布可任意剪裁, 施工简单, 工期短;耐酸、碱及大气腐蚀, 不需定期围护, 且对内部混凝土结构起保护作用, 能达到双重加固修补的目的;碳纤维布比较柔软, 即使加固在表面不平整的物体上, 也可以保证100%的有效粘贴, 如粘贴表面局部有气泡, 可轻易地用注射器注射粘贴剂的方法将空气赶跑;粘贴后每平方米重量小于1.0kg (含粘合剂重量) , 一层碳纤维布厚度仅为1.0mm左右, 修补后基本不增加自重和外形尺寸。碳纤维布具有优异的物理力学性能, 抗拉强度高于普通钢10-15倍, 弹性模量与钢较接近, 非常适合钢筋混凝土的加固修补。

3.4.2 碳纤维布的粘贴范围如图2、图3所

3.4.3 粘贴碳纤维布的施工流程

混凝土表面处理:混凝土表面浮灰去除, 磨平;混凝土破损处补平;夹角处磨成弧状 (R=2cm) 。

涂底胶:底胶由环氧树脂主剂、固化剂所构成, 与混凝土接著力强, 不龟裂、不剥落, 又与环氧树脂同质性, 提供良好界面, 能将混凝土结构与碳纤维补强布紧密连接, 充分发挥补强效果。底胶必须涂刷均匀, 确保渗入混凝土面。

涂找平胶:找平胶为膏状, 常温固化的环氧树脂, 主要用于混凝土结构的补强找平。以镘刀涂方式施工, 找平混凝土不平处及尖锐点, 提供一平整面供碳纤维贴覆补强用, 避免补强碳纤维凸起、空洞导致降低补强效果。找平胶具有易施工, 不垂流, 低收缩的特性。涂刷前须确认底胶已干透, 不粘手;补平后检查混凝土表面的平整度。

涂树脂面胶:面胶由无溶剂环氧树脂主剂及固化剂构成, 分为夏天型和冬天型。主要用于一般混凝土结构与碳纤维加固补强, 能提供高机械强度及接著强度, 且具有与碳纤维含浸效果佳及施工容易的优点。面胶必须混合均匀, 涂刷均匀, 不垂流。

贴碳纤维布:将碳纤维布按设计方向顺序贴上, 顺着粘贴方向将气泡完全挤出, 碳纤维布不得褶皱、歪斜。

贴布表面涂树脂:在碳纤维布表面再次均匀涂刷树脂, 保证碳纤维布与树脂完全渗透。

结语

灌浆料1d强度达到45MPa, 3d强度为51.2MPa, 与梁体设计强度50MPa接近, 弹性模量基本一致, 且与梁体结合良好, 四周无裂纹出现。灌浆7d后对梁体进行张拉, 张拉应力和伸长量均满足《公路桥涵施工技术规范》的要求, 梁体未发生异常情况, 说明采用“灌浆料+碳纤维布”的处理方案是有效的。该方案施工简便, 成本低廉, 质量可靠, 对预制梁的缺陷修补可行而有效。

摘要：某后张法预应力箱梁在受到外力撞击后, 在腹板处产生一孔洞。本文论述了“灌浆料+碳纤维布”的修补方案和步骤, 处理结果可靠, 可以借鉴。

关键词：后张法,箱梁,修补

参考文献

[1]李海光.预应力混凝土连续箱梁维修加固技术措施.公路交通技术, 2006 (2)