預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁施工管理論文
摘要：文章主要以山西省太佳高速公路(呂梁段)第八合同段預(yù)制梁場(chǎng)施工為素材，從技術(shù)管理的角度對(duì)高速公路施工預(yù)制梁場(chǎng)在混凝土梁(板)預(yù)制過(guò)程中的技術(shù)管理作了論述，對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土梁的施工工藝作了探討和分析，對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土梁施工中出現(xiàn)的工程病害做出了分析和提出預(yù)防措施。
關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力；混凝土；預(yù)防措施
1 預(yù)制場(chǎng)地的選擇和施工準(zhǔn)備
預(yù)制場(chǎng)地的選擇宜靠近施工工地就近布設(shè)，交通方便，利于建筑材料的運(yùn)輸和成品梁板的吊裝。太佳高速公路(呂梁段)第八合同段共有橋梁3座，預(yù)制梁板數(shù)量為364片，主要設(shè)計(jì)為20m預(yù)應(yīng)力箱梁132片、30m預(yù)應(yīng)力箱梁232片，箱梁為后張法施工。該預(yù)制場(chǎng)主要選擇在1號(hào)橋與2號(hào)橋之間的挖方段路基上，占地約10 000 m2，存梁區(qū)設(shè)在梁場(chǎng)前方的路基段內(nèi)，施工道路利用S104省道及路基便道。梁場(chǎng)用水，在梁場(chǎng)右側(cè)的河溝內(nèi)打井，安裝高揚(yáng)程抽水機(jī)將水抽至梁場(chǎng)左側(cè)的山上，新修建一座蓄水池，電力前期由2臺(tái)150 kW發(fā)電機(jī)供電，后期由架設(shè)的電力統(tǒng)一專(zhuān)線(xiàn)接入梁場(chǎng)。
2 施工技術(shù)
后張法預(yù)應(yīng)力箱梁施工順序：臺(tái)座制作→制安鋼筋、預(yù)應(yīng)力孔道、模板→綁扎頂板鋼筋→澆筑混凝土→養(yǎng)護(hù)、拆�！A(yù)應(yīng)力筋制安、張拉→封錨、孔道壓漿→養(yǎng)護(hù)。
2.1混凝土施工
混凝土采用混凝土罐車(chē)由拌合站運(yùn)至制梁區(qū)再經(jīng)龍門(mén)吊吊運(yùn)人模，按水平分層澆注，由梁端向跨中的順序，共分4層澆注，先從底板澆注腹板位置，再分2層澆注腹板，最后澆注面板�；炷恋恼駬v，腹板搗固以附著式振動(dòng)器(高頻振動(dòng)器)為主，插入式振動(dòng)棒為輔，面板可用平板振動(dòng)器。附著式振動(dòng)器兩邊對(duì)稱(chēng)振動(dòng)，并嚴(yán)格控制振動(dòng)時(shí)間(一般為1.5 min)，只能在灌注部位振動(dòng)，不得空振模板，波紋管位置以上部位采用插入式振動(dòng)棒搗固，步點(diǎn)均勻，振動(dòng)棒不得觸及波紋管，以免波紋管被振破漏漿，影響張拉�；炷翐v固程度以現(xiàn)場(chǎng)觀察其表面氣泡已停止排出，混凝土不再下沉并在表面出現(xiàn)水泥砂漿為宜。
養(yǎng)護(hù)，拆模后即時(shí)灑水養(yǎng)生，使混凝土表面保持絕對(duì)濕潤(rùn)，避免時(shí)干時(shí)濕，針對(duì)工地不同氣候變化采用不同的養(yǎng)護(hù)措施，低溫季節(jié)澆筑完混凝土后立即用塑料薄膜包起來(lái)，保持梁體溫度和表面濕度，高溫季節(jié)，經(jīng)常澆水，頂板用土工布遮蓋起來(lái)，減少水分蒸發(fā)。
2.2預(yù)應(yīng)力施工
2.2.1預(yù)應(yīng)力筋下料及制作
預(yù)應(yīng)力筋下料長(zhǎng)度既要滿(mǎn)足使用要求，又要防止下料過(guò)長(zhǎng)造成浪費(fèi)。預(yù)應(yīng)力筋下料長(zhǎng)度的計(jì)算，應(yīng)考慮預(yù)應(yīng)力筋的品種、錨具形式、彈性回縮率、張拉伸長(zhǎng)值、構(gòu)件孔道長(zhǎng)度、張拉設(shè)備與施工方法等因素，由于預(yù)制梁采用兩端張拉，故每根鋼絞線(xiàn)的長(zhǎng)度按下式確定：
L=L0+2(L1+L2+L3+L4+L5)
式中：L0：構(gòu)件的孔道長(zhǎng)度；
L1：工作錨厚度；
L2：千斤頂長(zhǎng)度；
L3：工具錨厚度；
L4：限位板長(zhǎng)度
L5：長(zhǎng)度富余量(一般取100 mm)；
孔道成形的質(zhì)量，對(duì)孔道磨損的影響較大，應(yīng)嚴(yán)格把關(guān)，因此要求孔道的尺寸與位置應(yīng)正確，孔道應(yīng)平順。接頭不漏漿，端部預(yù)埋鋼板應(yīng)垂直于孔道中心線(xiàn)等。
預(yù)應(yīng)力筋的孔道可采用鋼管抽芯，膠管抽芯和預(yù)埋管等方法成形，該梁場(chǎng)采用預(yù)埋金屬波紋管成孔工藝。接頭采用外徑大2 mm同類(lèi)波紋管套接，并用膠帶纏繞、密封好，以免水泥漿進(jìn)入管內(nèi)，沿梁長(zhǎng)方向1 m設(shè)一道井字形鋼筋架以利于固定波紋管。
2.2.2預(yù)應(yīng)力筋的張拉
2.2.2.1張拉程序
0→10％(rK(初應(yīng)力值作延伸量的標(biāo)記)→100％σK(持荷2min，測(cè)延伸量)一錨固。
箱梁張拉分為正彎矩區(qū)(架梁前)及負(fù)彎矩區(qū)(架梁后)兩種。在隨梁同條件養(yǎng)生混凝土試件達(dá)到85％設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行預(yù)應(yīng)力施工，預(yù)應(yīng)力筋用錨具進(jìn)場(chǎng)時(shí)應(yīng)按《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB50204—92和《預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》JGJ185—92組批驗(yàn)收，合格后方準(zhǔn)使用。各束張拉力及伸長(zhǎng)值按規(guī)范要求分別計(jì)算，以張拉力和伸長(zhǎng)值雙控。 預(yù)應(yīng)力筋張拉伸長(zhǎng)值的量測(cè)，應(yīng)在建立初應(yīng)力之后進(jìn)行。其實(shí)際伸長(zhǎng)值A(chǔ)L應(yīng)等于：
△L=△L1+△L2-A-B-C
式中：△L1：從初應(yīng)力至最大張拉力之間的實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)值，包括
多級(jí)張拉，兩端張拉的總伸長(zhǎng)值；
△L2：初應(yīng)力以下的推算伸長(zhǎng)值；
A：張拉過(guò)程中錨具楔緊引起的預(yù)應(yīng)力筋內(nèi)縮值；
B：千斤頂體內(nèi)預(yù)應(yīng)力筋的張拉伸長(zhǎng)值(若理論伸長(zhǎng)值已計(jì)人，則不減)；
C：構(gòu)件的彈性壓縮值。
關(guān)于推算伸長(zhǎng)值△L2，可根據(jù)彈性范圍內(nèi)張拉力與伸長(zhǎng)值成正比的關(guān)系計(jì)算，也可用初應(yīng)力——2倍初應(yīng)力的可測(cè)伸長(zhǎng)值代替。
△L與理論值的差值不得大于6％，否則必須暫停張拉，分析、查找原因后并采取有效措施予以調(diào)整后，方可繼續(xù)張拉。
2.2.2.2壓漿施工
孔道壓漿是為了保護(hù)預(yù)應(yīng)力鋼筋不銹蝕，并使預(yù)應(yīng)力筋與構(gòu)件混凝土有效的黏結(jié)，從而既能減輕梁端錨具的負(fù)荷，又能提高梁的承載能力、抗裂性能和耐久性。
(1)準(zhǔn)備工作：用棉花和水泥漿堵塞錨具周?chē)匿摻z間隙，并用空氣泵檢查通氣情況。
(2)水泥漿的制備：孔道注漿所用的水泥漿，須用P.O52.5R普通硅酸鹽水泥拌制，水泥漿標(biāo)號(hào)不得低于構(gòu)件混凝土標(biāo)號(hào)的80％(28天齡期時(shí))。M40水泥漿配合比及外加劑，水泥漿應(yīng)有足夠的流動(dòng)性，稠度控制在14 s-18 s之間，水灰比應(yīng)在0.4～0.45。泌水率宜控制在2％最大不得超過(guò)3％。每次拌量以30min～45min的使用為宜，水泥漿在使用和壓注過(guò)程中應(yīng)經(jīng)常攪動(dòng)。
(3)壓漿程序和操作方法。預(yù)應(yīng)力張拉后，宜在48 h內(nèi)完成孔道壓漿，經(jīng)過(guò)鐵絲篩的水泥漿用灰泵從一端向另一端壓漿，壓漿工作要在一次作業(yè)中連續(xù)完成，當(dāng)另一端出濃漿，稠度達(dá)到規(guī)定值為止，關(guān)閉出口閥門(mén)繼續(xù)壓漿，壓力應(yīng)最少升至0.5 MPa，保壓2min。
2.2.2.3封端
壓漿完畢后，即可進(jìn)行封端。封端注意事項(xiàng)：①采用與梁體同標(biāo)號(hào)的砼；②封端前，壓漿殘留渣滓應(yīng)清理干凈，與梁體的接觸面應(yīng)鑿毛；③封端的幾何尺寸應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。
3 預(yù)制梁常見(jiàn)工程病害及原因分析
在混凝土澆筑完成拆模后，梁板頂面、翼板下部出現(xiàn)不規(guī)則的裂縫。鑿開(kāi)混凝土裂縫發(fā)現(xiàn)，裂縫深度在0mm～5mm之間，初
步判定為收縮裂縫或溫度裂縫。不影響梁板的正常使用，但考慮預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)張拉后，梁板頂面拉力增大，有使裂縫增長(zhǎng)的可能，為此組織工程技術(shù)人員對(duì)裂縫產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析并提出相應(yīng)的改進(jìn)措施。
3.1裂縫產(chǎn)生的原因分析
3.1.1原材料因素
水泥采用P.0525R,經(jīng)檢驗(yàn)符合規(guī)范要求，水泥用量：486kg／m3，高強(qiáng)混凝土因采用高標(biāo)號(hào)水泥且用量大。這樣在混凝土生成過(guò)程中由于水泥水化而引起的體積收縮即自縮就大于普通混凝土，出現(xiàn)收縮裂縫的機(jī)率也大于普通混凝土。高水泥用量的混凝土硬化過(guò)程中，水化放熱量大，升溫梯度大，溫度收縮應(yīng)力加大，導(dǎo)致溫度收縮裂縫。高強(qiáng)混凝土由于水泥含量高的多，所以在硬化早期由于水分蒸發(fā)引起的干縮也將大于普通混凝土。
碎石、砂、水、外加劑等經(jīng)多次試驗(yàn)各項(xiàng)指標(biāo)均符合規(guī)范要求。
3.1.2施工工藝因素
在混凝土養(yǎng)生，現(xiàn)場(chǎng)操作中有時(shí)不夠及時(shí)，梁板頂面裸露在大氣中，夏季最高氣溫達(dá)35℃，加快了水份的蒸發(fā)，致使表面干縮裂縫。
3.1.3混凝土自身應(yīng)力形成的裂縫
�、偈湛s裂縫：混凝土凝固時(shí)，水化反應(yīng)會(huì)使混凝土的'體積減少，表面水分蒸發(fā)，也會(huì)使混凝土體積減小�；炷恋母稍镞^(guò)程是由表面逐步擴(kuò)展到內(nèi)部的，在混凝土內(nèi)呈現(xiàn)含水梯度。因此產(chǎn)生不均勻收縮，致使表面混凝土承受拉力，內(nèi)部混凝土承受壓力。當(dāng)表層混凝土所產(chǎn)生的拉力超過(guò)其抗拉強(qiáng)度時(shí)，便產(chǎn)生收縮裂縫。
�、跍囟攘芽p：梁場(chǎng)建在海拔較高的山上，當(dāng)?shù)貢円箿夭钶^大，最高溫差達(dá)20℃�；炷猎谳^大的溫度變化作用下產(chǎn)生收縮和膨脹，產(chǎn)生溫度應(yīng)力，溫度應(yīng)力超過(guò)混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)，即產(chǎn)生裂縫。
3.2裂縫的預(yù)防措施
(1)嚴(yán)把原材料質(zhì)量關(guān)：水泥、砂、碎石等原材料要保持其料源的穩(wěn)定，確保各種原材料質(zhì)量滿(mǎn)足規(guī)范要求。
(2)嚴(yán)格按照有關(guān)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計(jì)，并在施工過(guò)程中經(jīng)常校核，嚴(yán)格控制水灰比、砂率、坍落度等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)。每天施工前都要測(cè)定砂、石料含水量，得出符合實(shí)際的施工配合比。
(3)混凝土澆注應(yīng)選擇一天中溫度較低的時(shí)候進(jìn)行，采用插入式振搗器振搗時(shí)，移動(dòng)間距不應(yīng)超過(guò)振搗器作用半徑的1.5倍，對(duì)每一振搗部位必須振動(dòng)到混凝土停止下沉，不在冒出氣泡，表面呈現(xiàn)平坦、泛漿，邊振動(dòng)邊徐徐提出振動(dòng)棒，避免過(guò)振，造成混凝土離析。
(4)混凝土養(yǎng)護(hù)，不論是收縮裂縫還是溫度裂縫，混凝土的養(yǎng)護(hù)最為關(guān)鍵。合理掌握混凝土的養(yǎng)護(hù)時(shí)間，混凝土澆注完成收漿后，盡快覆蓋和灑水養(yǎng)護(hù)，使混凝土表面始終保持在濕潤(rùn)狀態(tài)，不允許混凝土在高溫下裸露暴曬。在初期由于水化反應(yīng)產(chǎn)生熱量較大，應(yīng)加大灑水次數(shù)，必要時(shí)在腹板采取噴淋養(yǎng)護(hù)加快散熱，在溫度較低的夜間進(jìn)行覆蓋，降低梁體溫差大，減少由溫差產(chǎn)生的溫縮裂縫。
4 結(jié)束語(yǔ)
經(jīng)過(guò)施工技術(shù)管理人員的共同努力，梁板的質(zhì)量得到了有效的控制。
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