先張法空心板梁施工中的質(zhì)量控制與通病防治

1、<p>　　先張法空心板梁施工中的質(zhì)量控制與通病防治</p><p>　　摘要：本文主要講述了在先張法空心板梁生產(chǎn)過(guò)程中的一些質(zhì)量控制及通病產(chǎn)生的原因和解決方法。 </p><p>　　關(guān)鍵詞 ：配合比混凝土控制裂縫預(yù)拱度 </p><p>　　中圖分類號(hào)： TU37 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p><b>　　1 引

2、言 </b></p><p>　　先張法空心板梁用于一般跨度不是很大的橋梁施工，有著許多其他結(jié)構(gòu)無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)：跨度大，造價(jià)低，施工方便，質(zhì)量易于控制，適合于規(guī)模化生產(chǎn)。因此隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，特別是市政、交通橋梁工程的發(fā)展，它已被廣泛采用。333省道興化段改擴(kuò)建工程施工5標(biāo)有先張法板梁125片，20米板72塊，10米板53塊，選擇在預(yù)制場(chǎng)集中進(jìn)行預(yù)制。先張法板梁的生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)配合比的設(shè)計(jì)、鋼絞線的

3、張拉、混凝土的澆注、預(yù)拱度的控制等都有較高的要求，但在實(shí)際生產(chǎn)中施工人員由于對(duì)這些關(guān)鍵環(huán)節(jié)的不重視，從而引起一些質(zhì)量通病。 </p><p>　　下面就對(duì)在先張法板梁生產(chǎn)過(guò)程中最常見(jiàn)的質(zhì)量通病如：混凝土強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求、板梁裂縫、板面厚度和尺寸偏差、預(yù)拱度過(guò)大、保護(hù)層合格率偏低等質(zhì)量通病引橋的因素和應(yīng)采取的措施進(jìn)行分析。 </p><p>　　2 質(zhì)量通病的預(yù)防與控制 </p>

4、;<p>　　先張法預(yù)應(yīng)力空心板梁質(zhì)量評(píng)定的依據(jù)是設(shè)計(jì)圖紙及《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T F50-2011），因此要按設(shè)計(jì)與規(guī)范要求進(jìn)行施工，嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量及各工序施工。 </p><p>　　2.1 混凝土強(qiáng)度控制 </p><p>　　先張法板梁的混凝土強(qiáng)度等級(jí)一般為C40-C50，本標(biāo)段混凝土強(qiáng)度為C50，合理的進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)和嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量是保證混凝土

5、強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求的二個(gè)重要因素。 </p><p>　　2.1.1 配合比設(shè)計(jì) </p><p>　　為了滿足生產(chǎn)時(shí)存梁場(chǎng)地的周轉(zhuǎn)，先張法板梁混凝土配合比一般為早強(qiáng)型配合比，要求5-6天混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%以上。這就要求配合比設(shè)計(jì)時(shí)不能局限于傳統(tǒng)的由水泥、砂、石、水這四種組份，礦物摻合料及混凝土外加劑是不可缺少的組份?；炷僚浜媳仁巧a(chǎn)合格混凝土的關(guān)鍵,應(yīng)按JGJ55-2011《

6、普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定，根據(jù)混凝土強(qiáng)度等級(jí)、耐久性和工作性等要求進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)。配合比設(shè)計(jì)要以本期水泥檢測(cè)結(jié)果和上一統(tǒng)計(jì)期內(nèi)水泥的平均強(qiáng)度、標(biāo)準(zhǔn)差以及上一統(tǒng)計(jì)期內(nèi)混凝土的平均強(qiáng)度、標(biāo)準(zhǔn)差為依據(jù)，堅(jiān)持不經(jīng)試拌確認(rèn)合格的混凝土配合比不在本工程中使用。 </p><p>　　2.1.2原材料的質(zhì)量控制 </p><p>　　（1）水泥，選用水泥時(shí)，應(yīng)以能使所配制的混凝土強(qiáng)度達(dá)到要

7、求，收縮小、和易性好為原則，水泥質(zhì)量應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并附有廠家的水泥質(zhì)量保證書等合格證明。本工程選用泰州海螺P.O52.5水泥，水泥進(jìn)場(chǎng)后，對(duì)其按品種、強(qiáng)度、證明文件以及出廠時(shí)間等情況分批進(jìn)行檢查驗(yàn)收并進(jìn)行復(fù)查試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果均合格。 </p><p>　?。? ）砂子，應(yīng)采用級(jí)配良好，質(zhì)地堅(jiān)硬、顆粒潔凈的江砂，細(xì)度模數(shù)應(yīng)控制在2.5～2.8 之間中砂，小于該值時(shí)，配制的混凝土拌和物太黏稠，施工振搗困難，容易粘

8、模，而且拆摸后，混凝土的表面觀感差。大于該值，配制的混凝土保水性差，混凝土容易出現(xiàn)泌水離析現(xiàn)象，拆摸后，混凝土表面容易出現(xiàn)蜂窩麻面，影響觀感質(zhì)量。 </p><p>　　（3 ）石子，應(yīng)采用質(zhì)地堅(jiān)硬，表面粗糙的石灰?guī)r或花崗巖碎石。顆粒級(jí)配，可采用5～25連續(xù)級(jí)配，但不宜采用單粒級(jí)配，單粒級(jí)碎石配制的混凝土，容易發(fā)生離析。也可采用二種規(guī)格的石子進(jìn)行摻配，本標(biāo)段采用5～31.5mm連續(xù)級(jí)配即采用5～16㎜和16～31

9、.5mm 二種規(guī)格的碎石按照3:7的比例進(jìn)行摻配。 </p><p>　?。? ）混合材料，混凝土的混合材料一般指礦渣、硅粉等。應(yīng)對(duì)其流動(dòng)度比、活性指數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)。預(yù)應(yīng)力混凝土通常用礦粉作為礦物摻合料，它不僅能改善混凝土的工作性能，降低水化熱，而且能提高混凝土的密實(shí)性，增加后期強(qiáng)度。 </p><p>　?。?）外加劑，選用外加劑時(shí),應(yīng)根據(jù)混凝土的性能要求、施工工藝及氣候條件,結(jié)合混凝土的原

10、材料性能、配合比及對(duì)水泥的適應(yīng)性等因素,通過(guò)試驗(yàn)確定其品種和摻量。 </p><p>　　2.2 裂縫的控制 </p><p>　　2.2.1 裂縫的成因 </p><p>　　在板梁生產(chǎn)中裂縫是比較常見(jiàn)的通病，大部分裂縫是非荷載性裂縫，非荷載性裂縫中因混凝土收縮所引起的裂縫是最常見(jiàn)的。在混凝土收縮種類中，塑性收縮和縮水收縮（干縮）是發(fā)生混凝土體積變形的主要原因。還

11、有一些裂縫是氣囊放氣和預(yù)應(yīng)力放張時(shí)產(chǎn)生的。 </p><p>　　2.2.1.1塑性收縮裂縫 </p><p>　　塑性收縮裂縫發(fā)生在施工過(guò)程中、混凝土澆筑后4-5小時(shí)左右，此時(shí)水泥水化反應(yīng)激烈，分子鏈逐漸形成，出現(xiàn)泌水和水分急劇蒸發(fā)，混凝土失水收縮，同時(shí)骨料因自重下沉，因此時(shí)混凝土尚未硬化，稱為塑性收縮。塑性收縮所產(chǎn)生量級(jí)很大，可達(dá)1%左右。在骨料下沉過(guò)程中若受到鋼筋阻擋，便形成沿鋼筋方

12、向的裂縫。在構(gòu)件豎向變截面處與頂?shù)装褰唤犹?，因硬化前沉?shí)不均勻?qū)l(fā)生表面的順腹板方向裂縫。為減小混凝土塑性收縮，施工時(shí)應(yīng)控制水灰比，避免過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的攪拌，下料不宜太快，振搗要密實(shí)，豎向變截面處宜分層澆筑。 </p><p>　　2.2.1.2縮水收縮（干縮）裂縫 </p><p>　　混凝土結(jié)硬以后，隨著表層水分逐步蒸發(fā)，濕度逐步降低，混凝土體積減小，稱為縮水收縮（干縮）。因混凝土表層水分損

13、失快，內(nèi)部損失慢，因此產(chǎn)生表面收縮大、內(nèi)部收縮小的不均勻收縮，表面收縮變形受到內(nèi)部混凝土的約束，致使表面混凝土承受拉力，當(dāng)表面混凝土承受拉力超過(guò)其抗拉強(qiáng)度時(shí)，便產(chǎn)生收縮裂縫?；炷劣不笫湛s主要就是縮水收縮。如配筋率較大的構(gòu)件（超過(guò)3%），鋼筋對(duì)混凝土收縮的約束比較明顯，混凝土表面容易出現(xiàn)龜裂裂紋?；炷潦湛s裂縫的特點(diǎn)是大部分屬表面裂縫，裂縫寬度較細(xì)，且縱橫交錯(cuò)，成龜裂狀，形狀沒(méi)有任何規(guī)律。 </p><p>　

14、　2.2.1.3 充氣膠囊放氣和預(yù)應(yīng)力筋放張引起的裂縫 </p><p>　?。?）放氣引起的裂縫，從分布看主要集中在板面，而且裂縫有時(shí)很大，甚至貫通，縱橫分布很長(zhǎng)，但一般不影響結(jié)構(gòu)。這些裂縫主要是膠囊放氣過(guò)早引起的，而且在板面鋼筋保護(hù)層過(guò)小或過(guò)大時(shí)表現(xiàn)得尤為明顯。為了避免放氣裂縫的出現(xiàn)，一方面應(yīng)嚴(yán)格控制膠囊放氣時(shí)間，另一方面應(yīng)嚴(yán)格控制鋼筋尺寸。 </p><p>　?。?）、預(yù)應(yīng)力筋放張

15、引起的裂縫，板底縱向裂縫一般在放張過(guò)程中產(chǎn)生的，一方面因板梁端部混凝土澆搗不密實(shí)或端部螺旋筋漏放等都會(huì)引起端部承壓不夠而產(chǎn)生放張裂縫；另一方面端部失效管也是引起放張裂縫的重要因素，“失效”是指按設(shè)計(jì)要求在板梁端部一定距離內(nèi)用套管將預(yù)應(yīng)力筋包裹，使之與混凝土失去粘結(jié)，簡(jiǎn)稱“失效” 。如果失效管過(guò)薄、破損則會(huì)對(duì)鋼絞線產(chǎn)生握裹力，預(yù)應(yīng)力筋在放張過(guò)程中會(huì)對(duì)混凝土產(chǎn)生縱向磨擦力，從而產(chǎn)生放張裂縫。因此在施工中應(yīng)注意：選用失效管時(shí)應(yīng)選擇壁厚一些，端

16、部螺旋筋放置位置準(zhǔn)確并綁扎牢固，端部混凝土必須振搗密實(shí)。 </p><p>　　2.2.2 影響混凝土裂縫的主要因素 </p><p>　　對(duì)于放氣和放張引起的裂縫我們是可以通過(guò)合理的施工方法和施工程序避免。而對(duì)于收縮裂縫不但與施工方法有關(guān)，還與原材料品質(zhì)有關(guān)，因此我們還必須了解其產(chǎn)生的原因，研究表明，影響混凝土收縮裂縫的主要因素有：（1）、水泥品種、強(qiáng)度等級(jí)及用量。礦渣水泥、快硬水泥、低

17、熱水泥混凝土收縮性較高，普通水泥、火山灰水泥、礬土水泥混凝土收縮性較低。另外水泥強(qiáng)度等級(jí)越高、單位體積用量越大、磨細(xì)度越大，則混凝土收縮越大，且發(fā)生收縮時(shí)間越長(zhǎng)。例如，為了提高混凝土的強(qiáng)度，施工時(shí)經(jīng)常采用強(qiáng)行增加水泥用量的做法，結(jié)果收縮應(yīng)力明顯加大。（2）、骨料品種。骨料中石英、石灰?guī)r、白云巖、花崗巖、長(zhǎng)石等吸水率較小、收縮性較低；而砂巖、板巖、角閃巖等吸水率較大、收縮性較高。另外骨料粒徑大收縮小，含水量越大收縮越大。（3）、水灰比。用

18、水量越大，水灰比越高，混凝土收縮越大。（4）、外摻劑。外摻劑保水性越好，則混凝土收縮越小。（5）、養(yǎng)護(hù)方法。良好的養(yǎng)護(hù)可加速混凝土的水化反應(yīng)，獲得較高的混凝土強(qiáng)度。養(yǎng)護(hù)時(shí)保持濕度越高、氣溫越低、養(yǎng)護(hù)時(shí)間越長(zhǎng)，則混凝土收縮越小。蒸汽養(yǎng)護(hù)方式比自然養(yǎng)護(hù)方式混凝土收縮要小。（6）、外界環(huán)境。大氣中濕度小、空氣干燥</p><p>　　2.3 板面、板底、邊肋及中肋混凝土厚度及尺寸的控制： </p><

19、;p>　　板底、板面是抗彎和抗壓的主要部位。板面直接承受車輛動(dòng)荷載，板面厚度不達(dá)到設(shè)計(jì)要求，將產(chǎn)生局部承壓破壞，板面穿孔。如果跨中板面厚度不達(dá)到要求，在最大彎矩作用下會(huì)因板面混凝土受壓承載力不夠而產(chǎn)生脆性破壞，導(dǎo)致板梁斷裂。邊肋和中肋是承受剪力的主要部位，特別是端部更是剪力最大部位處。因此在施工中應(yīng)嚴(yán)格控制模板尺寸，特別是內(nèi)模（氣囊）的尺寸，澆搗上層混凝土前應(yīng)仔細(xì)檢查固定膠囊的鋼筋是否遺漏、脫鉤。澆搗時(shí)先中肋后邊肋，左右對(duì)稱進(jìn)行，

20、防止膠囊偏位。 </p><p>　　2.4 預(yù)拱度的控制： </p><p>　　一般先張法板梁在放張后會(huì)產(chǎn)生1.5‰左右的反拱，因此先張法板梁的預(yù)拱度是通過(guò)預(yù)應(yīng)力筋放松后產(chǎn)生的反拱來(lái)實(shí)現(xiàn)的。通常情況下，板梁混凝土的強(qiáng)度、混凝土彈性模量、張拉應(yīng)力、板梁存放時(shí)間是影響預(yù)拱度大小的重要因素。在實(shí)際施工中，預(yù)拱度過(guò)大是常見(jiàn)的質(zhì)量通病。預(yù)拱度過(guò)大一方面會(huì)在板梁安裝后造成梁底錯(cuò)位影響外觀，另一方面

21、過(guò)大的預(yù)拱度將直接影響橋面的面層厚度，甚至產(chǎn)生板面裂縫，影響結(jié)構(gòu)的安全性。產(chǎn)生預(yù)拱度過(guò)大的主要原因大致有：混凝土強(qiáng)度、彈性模量偏低，鋼絞線張拉應(yīng)力偏大，存放時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。為了減少上述因素的影響，在施工中我們應(yīng)該注意：（1）、控制混凝土放張強(qiáng)度，同時(shí)檢測(cè)混凝土彈性模量。把每條板梁的放張強(qiáng)度在滿足規(guī)范要求的前提下控制在一個(gè)合理的波動(dòng)范圍內(nèi)，用同一配合比，骨料單獨(dú)分倉(cāng)存放，保證彈性模量均勻。（2）、控制張拉應(yīng)力，張拉時(shí)應(yīng)以應(yīng)力控制為主，按規(guī)定對(duì)張

22、拉器具進(jìn)行校驗(yàn)，選擇先進(jìn)的智能張拉設(shè)備。（3）、減少梁的存放時(shí)間，合理安排生產(chǎn)時(shí)間。 </p><p><b>　　3 總結(jié)： </b></p><p>　　在施工中除了必須按照設(shè)計(jì)、規(guī)范、施工工藝要求外，還應(yīng)對(duì)其他一些關(guān)鍵的質(zhì)量因素進(jìn)行分析、探索和總結(jié)，掌握科學(xué)的生產(chǎn)方法。才能保證先張法板梁的生產(chǎn)質(zhì)量，防止產(chǎn)生質(zhì)量通病。通過(guò)在本標(biāo)段梁板首件施工完成后在檢測(cè)結(jié)果，各項(xiàng)

23、指標(biāo)均符合設(shè)計(jì)要求，有效的控制了砼質(zhì)量通病的產(chǎn)生。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]《333省道興化段改擴(kuò)建工程施工圖設(shè)計(jì)》 </p><p>　　[2]《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》JTG/T F50-2011 </p><p>　　[3]《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ55-