浅谈现浇箱梁施工质量控制的关键技术.doc

1、浅谈现浇箱梁施工质量控制的关键技术摘要：大吨位预应力混凝土现浇箱梁具有整体性能好、刚度大、在施工和使用过程中具有良好的稳定性和适用于大跨度桥梁和各种复杂桥型的特点，在现代桥梁建设中得到广泛应用。随着桥型的不断创新和跨度的不断加大，箱梁的吨位也不断增加，由于桥梁建设是涉及到结构设计、建筑材料、施工工艺和地域环境等多种因素的综合性学科，在施工过程中也自然随之而来了很多新技术和新问题。本文作者从实际工作出发对现浇箱梁施工质量控制的关键技术进行了阐述。 关键词：现浇箱梁 施工质量 控制技术 一、高性能混凝土配合比及强度预测研究 随着建筑科学技术的不断发展，钢混斜拉桥在工程应用中跨度不断增加，大吨位箱梁

2、和钢混结合段对混凝土性能要求也越来越高。水泥作为混凝土建筑工程最重要的材料，每年全世界水泥生产的 C02 排放量约占 1/10 左右，成为环境污染、温室效应和全球变暖的罪恶黑手，同时，伴随而来的是大吨位、大体积混凝土施工期水化热所引起的结构开裂等一系列技术问题，而掺加粉煤灰高性能混凝土的出现，成为缓解这两种问题的出发点。粉煤狄等矿物掺和料混凝土是现代混凝土技术新潮流中发展起来的一种经济的改性混凝土。 “硅酸盐水泥+粉煤灰+高效减水剂 的这种绿色高性能混凝土为节能减排发挥了巨大作用，其开发利用日益受到国内外学者的重视，在工程建设中迅速得到了的广泛应用。 但是在各地工程应用中逐渐发现高性能混凝土由

3、于原材料、掺合料产地，配合比和外加剂种类性质的因素的不同，其强度等性质表现出与传统混凝土不小的差异，且离散性加大，缺乏推广性的的配合比技术和早期强度预测技术，尤其对于钢混结合段这种混凝土浇筑时难以振捣密实和养护的特殊结构，其传力机理不仅要求混凝土大流态、小收缩以及利于灌注密实和钢箱梁与混凝土箱梁的结合，而且要求刚度大、韧性好、疲劳强度高，保证钢箱梁与混凝土箱梁间的力学匹配。 因此，在工程建设中，与工程实际应用相匹配的高性能混凝土配合比设计和早期强度预测研究一直是关注的重点和研究的热点。 二、后张法预应力孔道压浆性能研究 我国后张法预应力混凝土桥梁从最原始的单跨 20m 后张法简支梁桥发展到现在

4、的悬臂现浇大跨径箱梁桥，在近 20 年左右时间里，交通基础设施建设达到高峰，在全国各地建成，设计寿命一般都在 100 年以上，预应力混凝土结构不仅结构性能优越，而且能发挥材料的潜能，具有较高的经济效益，成为桥梁建设中优先考虑的结构形式。目前，后张法已广泛应用于我国公路桥梁的施工中，无论是悬臂施工、现场浇筑还是逐跨施工的桥梁都是以后张法为主。在整个后张法预应力结构体系中，张拉钢筋束后进行的孔道压浆是其施工中的关键工序之一。孔道压浆质量的好坏直接关系到后张法预应力结构的安全性和耐久性。 三、压浆质量问题 在桥梁施工和桥梁改建过程中，进行压浆质量调查和研究，为了改善孔道压浆的质量，提高后张法预应力混

5、凝土桥梁的使用寿命和运营质量，桥梁工程界技术人员和广大的科研工作者结合工程实际，目前主要从以下三个大方面进行了研究：如何对孔道压浆质量进行检查的技术研究；研究改善后张法有粘结预应力施工中的孔道压浆材料的性能和压浆工艺，直接提高孔道压浆的质量；寻找替代或者取消孔道压浆的办法。研究通过其他的后张法预应力技术，比如体外预应力技术和无粘结预应力技术，减小孔道压浆的难度或直接不需要孔道压浆，减轻或避免孔道压浆不密实对结构带来的不利影响。 孔道压浆质量的无损检测方法，国外已有大量的文献资料，主要集中利用冲击回波法。但是即便是用这种先进的方法，不但现场工作量大而且发现问题后很难补救。现行的补救方法就是对压浆

6、不密实的孔道进行补浆处理，补浆的主要材料有水泥浆和树脂浆。水泥浆是悬浊液，压水能过的压浆不一定能通过，而先压进的水往往为进一步锈蚀提供了条件；如果直接压浆，则水泥浆内的水分被混凝土壁吸收，造成浆液堵塞孔道。如果采用树脂浆，补浆的效果比水泥浆好得多，但是造价也会大大提高。 通过改善后张法有粘结预应力施工中的孔道压浆材料的性能和压浆工艺，直接提高孔道压浆的质量是当前实用而且有效的方法。在大吨位箱梁桥施工中，已经普遍采用孔道真空压浆工艺，通过近几年大规模桥梁工程建设的不断实践，真空压浆工艺已同渐成熟，但是压浆材料性能由于目前市场上原材料和添加剂种类繁多，地域性影响和离散性大，因此根据实际需要和施工能

7、力改善压浆材料和压浆工艺，从而提高压浆密实度和抗腐蚀介质渗透能力是目前工程技术人员的研究的主要方向。一般是通过大量水泥浆特性试验、压浆完成后的预应力力筋加速腐蚀试验和大比例复杂模拟孔道压浆试验，来寻找合适的水泥浆体的设计配合比，该水泥浆体应具有良好的流动性、一定时间内迅速达到强度要求和良好的抗泌水性能。在此基础上，细化施工中压浆顺序，注意排气孔的设置以及施工中避免出现影响压浆质量的错误举措。 一般认为压浆用水泥浆应但具有良好的流动性，能够填满钢束与套管之间的间隙，应当能够尽快地达到一定的抗压强度及粘结强度，而且还要有足够的抗泌水性，特别是对于高程有变化的管道。通常可以通过使用一种外加剂来获得某

8、种性能，如更好的流动性、触变性、较小的透水性，但是这种外加剂可能会对其它的性能产生不利的影响。美国Pennsylvania 大学和 Texas 大学对改进水泥浆性能做了大量的研究工作。他们使用波特兰水泥，对 30 多种不同配合比的水泥浆做了一系列的新特性试验、加速腐蚀试验和大比例尺的模拟管道试验来评价他们设计的合理性。结果表明：使用高效塑化剂将增加其泌水性；低泌水性、加入最少量化学外加剂的水泥浆具有最佳的抗腐蚀性能，而且各种外加剂之问是否会相互作用对水泥浆产生不利的影响。所以尽量少用外加剂而达到最佳的压浆效果是国内外水泥浆研究的方向。 寻找替代或者取消孔道压浆技术，以避免孔道压浆不密实给有粘结

9、后张法预应力混凝土桥梁带来的不利影响是研究的另一个思路。体外预应力技术、后张法无粘结预应力和预应力力筋环氧防腐涂层材料的研究技术便由此而来，这两项技术在 20 世纪 70 年代进入我国，直到 80 年代才开始得到逐渐应用。这些新技术的运用避免了由于压浆质量带来的各种问题，而转向锚固和锚具技术、转向快和齿板的研究以及结构体外预应力钢束配筋比以及防腐涂层如使用镀锌、涂环氧涂层，利用油脂非刚性材料作为保护和填充材料等方面的研究。 随着预应力技术的发展，后张法预应力孔道压浆和体外预应力及无粘结预应力技术都在中、小跨径桥梁上得到了应用，预应力力筋环氧防腐涂层材料的研究重点还在于室内试验和理论分析，由于造

10、价和成本的问题，还未推广至工程应用。根据已建工程和已有的研究资料表明，在大吨位和大跨径桥梁上，由于替代和取消压浆技术中的体外预应力和后张法无粘结预应力技术，改变了结构的受力形式，需要针对具体的受力体系进行精确计算，而且对锚具等机械工艺和体系要求较高，后期维护费用高昂，耐久性较差；而预应力力筋的防腐涂层仍然处于可行性试验研究阶段。 四、总结 综上所述，对于大吨位和大跨径预应力桥砼梁，后张法压浆技术仍然是首选和重点采用的技术，而随着横向预应力、竖向预应力和超长纵向预应力的出现，大吨位桥梁施工对后张法压浆质量提出了更高的要求，加上后张法压浆技术先天具有的隐蔽性、难以发现和补救的特点，调查发现，孔道压浆质量在实际工程运用中仍然存在诸多问题，存有巨大的安全隐患，因此，针对孔道压浆技术的研究尤其是孔道压浆性能的试验研究还需要深入的进行。 参考文献 1 JTJ 025-1986. 公路桥涵钢结构及结构设计规范S. 1986 2 JTG D60-2004. 公路桥涵设计通用规范S. 2004