1、1104 国道桥现浇箱梁施工的外观质量控制摘 要：本文通过 104 国道桥的施工实践， 从支架、模板、施工控制测量等三个方面阐述了现浇混凝土箱梁桥的线型控制，从砼表面裂缝、破损、颜色不均匀、破损等四个方面阐述了混凝土外观质量的控制。 关键词：混凝土；线形控制；外观质量 104 国道跨杭甬运河大桥位于萧山区衙前镇，主桥为单片钢管混凝土系杆拱结构，跨径 90 米，矢跨比为 1/5，矢高 18 米。系杆为预应力混凝土箱梁，跨中中心线处高度为 2.5m，底板横向平直。总的宽度为 28.62米，挑臂长度 4.5 米，底板宽度为 18.52 米。拱脚处加设了冷拉 IV 级粗钢筋预应力。系杆箱梁采用纵横向二
2、向预应力结构，纵向预应力束采用915.24 高强度低松弛钢绞线，横向预应力束分为两种，一种布置在顶板上，采用 315.24 高强度低松弛钢绞线，另一种布置在横隔梁上，采用 15.24 高强度低松弛钢绞线，中横梁布置 4 根，端横梁布置 8 根。现浇箱梁共有内箱 95 个，且形式、尺寸各异，104 国道桥总体结构效果模拟参见图 1。 在当今的公路建设中，桥梁不仅仅是跨越障碍的通道，同时也是一道凝固的风景。在桥梁施工中，结构物的线形和砼的外观质量就是造就这道风景的基础。本文将结合 104 国道桥施工实践，探讨如何做好现浇箱梁的线型控制和混凝土外观质量控制，以体现混凝土的凝固之美。 1 线形的控制
3、2线形的制约因素主要有支架、模板、施工控制测量等，下文将从这三个方面进行阐述。 1.1 支架 104 国道主桥为预应力砼连续箱梁，采用钢管桩、型钢搭设的支架现浇施工，支架一次成型。支架主要采用 60.98mm 钢管桩作为主要支承，横向扁担梁采用 H600200，纵向承重梁采用 I45a，间距 100-147cm，横向分配梁采用 I25a，横桥向设 6 根钢管桩，钢管桩横向间距为450cm。 为保证现浇支架在施工过程中的安全及质量，在进行支架拼装的过程中，我们特别注意以下事项： （1）施工选用质量良好的材料，如有局部破损须进行局部加强处理；为保证钢管桩对接不出现较大错位，钢管桩配料须进行试拼，采
4、用对接焊进行组拼，且在对接处均需采用缀条帮焊。 （2）在完成钢管桩安装后，应对其顶面进行找平处理，以免影响设计构件传力效果。钢管桩顶面 H60 承重梁必须按设计设置加劲肋，以增强局部稳定性。 （3）支架组拼完毕后，应对支架进行一次全面的检查，符合设计要求后，方可进行模板的安装。 （4）施工预拱度的确定与设置： 在支架上浇筑箱梁时，在施工中和预应力张拉完成后，上部构造要发生一定的变形，为保证上部构造在预应力张拉完成后能达到设计要求的线形，在支架、模板施工时设置合适的预拱度。在确定预拱度时，主3要考虑了以下因素： 由结构自重及活载一半所引起的弹性挠度 1、超静定结构由混凝土收缩、徐变及温度变化而引
5、起的挠度 5（1+5，设计理论挠度） 。 支架在荷载作用下的弹性变形 2；支架承受施工荷载引起的非弹性变形 3；支架基础在受载后的非弹性沉陷 4。 （2+3+4，施工挠度） 。 根据设计及监控单位要求，箱梁预拱度跨中按 2cm 设置，即最大值为梁跨的中间，支座处为零，按二次抛物线法设置。 （5）支架预压 为检验支架的整体稳定性及支架基础的实际承载能力，克服砼浇筑过程中支架的不均匀沉降，避免箱梁砼因支架不均匀沉降而出现裂缝，现浇支架在浇筑箱梁前要进行压载试验。一是消除非弹性变形；二是根据预压结果，可得出与设置预拱度有关数据，据此对理论计算数值进行修正以确定更加合适的预拱度。 104 国道主桥现浇
6、支架基础位于旧路路面上，其地基承载力经验算大于基底应力近 10 倍；现浇箱梁支架高度小，且为大刚度的桥式支架，支架变形主要是纵向承重梁的弹性变形。为此，本着科学、有效的原则，该支架不需通过加载预压消除非弹性变形，只需通过加载试验比较理论计算经验值（施工手册）的弹性变形，来设置预拱度。对 104 国道主桥现浇箱梁支架预压做出如下安排： 端横梁段砼主要由支座及后排钢管桩支架承重，且钢管桩支撑在承台上，属于大刚度结构，故不考虑进行预压。箱梁段支架除第一跨在回4填基础上，其余均在旧路路面上，且其承载力远远大于计算基底应力，为此该段支架仅对第一跨进行预压。压载重量为箱梁重的 1.2 倍。压前在分配梁跨中
7、位置及钢管桩上布设观测点，定期测量相应观测点的标高。压载试验方法如下：在铺设好底模的支架上放置砂袋实现加载。加载宜分四级进行，即 25%、50%、75%和 100%的加载总重，每级加载后均静载1 小时，测量各阶段的支架沉陷量，卸载至试验范围内梁板重量时，测量支架的反弹值，沉降测量采用高精度水准仪，测定观测点上固定标记的高程值，记下各阶段的高程值，然后计算出沉降量。若沉降量不满足最小沉降要求，则需对基础和支架采取加固措施，再进行试验，直到满足设计要求为止。 1.2 模板 1.2.1 模板的制作 本桥箱梁底模、腹板外侧模采用组合钢模板，腹板内模及顶板内模均采用竹胶板。底模及腹板外侧模采用 6mm
8、厚冷轧钢板，钢板表面必须平整，不允许板上有局部凹陷。面板补缺的钢板，出现变形式翘曲者，应作校正，进行砂轮打磨，达到质量标准后方准除油污焊渣。钢板拼缝高差为0.5mm，平整度为2mm，垂直度2mm。竹胶板面拼装时做到拼缝紧密平整。模板成型后用专用修补剂嵌补所有缝隙。 1.2.2 模板的安装 模板安装时位置要准确，内外模与底模连接处紧密、平整、不漏浆，保证结构物处露面美观，线条顺畅，并满足施工时强度和刚度要求。模板安装完毕后对其平面位置、顶部标高、节点联系和纵横向稳定性进行5检查，签认合格后方可浇筑砼。 1.3 施工控制测量 现浇梁的线形施工控制的主要内容是施工控制测量，施工控制测量包括平面控制测
9、量和高程控制测量，需做好以下工作： 在施工准备阶段做好全桥导线控制网的布设。本桥采用桶形控诵测量的方法布置线形诵锁。测量结果达到精度要求。高程控制测量采用附合导线水准测量布设水准导线，精度达到要求。 施工过程中底模的平面位置采用施工坐标法确定轴线，底模大致调好以后通知测量组测量，现场调整到正确的位置，然后固定好底模。 下面着重介绍模板的测量控制。 现浇梁的线形施工控制的主要内容是立模标高，包括：设计标高、预拱度值、施工调整值（包括支架变形及温差引起变位） 。其中设计标高、预拱度值均在理想状态下计算所得，施工调整值中的支架变形值可从静载试验中获取可靠数据。温差所引起的变形可先用已浇注的梁段实测（
10、即挠度观测）标高数据进行“追踪法”计算下一梁段的施工标高，然后采用“倒拆法”所算之 0#块处的标高来校正下一梁段的施工标高。为了达到施工控制的目的，在施工中采用如下措施加以控制： 获取设计标高、预拱度值及支架变形； 对已浇注的梁段标高进行实时监测，并对下一梁段的各施工过程中标高变化趋势进行预测，并尽量根据实测数据建立起悬臂长度、箱梁质量、温度与变形的三元线性回归分析模型以确保预测值的准确，对温差引起的变形进行预测。 6支架预压完成后，精确调整模板标高。 预埋标高变形监测点。 待梁段浇注后进入下一轮的标高变形监测及温差引起变形值的预测。 所以立模标高的准确性直接关系到现浇梁的线形是否顺畅和符合设
11、计要求。我施工单位与上海通济科技有限公司进行合作，每次安装完模板后，都将立模标高提供给上海通济科技有限公司监控组，上海通济科技有限公司监控组根据上一节段的砼标高来调整模板的标高，使得立模标高得到了有效的控制。 2 砼外观质量控制 不论现场管理水平如何，砼的施工都不可能在非常理想的条件下进行，往往会由于种种原因，或者是结构型式的特殊，或者是气候条件的恶劣，或者是施工方法、施工工艺的不规范等等。一般情况下，很容易在砼的浇筑过程中或刚刚施工完不久产生表面缺陷。不管是哪一种表面缺陷，都会对砼的外观质量带来不利的影响。所以，找到砼产生表面缺陷的内因，在施工中有针对性的采取预防措施，对既有的缺陷加以必要的
12、修复处理，以提高砼的外观质量。结合本桥的构造特点，施工方采取以下措施控制结构物外观质量： 2.1 砼表面裂缝 砼表面的裂缝大都是因为收缩而产生的，主要有两大类，一类是刚刚浇筑完成的砼表面水分蒸发变干而引起，另一类是因为砼硬化时水化热使砼产生内外温差而引起。 7刚刚浇筑完成的砼，往往因为外界气温较高，空气中相对湿度较小，表面蒸发变干，而其内部仍是塑性体，因塑性收缩产生裂缝。这类裂缝通常不连续，且很少发展到边缘，一般呈对角斜线状，长度不超过30cm，但较严重时，裂缝之间也会相互贯通。对这类裂缝最有效的预防措施是在砼浇筑时保护好砼浇筑面，避免风吹日晒，砼浇筑完毕后要立即将表面加以覆盖，并及时洒水养生
13、。另外，在砼中掺加适量的引气剂也有助于减少收缩裂缝。 对于较深层的砼，在上层砼浇筑的过程中，会在自重作用下不断沉降。当砼开始初凝但未终凝前，如果遇到钢筋或者模板的连接螺栓等东西时，这种沉降受到阻挠会立即产生裂缝。特别是当模板表面不平整，或脱模剂涂刷不均匀时，模板的摩擦力阻止这种沉降，会在砼的垂直表面产生裂缝。这种情况一般容易发生在砼柱或其它窄长结构的边角部位。在砼初凝前进行第二次振捣是避免出现这种缺陷的最好方法。 值得特别一提的是不同品牌水泥的混用也会使砼产生裂缝。不同品牌的水泥，存在相容性问题。在砼施工时，应该严禁不同品牌、不同标号的水泥混在一起使用。 碱骨料反应也会使砼产生开裂。由于硅酸盐
14、水泥中含有碱性金属成份（钠和钾） ，因此，砼内孔隙的液体中氢氧根离子的含量较高，这种高碱溶液能和某些骨料中的活性二氧化硅发生反应，生成碱硅胶，碱硅胶吸水水分膨胀后产生的膨胀力使砼开裂。 2.2 砼表面破损 砼表面破损包括：表面峰窝、表面麻面、表面气孔、表面冲蚀等，8至于表面蜂窝，纯粹是因为振捣不到位所至，在施工中只要增强责任心就能避免，在这里我主要就表面麻面、气孔、冲蚀谈几点看法。 脱模后的砼表面麻面起粉，主要原因是因为砼表面出现缓凝现象所致，这可能是由于使用了不合格的脱模剂或脱模剂使用不当造成的。当脱模剂用量过大时，既浪费又会引起砼表面缓凝，还会污染已经浇筑好的砼表面。另外，当使用木制模板时
15、，有些木头在日晒下会析出糖分，而糖分有延缓水泥水化的作用，从而产生砼表面缓凝。砼表面麻面与模板拼缝不严也有关系。 砼表面的气孔主要是模板表面携带的水、气泡引起的。如果模板表面有一定吸附性或透气性的话（如采用木制模板） ，气孔可以减少；若采用抗渗透性强的钢模板，则气孔一般都是因为振捣不充分所致。即使振捣充分，也还会有气孔，特别是在砼的上层表面或模板向内倾斜的情况下，气孔很难避免。另外，所使用的脱模剂和砼配合比对产生气孔也有很大的影响，一般情况下，粘性大的砼比粘性小的更容易产生气孔。 水在模板与砼浇筑面之间渗流时，水泥浆随水一同流走，会使砼结构的垂直面产生像河流三角区一样的图形。其主要原因是因为砼
16、坍落度太大或和易性太差，或使用的外掺剂不当有泌水现象，大多属于砼配合比设计上的问题。这种冲蚀虽然发生在砼结构的浅层表面，对砼强度一般不会产生多大影响，但是，极大地影响了砼外观，特别是当冲蚀破损较深或钢筋保护层较薄时，必须要进行很好的修补。 砼的这种缺陷修补时，为了获得可以接受的砼表面颜色，可以通过试验之后，把白水泥与灰色普通水泥按一定比例混在一起使用，砂子应9使用筛除了粗颗粒的细砂，砂浆中要掺用聚合物（比如环氧树脂、白乳胶等） ，用砂浆块或光滑的石板抹面以获得光滑的表面。 2.3 砼表面颜色不均匀 施工中想要砼表面颜色完全一致几乎是不可能的，许多因素都会引起砼表面颜色发生变化，比如原材料的种类
17、、施工配合比、砼的养护条件、砼的振捣情况、脱模剂的使用情况、模板的表面结构、模板的吸附性能等，还有拆模时人为造成的颜色变化，都会给人的感官上带来不悦。决定砼颜色的原材料主要是水泥或掺加的矿粉、粉煤灰等粘结料，一旦粘结料的品种或粘结料的用量发生变化，都会导致砼颜色发生改变。当砼和易性欠佳，或在下料过程中砼粗细骨料发生离析，或振捣不均匀等，导致某些部位粗骨料集中，某些部位砂浆过于丰富，待砼硬化后颜色不一致。 砼表面的锈迹也是常见影响砼颜色的一个因素，锈迹的产生有四种可能：第一种可能是由于含有黄铁矿（硫化铁）的骨料引起的，骨料中的黄铁矿与空气接触后会发生氧化发应生成铁锈；第二种可能是从砼结构中伸出钢
18、筋（比如模板拉杆钢筋、砼表面漏筋）以及扎钢筋用的铁丝，暴露在外面一段时间后也会产生锈迹；第三种可能是由于模板表面本身产生了锈迹；第四种可能是由于砼结构上表面露出的钢筋长时间暴露在空气中产生的铁锈随雨水或养护水顺砼表面流下时，污染了砼面而产生锈迹。 在拆模时，由于一些人为的因素也会导致砼表面颜色发生变化。特10别是氧焊气割用的氧炔焰，其温度很高，施工中往往由于操作不当将氧炔焰对着砼面熏烤，破坏了砼表面原有的颜色。 对于颜色不均匀的砼表面首要考虑的处理方式是采用稀释的酸性溶液进行清洗，然后再将处理后的表面用水彻底冲洗。当清洗确实无法产生明显效果时，再考虑使用表面涂层处理。 2.4 砼表面露筋 砼表
19、面露筋主要是因为钢筋绑扎不牢，或保护层垫块安置不规范，在砼浇筑过程中钢筋移位，有时候是在砼浇筑完成后才发现钢筋位置放得不对，致使砼表面至少一个面的钢筋保护层厚度不够，甚至完全没有了保护层。表面露筋的另一个方面是因为砼漏振导致严重蜂窝，钢筋暴露在外。 避免表面露筋的有效措施是使用具有高度责任感的操作工人，提高操作人员的质量意识，加强监控力度，保证钢筋布位准确、绑扎牢靠，保护层垫块安置稳固，在砼振捣中操作细致。 露筋的修补一般都是先用锯切槽，划定需要处理的范围，形成整齐而规则的边缘，再用冲击工具对处理范围内的疏松砼进行清除。如果钢筋保护层厚度不够，必须要将钢筋向里移动。准备工作做完后，可以采用喷射砼工艺或压力灌浆技术进行修补。 3 结论 以上是从线形及砼的外观两方面对现浇梁的外观质量的影响，但在施工过程中最重要的还是抓管理，才能使各种不利因素得到控制。建设单位、监理单位和施工单位针对现浇箱梁这个关键节点各自制定了精
