客运专线预应力混凝土梁的质量控制

1、客运专线预应力混凝土梁的质量控制 0.前言(1)我国既有有铁路预预应力混混凝土梁梁的概况况(2)客运专线线预应力力混凝土土梁的特特点(3)预应力混混凝土梁梁质量控控制是客客运专线线桥梁乃乃至高速速铁路桥桥梁质量量控制的的关键问问题。1.原材料1.1总则1.2应重点控控制的问问题(1)水泥(2)骨料(3)粗骨料(4)高效减水水剂(5)钢绞线(6)锚具(7)桥面防水水层材料料2.制梁设备备2.1总则2.2重点控制制问题(1)模板(2)制、存梁梁台座(3)箱梁支点点的不平平整量支点不平平整量的的定义3.混凝土配配合比及及浇筑前前的质量量检查3.1总则3.2重点控制制问题(1)预应力管管道的位位置与定

2、定位(2)箱梁支座座板的不不平整量量(3)钢筋及预预应力管管道的混混凝土保保护层厚厚度各国规范范对钢筋筋、预应应力管道道保护层层的规定定4.混凝土浇浇筑工艺艺4.1总则4.2重点控制制问题(1)混凝土的的配合比比、准确确计量及及工作性性能(2)各种试件件的制备备(3)混凝土施施工时的的温度控控制混凝土施施工时的的温度控控制（1）模板温温度宜控控制在535；（2）混凝土土拌和物物入模温温度宜控控制在1030；（3）冬季施施工的控控制。5.混凝土的的养护及及拆模5.1秦沈客运运专线箱箱梁制造造的经验验（1）秦沈客客运专线线的成功功建成，标志者者我国铁铁路预制制梁技术术的全面面提高；（2）由于尚尚缺

3、乏足足够的经经验，也也存在一一些不足足，主要要体现在在以下几几个方面面：混凝土养养护温度度的控制制先期生产产时混凝凝土的早早期开裂裂混凝土的的水化热热发展规规律根据箱梁梁混凝土土水化热热温度随随时间变变化的测测试结果果，水化化热温度度在混凝凝土完浇浇筑成后后1620小时左右右后达到到最高，考虑各各箱梁浇浇筑时间间不同等等因素后后，箱梁梁混凝土土水化热热出现最最高温度度时间平平均约为为混凝土土入模后后24小时。混凝土水水化热的的下降梁跨中及及端部截截面底板板每小时时降温约约0.450.55，顶板每每小时降降温约0.350.45，腹板每每小时降降温约0.300.35。箱梁混凝凝土与环环境的温温差停

4、止蒸养养48小时后，箱梁内内外空气气温度差差在10之内；除除端部腹腹板及跨跨中腹板板上部变变截面处处与环境境温度差差在1720外，箱梁梁其他部部位与环环境的温温差基本本在15之内。同同时，梁梁体混凝凝土表面面与芯部部的温差差不大。因此，可选择择此时进进行箱梁梁模板的的拆除，以防止止梁体由由于温差差过大出出现早期期裂缝。5.2混凝土养养护及拆拆模的温温度控制制养护的温温度控制制：（1）静停时时间（2）升温速速度（3）蒸汽温温度（4）混凝土土芯部最最高温度度（5）拆除保保温设施施时的温温差拆模的控控制：（1）芯部与与表面、表面与与环境温温差、混混凝土强强度（2）拆模后后宜进行行早期张张拉（3）气温

5、急急剧变化化时不宜宜拆模6.预应力施施工6.1质量控制制基本原原则（1）预应力力施工的的质量将将直接影影响梁体体的抗裂裂性能，建议监监理工程程师应逐逐片旁站站；（2）为有效效避免可可能出现现的梁体体早期裂裂缝，监监理工程程师除应应对拆模模时梁体体芯部及及环境温温度、混混凝土的的强度、弹性模模量进行行控制外外，应建建议施工工单位采采用三次次张拉工工艺；（3）应对张张拉用设设备及相相关资料料进行检检查；（4）终张拉拉应在存存梁台座座进行，并严格格控制张张拉混凝凝土弹性性模量及及龄期不不小于10天。（5）根据现现场实测测的各种种摩阻结结果，复复核设计计或施工工单位确确定的各各种张拉拉参数。6.2预应

6、力的的各种损损失简介介预应力混混凝土结结构的预预应力损损失分两两大部分分：（1）瞬时损损失：后张法：管道摩摩阻、锚锚口及喇喇叭口摩摩阻、弹弹性压缩缩、锚具具回缩；先张法：锚口摩摩阻(折线配筋筋时的转转折器摩摩阻)、温差损损失、弹弹性压缩缩、锚具具回缩；（2）长期损损失：混凝土收收缩徐变变损失、预应力力筋松弛弛损失。6.2.1管道摩阻阻损失（1）管道摩摩阻损失失的组成成由摩擦引引起的摩摩阻(摩擦系数数m)由管道偏偏差引起起的摩阻阻（摆动动系数k，并与管管道长度度有关）因此，设设计规范范中计算算管道摩摩阻损失失的公式式为：P2/P1e-(kx+mq)（2）影响损损失的主主要因素素摩擦系数数(相对较

7、稳稳定)；管道弯起起的角度度；管道的长长度；直管道的的平顺程程度。其中：24项与施工工工艺及及质量关关系密切切，变化化相对较较大。6.2.2锚口及喇喇叭口摩摩阻损失失（1）产生损损失的原原因（2）影响损损失的主主要因素素锚口摩阻阻：夹片的加加工精度度；限位高度度；钢绞线的的直径。喇叭口摩摩阻：分丝角度度；喇叭口的的长度。6.2.3弹性压缩缩及回缩缩损失弹性压缩缩损失主主要取决决于梁体体混凝土土及钢绞绞线弹性性模量、张拉顺顺序和张张拉吨位位；一般般情况下下，只要要终张拉拉时梁体体的弹性性模量满满足设计计要求，实测弹弹性压缩缩损失往往往小于于设计值值。 夹片回缩缩损失主主要由夹夹片锚固固后的外外露

8、高度度和限位位板高度度决定6.2.4长期损失失（1）松弛损损失松弛损失失主要由由钢绞线线的原材材料性能能、加工工工艺决决定，相相对较稳稳定（2.5%）。（2）收缩徐徐变损失失主要影响响因素包包括：混混凝土的的弹性模模量、张张拉龄期期、混凝凝土的配配合比、初始应应力的大大小、外外界环境境等。因此，需需要控制制终张拉拉时混凝凝土的弹弹性模量量、龄期期；要求求控制混混凝土中中水泥用用量。6.3预施应力力的质量量控制预应力混混凝土结结构的大大量试验验结果表表明，通通过测试试管道、锚口和和喇叭口口摩阻以以及钢绞绞线弹性性模量确确定预应应力筋伸伸长量，并严格格控制预预应力管管道位置置，可以以获得准准确的梁

9、梁体混凝凝土预施施应力。为此新新技术条条件中规规定在试试生产期期间应至至少进行行2件瞬时损损失测试试，正常常生产后后每100件进行一一次测试试。6.3.1管道摩阻阻试验 6.3.2预应力张张拉伸长长量的计计算（1）预应力力施工中中实测伸伸长量的的组成：梁体锚底底之间钢钢绞线的的伸长量量(设计值)；工作锚与与工具锚锚之间钢钢绞线的的伸长量量；工具锚夹夹片的回回缩。（2）张拉力力不变条条件下，影响伸伸长量的的主要因因素：钢绞线的的弹性模模量；预应力的的管道摩摩阻、锚锚口及喇喇叭口摩摩阻。（3）考虑管管道摩阻阻的伸长长量的计计算令由钢绞线微微段的伸伸长量为，两边积积分得：（4）施工伸伸长量的的计算设

10、计伸长长量L1K1设计钢钢绞线弹弹模/实际钢绞绞线弹模模K2设计KZ/实测KZ工作锚与与工具锚锚之间钢钢绞线伸伸长量L2；工具锚夹夹片回缩缩量L3施工伸长长量LL1K1K2L2L36.3.3严格避免免超张拉拉超张拉后后，虽然然可以提提高梁体体的有效效预应力力，提高高梁体的的抗裂性性，但对对梁体的的后期徐徐变上拱拱影响较较大。高速铁路路对轨道道的平顺顺度要求求很高，因此应应控制预预应力混混凝土结结构的后后期徐变变上拱度度。技术术条件中中除规定定测试梁梁体终张张拉的弹弹性上拱拱度外，特别规规定进行行终张拉拉30天后的徐徐变上拱拱度测试试和要求求。增加加上述规规定后，不仅可可以控制制梁体后后期变形形

11、，也可可有效地地防止施施工单位位为单纯纯满足梁梁体抗裂裂性检验验要求盲盲目加大大预施应应力，确确保梁体体的长期期性能。7.预应力管管道压浆浆及封锚锚7.1管道压浆浆施工（1）后张预预制梁终终拉完成成后，宜宜在48h内进行管管道压浆浆。压浆浆前管道道内应清清除杂物物及积水水，梁体体及环境境温度不不得低于于5（2）压浆用用水泥应应为强度度等级不不低于42.5级低碱硅硅酸盐或或低碱普普通硅酸酸盐水泥泥；水胶胶比不超超过0.35，且不得得泌水，流动度度应为3050s，抗压强强度不小小于35MPa；压入管管道的水水泥浆应应饱满密密实，体体积收缩缩率应小小于2%。（3）水泥浆浆应掺高高效减水水剂、阻阻锈剂

12、，掺量由由试验确确定。严严禁掺入入氯化物物或其它它对预应应力筋有有腐蚀作作用的外外加剂。（4）预应力力管道压压浆应采采用真空空辅助压压浆工艺艺式，压压浆泵应应采用连连续式；同一管管道压浆浆应连续续进行，一次完完成。压压浆前管管道真空空度应稳稳定在-0.09-0.10MPa之间；浆浆体注满满管道后后，应在在0.500.60MPa下持压2min。（5）水泥浆浆搅拌结结束至压压入管道道的时间间间隔不不应超过过40分钟。（6）冬季压压浆时应应采取保保温措施施，并掺掺加防冻冻剂。7.2封锚（1）封端混混凝土应应采用无无收缩混混凝土，抗压强强度不应应低于设设计要求求；（2）封端前前应对锚锚圈与锚锚垫板之之

13、间的交交接缝用用聚氨酯酯防水涂涂料进行行防水处处理。 8.桥面防水水层8.1桥面防水水的重要要性及存存在的问问题（1）桥面防防水是保保证梁体体耐久性性的重要要环节，我国既既有铁路路桥梁中中80以上的的病害均均与水害害有关。（2）目前存存在的主主要问题题：生产厂家家多，各各种低价价劣质成成品多；低价中标标、原材材料质量量低劣；施工单位位重视程程度低，施工质质量差；检验手段段不完善善。8.2保证桥面面防水质质量的措措施（1）加强原原材料的的检验和和施工过过程的质质量控制制；（2）桥面防防水层保保护层中中聚丙烯烯纤维网网掺量不不应小于于1.8kg/m3；保护层层混凝土土断缝设设置应满满足设计计要求，

14、并用聚聚氨脂防防水涂料料将断缝缝垫实、垫满；（3）防水层层构造、排水坡坡度、桥桥面泄水水管位置置应符合合设计要要求；（4）泄水管管和泄水水管盖板板构造应应符合设设计要求求。9.架梁9.1支点不平平整效应应试验简简介（1）支点不不平整量量与支点点反力的的关系实测箱梁梁两对角角支点反反力为零零时支点点不平整整量11.99mm，限元计计算9.61mm。当支点点不平整整量大于于78mm后，箱梁梁顶、底底板纵向向已经开开裂，横横向刚度度降低，因此实实测箱梁梁的临界界脱空量量大于计计算值。箱梁下沉沉支点及及其对角角支点处处顶板横横向承受受正弯矩矩作用，同端另另一支点点处顶板板横向承承受负弯弯矩作用用。顶板

15、板开裂前前，实测测结果与与计算接接近。当当支点不不平整量量分别在在4mm和6mm时，顶板板底面、顶面的的实测最最大拉应应力各达达到4.0MPa；当支点点不平整整量大于于7mm，顶板横横向出现现肉眼可可见裂缝缝。 （2）出现支支点不平平整箱梁梁的顶板板横向应应力箱梁支点点下沉处处的底板板与相同同位置顶顶板所受受的弯矩矩方向相相反。底底板横向向开裂前前，实测测结果与与计算接接近。当当支点不不平整量量大于6mm时，箱梁梁底板底底面实测测应变明明显减小小，说明明底面横横向已经经出现细细微裂缝缝，顶面面横向拉拉应力也也接近4.0MPa；当支点点不平整整量大于于8mm时，底板板出现明明显的肉肉眼可见见裂缝

16、。 （3）出现支支点不平平整箱梁梁的底板板横向应应力（4）试验研研究结论论：为保证箱箱梁端隔隔板不出出现裂缝缝，并留留有一定定的安全全储备，箱梁支支点不平平整度应应控制在在3mm以内，施施工阶段段可限制制在5mm以内。当当支点不不平整量量超过5mm后，在端端隔墙及及顶、底底板出现现裂缝的的可能性性很大，只要恢恢复支点点平整，裂缝基基本闭合合，肉眼眼仅可观观察到很很细微的的裂缝（0.05mm）。9.2保证箱梁梁各支点点受力均均匀的措措施（1）采用新新的架梁梁方式，即预制制梁落下下后应采采用测力力千斤顶顶作为临临时支点点，应保保证每支支点反力力与四个个支点的的平均值值相差不不超过5%。（2）支承垫

17、垫石顶面面与支座座底面间间隙应采采用压力力注浆填填实。（3）加强支支座成品品的检验验工作，要求配配套检验验（四个个支座受受力后的的竖向相相对变形形小于1mm）9.3架梁的其其他要求求（1）落梁时时，支承承垫石顶顶面与支支座底面面之间注注浆材料料的强度度不应低低于垫石石混凝土土的设计计强度，弹性模模量不小小于30GPa，厚度不不小于10mm。注浆压压力不小小于1.0MPa。（2）预制梁梁架设后后，与相相邻预制制梁端的的桥面高高差不应应大于10mm，支点处处桥面标标高误差差应在+0-20mm。10.静载检验验及质量量要求10.1质量要求求与以往的的质量要要求相比比增加的的项目：（1）终张拉拉30天后梁体体上拱度度L/3000；（2）钢筋的的保护层层厚度不不小于设设计值。10.2静载检验验与T形梁相比比，箱梁梁的受力力有以下下特点：（1）箱梁的的剪力滞滞后效应应；以秦沈客客运专线线跨度24m预应力混混凝土双双线整孔孔简支箱箱梁为例例：综合剪力力滞系数数1.044其中：自自重剪剪力滞系系数1.035二期恒载载剪力滞滞系数1.041中活载载剪力滞滞系数1.053静载检验验(5点加载)剪力滞系系数1.071考虑剪切切变形后后的刚度度折减系系数0.9