重庆桥梁施工及其质量控制要点重庆交通大学

预制桥梁施工质量控制要点周水兴教授/博士重庆交通大学桥梁工程系主任2017年3月18日南通报告内容预制梁桥构造与受力特点预制梁常见施工通病桥面铺装层施工通病施工经验的辨证认识1）设计是一种有目的的行为。任何一个构造（细节）的背后都隐藏着某种设计意图，以满足构造、受力、耐久性等要求，如箍筋的长度；4）任何一个小小的工艺改进，都会提高施工效率与施工质量，节省工程造价（往往不太重视！）2）施工是实现设计意图的具体实践（按图施工）；3）技术人员要从力学、构造原理、耐久性等方面来理解和指导施工；一、预制梁桥构造与受力特点1.1T梁、小箱梁组成与构造要求T梁桥、小箱梁桥由若干片梁通过桥面湿接缝、横隔板连接而成；目的/作用：通过横隔板联结成整体，达到共同受力和起到分配荷载的作用。整体性是所有桥梁所追求的最基本也是最重要的要求。整体性通过横向联系（如横隔板、横系梁等实现，并且要求他们自身具有足够的强度和刚度）。1.2T梁的受力特点与计算理论国内早期采用少横隔梁建造的桥梁，普遍出现梁体开裂、振动大等问题。设计上采用的计算理论和假定：T梁桥按刚性横梁法——横隔板为刚性如何理解“刚性”？施工中如何去保证？当一个集中力P作用在中间梁时，没有横隔梁连接，则中间梁承担P，其余4片梁不受力（图a）；当一个集中力P作用在中间梁时，对刚性横隔梁，每片梁承担P/5（图c）；实际工程中，横隔梁为非绝对刚性，在P作用下各片梁按复杂规律受力。如中梁所受荷载为mP，则m必然大于0.2、小于1.0（图b）。施工中的指导意义：2#梁受力最为不利，当某片中梁施工质量相对较差时（仍满足设计要求），将其放在3#位置。1.3常见误区没有充分理解桥梁设计基本假定重视主梁施工质量，忽视横隔板的施工质量主梁施工再好，横隔板施工质量差，或失效，主梁同样会出现问题。相反，良好的横隔板施工质量，可以弥补主梁施工中的某些缺陷。二、预制梁常见施工通病与解决方法——以预制T梁桥为例2.1预制梁混凝土施施工质量混凝土中空气被被包裹在马蹄部部分，不宜溢出出形成气泡外加剂质量差（（如早强剂、减减水剂），也可可能是外加剂失失效（具有较强强的时效性）；外加剂与混凝土土相容性差；振捣时间控制不当当（人为估计，，最好用秒表精精确控制）外观颜色不一致致（原材料含泥泥量偏大、外加加剂问题）。（1）蜂窝麻面、颜颜色不一致（2）原材料与混凝凝土强度偏低水泥品质差、性性质不稳定外加剂行业混乱乱，外加剂质量量参差不齐骨料强度偏低，，《高强混凝土结构构设计与施工指指南》规定，骨料母体体岩石的立方体体抗压强度应比比所配置的混凝凝土强度高20%以上粗骨料、细骨料混混合堆放水泥和外加剂（（如粉煤灰）随随意堆放级配不合理最终结果：混凝凝土强度偏低；；混凝土不凝固固。（3）混凝土强度检检测与处理方法法回弹法钻芯取样法蒸养法：通过对对混凝土蒸汽养养护来提高强度度延时法：有些混混凝土因外加剂剂影响，强度发发展缓慢，需要要足够时间才能能达到设计强度度强度不足的处理理方法（需设计计单位同意并完完成以下工作））降低强度验算法法；降低强度，并计入桥桥面铺装受力验验算法（已没有有富余量）；加固法梁体报废重视混凝土强度度，忽视弹性模模量（强度、弹弹模双控）重视主梁预制，，忽视横隔板的的施工（包括缺缺陷处理）重视桥面铺装层层混凝土施工，，忽视现浇纵缝缝施工梁体长度控制差，，造成梁体抵紧紧（无法实现自自由伸缩），或或者梁端缝隙过过大（连续桥面面铺装层无法施施工、后期开裂裂）（4）混凝土施工梁端与桥台相抵——无法自由伸缩好难打掉多余混混凝土！T梁、小箱梁顶面面裂缝多由混凝凝土收缩引起（（裂缝分布不规规则），可采取取拉毛、加强养养护来处置横隔板与翼缘板板、肋板交汇处处裂缝（设圆弧弧过渡、倒角，，能有效克服））肋板竖向裂缝（（台座不均匀沉沉降，容易断梁梁！）张拉后梁端开裂（常见））拆模不当引起的裂裂缝梁场排水不畅（5）梁体常见裂缝缝与成因良好的表面处理理与纵缝施工拆模造成（应敲掉，与横横隔板现浇混凝凝土一起浇筑））采用砂浆修补是是否可以？收缩裂缝（应彻底凿除））混凝土裂缝特性性反射性（如，水水泥混凝土路面面）外裂缝与内裂缝外裂缝可以转化化为内裂缝（如贴碳纤纤维布）（6）梁体裂缝处置方法凿除法如梁体顶面、横横隔板拆模不当当造成的裂缝，，应凿除桥面裂裂缝和已经有裂裂缝的横隔板混混凝土，然后与与桥面铺装层、、横隔板现浇缝缝混凝土一起浇浇筑。严禁采用抹浆处处置。修补法出现在腹板与肋肋板，腹板、隔隔板和肋板间的的裂缝，在不影响结构安安全的前提下，，可采取修补方方式封闭，确保保耐久性。因张拉引起的梁梁端裂缝，采取取修补或者凿除除再浇筑混凝土土进行修补。试验认证法梁体出现竖向裂裂缝，除封闭裂裂缝外，一般都都要采用荷载试试验方法验证该该梁能否满足承承载力要求（但但成本高，不如如弃梁）预制梁张拉后会会上挠，搁置时时间越长、上挠挠越大，为保证证现浇层厚度，，有意减薄预制制梁厚度（错误误做法）明确一次受力与与二次受力的关关系正确方法：合理理设置反预拱度度，尽快安装预拱度有正负偏偏差，必须保证证预制梁厚度（7）预制梁厚度与桥面现现浇层关系处理理不当2.2钢筋制作检查与与常见问题普遍出现箍筋长长度或长或短的的问题，尤其是是弯钩筋长度普普遍偏短。管理不够到位。。现场询问技术术人员或制作工工人，一时找不不到钢筋构造图图，或回答不上上是哪个钢筋。。钢筋间距偏差较较大，随意性较较强。未按设计要求连连接主筋。漏筋、位置不正确确。1）箍筋下料长度度不够精确，后后果是保护层厚厚度要么偏大要要么偏小，甚至至影响受力（如如预埋钢板中的的U形锚筋）；2）钢筋焊接过程程中，电压偏高高，造成主筋烧烧伤。3）钢筋间距问题题。可以用一根根B12mm的钢筋，用红油油漆做好间距刻刻度，绑扎箍筋筋时，先将其绑绑扎在主筋上。。一般只需2根即可控制好间间距。钢筋制作中的常常见问题2.3支座预埋钢板与与锚筋作用：使钢钢板与与梁体体紧密密联结结，承承受由由温变变、车车辆荷荷载、、刹车车等引引起的的水平平变位位。如如施工工不当当，就就会引引起支支座局局部脱脱空、、局部部受力力，支支座提提前破破坏））、钢钢板与与梁体体脱离离（十十分常常见））。支座垫垫石不不平整整！挤压后后的支支座支座剪剪切变变形建筑垃垃圾建筑垃垃圾支座剪剪切与与开裂裂！可怜的的支座座！2.3支座预预埋钢钢板与与锚筋筋常见通通病：：钢板厚厚度不不够（（偏薄薄）；；锚筋长度度（L1、L2）不够够、改改变锚锚筋直直径；；改双面面焊为为单面面焊或或点焊焊，焊焊缝厚厚度不不足；；改变锚锚筋布置置方向向，设设计为为纵向向布置置，焊缝受受剪；；施工中中改为为横向向布置置，焊缝受受弯；；钢板锈蚀；；坡桥上上钢板板未调调平，，或出出现反反向调调平的的错误误。未满焊焊焊缝不不饱满满纵向布布置，，焊缝缝受剪剪横向布布置，，焊缝缝受弯弯双面焊焊接，，未清清除焊焊渣先整体制制作好好。当波纹纹管与与其冲冲突时时，可可以适适当挪挪动位置，，否则则焊缝质质量无无法保保证。——工序问问题！！纵向坡坡度的的预埋埋钢板板《公路钢钢筋混混凝土土及预预应力力混凝凝土设设计规规范》规定，，当纵纵坡超超过2%时，应应调平平；简单办办法：：在钢钢板底底面设设置一一个钢钢筋，，或采采用垫垫砂（（精度度低））；后果：：支座座局部部脱空空。支座局局部脱脱空造造成的的损失失非常常巨大大！2.4钢筋与与预应应力筋筋布置置钢筋间间距不不够均均匀；钢筋保护层层厚度度不足或或超厚厚（耐久性性），主主要是是钢筋筋下料料长度度不正正确（（设计计错误误、下下料不不准）），垫垫块脱脱落；；预应力力筋管管道布布置没没有严严格按按设计计要求求，造造成管管道摩摩阻损损失增增大；；管道定定位钢钢筋控控制不不严，，一般般曲线线段50cm，直线线段80cm左右设设置一一根。。T梁跨中中位置置预应力力编束束要求求：《公路桥桥涵施施工技技术规规范》规定：：混凝土土保护护层厚厚度偏偏大T梁翼缘缘底板钢钢筋外外露钢筋布置不均箍筋长长度短短了！！！钢筋接接头钢筋焊焊接刚好是是一根根钢筋筋的直直径间间距！！钢筋严严重扭曲，无法法有效效传力力漏筋力以最最短路路径传传递P您看得懂是什么吗？弯曲的的钢筋筋能够够受力力吗管道线线形不不顺弯曲的的钢束束曲线线3/7/2023美国桥桥梁波波纹管管定位位3/7/20233/7/2023普通钢钢筋与与预应应力筋筋冲突突设计：：允许许适当当挪动动位置置，但但并不不允许许改变变普通通钢筋筋的构构造。。在预应应力混混凝土土T梁中，，经常常遇到到部分分马蹄蹄形钢钢筋与与预应应力筋筋冲突突.正确的的处理理方法法是不不能改改变封封闭筋筋的构构造，，否则则会影影响马马蹄部部分的的受力力。普通钢钢筋与与预应应力筋筋冲突（（续））处理方方法：：提前前封闭闭普通通钢筋筋。为什么么马蹄蹄形中中要设设置封封闭箍箍筋？？？目前预预制T梁中出出现的的共性性问题题开裂普普遍集中出出现在在马蹄蹄部分分沿跨径径方向向布置置翼缘板板下缘缘开裂裂多出现现在运运营阶阶段原因封闭筋筋构造造有关关构造设设计预应力力张拉拉等梁底开裂！马蹄开开裂！！2.5预应力力张拉拉与压压浆双控：：张拉拉力和和伸长长量油压表表与千千斤顶顶标定定压浆目的的：满满足有有粘结结设计计要求求、防防止钢钢绞线线锈蚀蚀、断断裂（（十分分严重重，有有水有有气必必然渗渗入管管道内内）西方发发达国国家：：德国国、美美国等等，因因预应应力筋筋锈蚀蚀已造造成重重大损损失。。2.5预应力力张拉拉与压压浆常见通通病张拉不不对称称（普普遍））标定时时间过过长油压表表失效效进油太快快，导导致有有效预预应力力无法法传递递到整整片梁梁体浆液制制作随随意，，没有严严格按按设计计和规规范要要求制制作压浆不饱满封锚随意2）初始张拉力力的确定方方法初应力大小小与最终建建立的控制制应力密切切相关，初初应力不足足，则有效效预应力难难以按设计计要求建立立——满足设计意意图的关键键！！；跨径30m：初应力取取（10-15）%的控制应力力；跨径30-60m的梁，初应力取（（15-20）%的控制应力；跨径大于60m，初应力取25%的控制应力。3/7/2023（3）几何解析法法确定初始始张拉力按5%分级直至100%锚下控制张张拉力，分分级读取取伸长量，，据此计算算出每一级级之间伸长长量的差值值。对应于每一一级的实测测伸长量，，以伸长量量读数为纵纵坐标，以以张拉力按按5%分级为横坐坐标，绘出出张拉力～～伸长量量关系曲线线。考虑到压力力表读数不不易读准确确，可多试试拉几束，，选用读数数较准确的的1～2束进行分析析。从图2看出，曲线线的后半部部分近似于于一直线，，表明已消消除了钢束束的松弛及及锚具的滑滑移因素，，张拉力与与伸长量成成正比例。。将这一直直线向坐标标原点方向向延长，直直线与曲线线分离点(20%左右)对应的拉力力值即可确确定为初张张力值。3/7/2023（4）预应力张拉拉后的主梁梁变形值变形是整个个结构的反反应，能够够真实反应应结构的有有效预应力力、混凝土土弹性模量量等力学和和物理参数数。预应力混凝凝土T梁在预应力力筋张拉后后发生上挠挠，上挠值值按设计文文件取值，，当缺乏设设计值时，，一般可按按（0.8-1.0）L估算。如跨径40m的T梁，正常情情况下张拉拉后的上挠挠值为（0.8-1.0）×40=（3.2-4.0）cm。小于或超过过变形值情情况分析：：有效预应应力、弹性性模量、龄龄期、截面面尺寸——分析原因！！3/7/20232.6混凝土凿毛毛目的：使新新老混凝土土结合良好好，共同受受力存在的问题题：“星星星点缀”，，随意凿一一下正确的凿毛毛：应将浮浮浆凿除，，露出粗骨骨料技巧：在模模板上安设设钢筋条。。止浆棉纱未未清除干净净2.7现浇缝钢筋筋布置与混混凝土浇筑筑为单向受力板板，现浇接缝缝承受正弯弯矩环形筋应焊焊接/绑扎环形钢筋接接头应朝上上布置存在的问题题：环形筋朝下布置置模板破旧，，接缝不严严密，振捣捣不密实（（甚至不振振捣）与翼缘板连连接差复杂的钢筋筋布置振捣不够吊装孔混凝凝土没有振捣良好的纵缝缝施工质量量纵向湿接缝缝模板破损损2.8预应力混凝凝土小箱梁梁预应力管道道布置、线线形对截面面应力影响很大梁底、台座不不平整引起起的支座局局部承压，，引起小箱箱梁畸变应应力，造成成开裂箱梁内外温温差顶板混凝土土开裂（收收缩裂缝居居多）布置在斜腹腹板中的弯弯勾筋与设设计严重不不符！——关键在于没没有对该筋筋作用的理理解！！！！！小箱梁内侧侧混凝土表表面1.模板操作（（拆除）难难；2.内模塑料膜膜太薄（不不起作用））。如何改进模板工工艺，需要要大家一起起来努力！！2.9养护正确理解养养护概念（（保持湿度度和温度两两个方面））；气温低于5℃时，需覆覆盖保温养养护，不能能洒水直接接养护；采用微膨胀胀混凝土，，必须保水水养护，使使钙钒石能能够充分生生长；低水胶比的的高强混凝凝土不泌水水，浇筑如如不立即覆覆盖并养护护很容易开开裂；防止太阳直直射、覆盖盖养护。2.9养护养护日期不不少于7d（高强混凝凝土结构设设计与施工工指南、公路路桥涵施工工技术规范范）高强混凝土土水化热偏偏高，养护护期间混凝凝土的内部部最高温度度不宜高于于75℃，混凝土土内部与表表面温差小小于25℃。为控制高强强混凝土的的塑性裂缝缝、减少自自身收缩，，必须从混凝凝土入模开开始就潮湿湿养护，采取喷雾雾、浇水、、薄膜覆盖盖等措施。。决不能象普普通混凝土土施工，在在入模几小小时后才开开始养护。。2.10支座垫块平平整度平整度差，，施工控制制不严，导导致支座局局部脱空，，影响支座座使用寿命命对小箱梁，，会造成畸畸变应力，，导致箱梁梁开裂一、二级建建造师中都都有要点2.11桥面连续梁端缝隙过过大梁端缝隙过过大注意桥面连连续与结构构连续的