预应力薄壁斜腹小箱梁预制施工技术

预应力薄壁斜腹小箱梁预制施工技术

1预应力筋腹板设计中（山）江（门）高速公路采用25m后张法，采用25m后张法，制备倾斜腹部的小箱梁。箱梁长24.96m，高120cm，上翼边缘宽230cm，底板宽90cm，梁端有横向屏障，腹部板中间壁厚16cm。如图1所示，预制夹芯螺钉位于腹部板上，每个边缘有2根，每个根系8根。为方便施工和有效保障混凝土施工质量,每片箱梁混凝土分两次浇筑,在上缘转角处设一条水平施工缝,外模和内模采用刚度足够的钢模板,顶板内模采用混凝土预制板,施工时先浇筑底板和腹板混凝土,待拆出腹板内模后,装顶板内模,然后浇筑顶板混凝土。2工程专业的讨论2.1梁端处底模的制作底模应设计在坚实的地基上,先用角钢控制底模的线形,中间浇筑混凝土,顶面铺6mm钢板,保证底座不易变形。底模应根据计算的起拱量按二次抛物线设置反拱,使张拉后箱梁的顶面基本水平。起拱后箱梁的重量全部由两个梁端承担,变成简支受力状态,因此梁端处底模应做扩大基础处理,使其有足够的承载力承担箱梁的重量。在张拉过程中,由于起拱和压缩的作用,两个梁端会往中间滑移,受底模摩擦阻力的作用,梁端底部混凝土可能会被拉碎。为了减少摩擦阻力,可在两头的底模上各铺两层沥青纸或一层胶皮。张拉时梁端会向中间滑移约1cm,那么张拉的梁长就会缩短2cm,为此,箱梁模板设计时应增加2cm,以保证张拉梁段的长度。由于底模设置反拱,侧模也应按反拱的线形计算分块的尺寸,即每块的上边长度比下边的长度略小。因为侧模的线形如果按水平设计,则接缝螺栓上紧后,侧模在自重作用下虽然会下挠,但也远达不到反拱要求的线形。如果为了满足反拱要求的线形,则接缝下部的螺栓不能上紧,并且会形成一条下大上小的缝,浇筑混凝土时将会漏浆,模板的整体刚度也会下降。2.2凝土灌注的混凝土在保证穿钢绞线束与灌浆能力的情况下,波纹管直径尽量小,以利于梁体下部混凝土的灌注,使从腹板灌注的混凝土粗骨料能顺利地从波纹管和钢筋的间隙中振下去,提高构件的整体质量。中江高速公路25m小箱梁使用高强低松弛钢绞线,直径为15.24mm,每束8根,施工采用的波纹管内径为70mm。2.3腹板混凝土受重力影响,容易产生微流浇筑腹板混凝土时,在自重和振动力作用下,腹板的混凝土会往底板中间流动。而箱梁腹板较薄,中间又有波纹管,净保护层仅3.5cm,因此混凝土粗骨料下去得少,细骨料和水泥浆下去得多,严重影响了混凝土的质量。施工时采用先从中间倒入混凝土浇筑箱梁的底板,然后再从腹板处倒入混凝土分层浇筑腹板。然而,内模底部是不封闭的,腹板混凝土受重力影响,在凝固过程中必然会有向内模底部空隙流动的趋势,从而产生微小的流动,导致箱梁有大片水纹现象,尤其是在波纹管对应位置,有时甚至出现蜂窝现象,严重影响箱梁外观及混凝土质量。为解决这个问题,底板部分一次浇完混凝土后用木板封堵内模底缝并加力压紧,使腹板混凝土不会产生任何流动趋势。混凝土腹板分层浇筑,在浇筑波纹管以下部分时分层厚度应小一些,尽量减小因结构原因造成的混凝土离析。2.4配合比和外加剂的配比25m小箱梁混凝土设计强度为C50,为了确保混凝土质量,在配合比设计进行了多组试验。首先严格控制原材料质量,主骨料采用5～25mm连续级配花岗岩碎石,采用反击式破碎机生产工艺,砂的细度模数为2.7,经过综合比较,采用的配合比为水泥∶砂∶碎石∶水∶外加剂=1∶1.35∶2.43∶0.36∶0.017,水泥用量为468kg/m3(水泥PⅡ42.5),砂率36%,外加剂SPP-1掺量1.7%,水灰比0.36,坍落度控制在8～10cm,实际施工中,一般取低限。就已经完成的混凝土强度统计来看,平均抗压强度为62.5MPa,均方差为2.72,混凝土强度得到了有效保证,同时,混凝土的和易性良好,小箱梁的外观质量也达到了预期的目的。2.5腹板保护板下棒腹板振捣时采用插入式振动棒在腹板中间振动最理想,但由于腹板较薄,只有16cm,中间又埋有波纹管,振动棒从中间振不到波纹管以下部分,只能在保护层处下棒。由于腹板是倾斜的,振动棒在自重作用下会紧贴外模振动,拆模后在腹板处就会留下一条条的振动棒痕迹,且由于腹板的保护层只有3.5cm左右,ϕ30mm的振动棒只能勉强下去,且振动力不够,粗骨料难以下去,若振动时间过长,容易出现过振现象,影响箱梁的美观。如果在箱梁的外模与波纹管同等高度处装上附着式振动器,波纹管以下部分用附着式振动器振捣,波纹管以上部分用插入式振动棒在中间振捣,则能达到满意的效果。2.6腹板的深灰色目前工地上使用的脱模剂普遍为机油和柴油的混合体,由于箱梁的腹板是倾斜的,混凝土倒入腹板后在自重作用下先落在外模上,然后顺着外模往下滑,脱模剂也被混凝土冲洗到底层,拆模后腹板的第一层混凝土因此变成深灰色,与其上各层色差很大,影响小箱梁的外观。因此,在涂脱模剂时尽量涂薄一点,涂完后再用干布擦一遍,即可解决上述问题。2.7外模和腹板混凝土受组合影响,适时提高35cm,使混凝土基从美观的角度考虑,水平施工缝留在腹板与顶板的转角处,看起来没那么明显,但由于拆腹板内模时必须先拆外模的顶层拉杆,在外模的重力或偶然外力的作用下,外模会产生微小松动,使外模与腹板混凝土之间出现微小的缝隙,在浇筑顶板混凝土时水泥浆顺着缝隙往下流,污染腹板的外侧。为了解决此问题,水平施工缝宜适当提高3～5cm,使混凝土盖住部分顶板悬臂端,这样水泥浆流入腹板的方向就由原来的垂直方向变成水平方向,可有效地减少流入腹板的水泥浆量,见图3所示。拆内模和外模拉杆应同时进行,内模吊出后马上把拉杆上回去,然后再拆下一段,尽量缩短拆松、收紧的间隔时间,减少缝隙