浅谈预应力混凝土预制箱梁的预制设计

浅谈预应力混凝土预制箱梁的预制设计

预制箱梁故障分析及处理方案近年来，随着大桥安装设备的广泛应用，预制箱梁已广泛应用于各级道路的建设。预制箱梁具有整体刚性强、预制简单、施工周期长等优点。然而，由于施工管理、技术等原因，箱梁的发病率不断出现。分析预制箱梁在预制构件中的问题，提出了处理方案。1加强平台设计，防止平台不均匀沉降，导致箱梁结构损失1.1加强预算编制场地的基本处理某预制场所在地表层以下50cm多为淤泥质土,故对台座基底采用山皮土做换填处理,并用重型压路机进行碾压,实践证明这样是有效的。1.2安装梁底、钢架、台座、装复合式钢网架扩大基础设置双层10cm×10cm的Φ16螺纹钢筋网片,其余部分台座基础采用C25混凝土,厚20cm,内铺一层10cm×10cm的Φ10光圆钢筋网片,基础宽度大于梁底宽两侧各20cm。台身采用C25素混凝土,台身预埋紧固模板的拉筋孔道,在顶面边角处预埋∠40mm×40mm等边角钢,以便于台座顶面10mm厚的A3机裁等宽钢板(预制箱梁底模)与台身混凝土的固定连接密贴,在距梁端90~100cm处预留20cm×20cm的吊装槽口。台座制作时必须按设计要求设置反拱度,反拱度应做成抛物线或圆曲线。钢板接缝处必须焊接牢固、打磨平整、光滑,台座棱角分明。相临台座的平面布置应利于模板的装拆及钢绞线张拉操作。1.3排水系统的预留场地硬化时,场地中心至二侧门吊轨道之间形成了0.5%的泛水,在门吊轨道基础上预留了纵向的排水沟,并与场外排水连通,形成了场内排水系统。设置排水系统的目的不仅可以避免台座遇水浸泡后降低其地基承载力及台座产生不利变形,同时也是文明施工的需要。2模板拼接缝的加工箱梁内、外模采用具有足够强度、刚度和稳定性,并能可靠地承受施工过程中的各项荷载的定型钢模。若采用大块组合钢模板,模板拼缝处加工成企口缝,便于拼装咬合,接缝间采用高密海绵胶条处理,确保接缝平齐无错台、严密不漏浆,接头处使用螺栓固定。为保障装拆方便、表面光洁、无变形,在出厂前应进行预拼检查,并逐一编号。模板面板的设计和材质是影响箱梁外观质量的关键因素之一,因为多次的周转和吊运,需要选取满足强度要求以及耐腐蚀、抗氧化性强以及弹模较高的板材。3混凝土表面必须考虑钢筋地层的控制在模板上焊接钢筋时,须对模板进行隔离保护,以防焊渣掉落在模板上及焊弧对钢模加热造成褪火,在成品混凝土表面出现焊渣黑斑及褪火白斑。钢筋保护层的控制是影响箱梁内外质量关键因素之一,为了防止保护层垫块部位的砼色差,我们设计了三棱锥状砼垫块,减少了垫块外露面。同时,在外侧模板靠上前,必须向内临时拉结腹板钢筋,并挂好垫块,防止模板与钢筋直接接触,导致模板被钢筋表面的锈斑污染,影响砼外观。4砂子的使用和分级因砼色泽与水泥矿料组份有关,预制上部结构水泥应选用色泽青灰,均匀一致的普通硅酸盐水泥,同一座桥的箱梁应尽可能使用同一品种规格。同时,采用级配良好,质地坚硬,颗粒洁净的中粗江砂和级配良好、压碎指标符合要求的花岗岩碎石,砂子的细度模数、砂率以及砂石的含泥量是控制的关键。外加剂的选用需根据不同季节、不同气温条件进行选取,同时在试验室进行试配、比较和选择,是保障砼质量的关键。4.1去除混凝土中的自由水和气泡,清洗净表面的模板形成因素主要有水灰比、模板及振捣方法。在混凝土拌和物中,如水灰比较大、拌和用水计算不准确、未调整施工配合比,将造成拌和用水量偏多,坍落度过大。由于模板不能吸收水分,则水分蒸发后在混凝土表面留下较多气孔。如模板表面不够光滑,脱模剂太粘,将滞留混凝土中的自由水和气泡。若振捣间距较大,振动时间不够,将使得水分和气泡难以脱离混凝土表面。采取办法:1)严格控制坍落度和水灰比;2)掺加减水剂,减小用水量;3)使用清洗洁净、表面光滑的模板;4)使用粘度较小的脱模剂;5)适当减小振动间距及延长振动时间;6)振捣时用槌轻敲模板,帮助气泡逸出。4.2混凝土配合比当出现漏振及振捣不好时,砂浆没有填满粗集料之间的孔隙就会产生蜂窝。此外,混凝土配合比选配不当,砂率不足,集料级配不良,坍落度不适应浇筑条件,钢筋间距太小,模板漏浆均会造成水泥浆的不足或缺失难以填满集料之间的空隙。采取办法:1)通过交叉配比实验确定混凝土配合比(从含砂率、坍落度等多方面考虑);2)确保模板拼装严密、无缝隙,防止漏浆;3)加强振捣,分区段专人负责。4.3优化交界面造成反差冷缝出现的主要原因是分层、分段浇筑间隔时间过长,超出混凝土的初凝时间,上层振动棒无法深入到下层混凝土,在两层交界面上出现的色差现象。采取办法:1)严格按每层下灰高度不超过30cm控制;2)设计料斗满足腹板二侧同时下料,集中供料、工人连续作业,减少底板和腹板浇注时间差;3)增加备料,同时维护好现场的设备和机械,防止故障等原因导致砼浇注中断。4)根据气温情况选择合适的外加剂,使砼缓凝时间满足现场施工需求。4.4分层浇筑时,混凝土自砼表面水波纹主要是施工中砼坍落度过大,经振捣后混凝土离析,稀浆浮到混凝土表面,终凝后在混凝土表面形成似水波纹、颜色较深的形状。此外混凝土分层浇筑时,由于振捣上层混凝土与振动棒没有深入到下层足够的深度,往往也会出现水波纹现象。采取办法:1)严格控制混凝土坍落度,对坍落度不符合要求的坚决禁止入模;2)振捣时必须将振动棒透入到下层混凝土5~10cm;3)固定振捣操作工,防止欠振或过振。4.5混凝土与芯模粘连、脱皮、流固由于新拌混凝土离析,泌水造成水膜及水泥稀浆挤占骨料间的空隙,并分散包裹于骨料表面,当水分迁移形成水膜痕迹及表层多孔低强度的水泥石,低强度的硬化水泥石在拆模时易与模板粘连、脱落,从而形成表面粗糙的鱼鳞状波纹。另外,当芯模未反压固定及底部未封闭时,浇筑腹板时芯模上浮,混凝土出现塑性变形并向下滑移,将会在混凝土表面出现鱼鳞纹。采取办法:1)防止混凝土离析(控制骨料最大粒径、适当增加砂率、控制混凝土的泌水);2)对芯模反压固定,防止上浮;3)底板分段浇筑后,及时封闭芯模底部,限制腹板混凝土从芯模底部上翻;4)适当采取二次振捣,先用50型振动棒,间隔一定距离(或时间)后使用30型振动棒二次补振。4.6平整度、表面拉毛箱梁顶板表面质量通病时常表现为裂缝、高低偏差等。而裂缝多以干缩裂缝为主,主要原因是养护不及时或养护不到位形成干湿循环,导致裂缝;顶板厚度不足主要原因是芯模或侧模上浮引起;而平整度和表面拉毛构造问题主要是由收面、拉毛的时间和方法控制问题引起。采取办法:1)专人负责养护,保障非冬季施工期的梁顶处于潮湿养护状态,并保障养护时间不少于7天;2)冬季施工养护应实时监测内外温