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【摘 要】连续箱梁因其结构稳定、抗扭能力强、外形美观、行车平顺等特点,在桥梁工程的建设中得到了越来越广泛的应用,其中现浇混凝土的施工作为连续箱梁施工的一个主要和关键工序,其施工质量的好坏直接关系到整个箱梁的质量。本文作者结合多年实践经验,通过工程实例对现浇梁混凝土的施工工艺及质量控制要点作了简要的介绍。同时,针对现浇混凝土施工中存在的问题进行了分析,并提出了相应的防治措施,以保证连续箱梁现浇混凝土的施工质量。
【关键词】连续箱梁;现浇混凝土;问题防治;施工工艺
1.工程概况
某高速铁路特大桥全长663.80m,采用1联6跨现浇混凝土连续箱梁,箱梁截面为单箱单室等高度连续箱梁,梁端及中支点处顶板、底板局部向内侧加厚,腹板分别向内侧、外侧加厚。桥面板宽17.2m,桥梁建筑总宽17.48m。1联连续箱梁全长196.0m,截面梁高3.09m,边支座中心线至梁端0.75m。现浇箱梁采用的是双层军用梁和贝雷梁整跨支架方案,即在桥墩承台上支立钢管柱,柱顶横向放置支撑横梁,横梁上沿桥纵向铺设军用梁或贝雷梁,在梁顶横向铺设分布梁,在分布梁顶铺设工字钢、方木以及竹胶板。
2.箱梁裂缝问题的成因及防治措施
混凝土裂缝问题是连续箱梁的一项通病,会对工程质量产生严重影响。在现浇混凝土施工应对裂缝产生原因认真分析,并及时采取相应的防治措施,以减少和避免裂缝的产生。
2.1 混凝土裂缝的成因
(1)混凝土收缩。混凝土因收缩而产生的裂缝是最常见的,主要有两种成因:一是因为在混凝土硬化时,由于外界温度与混凝土的内部温度相差过大而引起的(塑性收缩);二是由于刚浇筑完成的混凝土其表面的水份蒸发过快而引起的(缩水收缩,即干缩)。由于混凝土收缩而产生的裂缝一般很少、形状不规则、细小且不连续,若在边缘产生则一般呈对角斜线状。
(2)温度变化。水泥混凝土具有熱胀冷缩的性质,在其硬化过程中,混凝土内部会生成大量的水化热,致使其内部温度不断提升,尤其是对于大体积混凝土,水化热造成的温度升高更加明显,导致混凝土结构内部与外部环境的温度相差过大(在大体积混凝土结构中,现场实测的内外温差甚至会达到50℃左右),混凝土产生变形,当变形受到约束时,会在结构内部产生应力,一旦混凝土的受拉超过其抗拉强度将会导致裂缝的产生。
(3)施工原因。由施工原因产生的裂缝主要分为三种:一是因为未按要求进行支架预压或者预压方案不合理;二是混凝土的浇筑或养护方案不合要求,施工组织有误;三是混凝土施加预应力的大小和方法不合理。
2.2 施工中应采取的措施
(1)加强混凝土的早期养护。在混凝土的浇筑过程中应采取措施遮盖其浇筑面,避免遭到风吹日晒,浇筑完成后应立即将表面遮掩住并洒水养生,以免混凝土发生干缩,若在冬季施工应及时采取保温措施,以防产生冷缩裂缝,养护原则是尽量减少混凝土的内外温差并保持湿度。
(2)加强施工管理。在混凝土施工时应与实际结合,严格控制混凝土的配合比及拌和时间,在运输过程应防止坍落度损失过大而产生混凝土的离析,同时对外加剂的使用应严加控制并尽量避免早期混凝土受到冲击。大体积混凝土应设计合理的浇筑方案,分层进行浇筑
3.箱梁混凝土施工工艺
3.1 混凝土浇筑
混凝土的浇筑采用从两端到中间、纵向分段、竖向分层、两侧腹板对称的原则连续进行。混凝土每一层的厚度不宜大于30cm,通过各布料口向中间浇筑。新旧混凝土的时间间隔不宜大于混凝土的初凝时间。
浇筑时采用由插入式高频棒和侧振联合振捣成型的方式,插入式高频振捣棒应垂直点振,严禁平拉,并应避免漏振和过振,侧振采用高频振动器。考虑到底板混凝土的密实及箱梁内模的上浮问题,内模不宜进行封底,但为防止在腹板灌注时将混凝土拌合物挤出,保证腹板的密实度,应在内模侧面的拐角处加设压浆板。
在进行腹板混凝土的灌注时,应由有经验的施工人员用小锤敲击箱梁内模,检查其密实情况,确保混凝土充分填充。振动棒插振的时间和间距应以不产生离析、保证混凝土的密实为宜,并严格禁止振动棒触碰波纹管。
底、腹板混凝土的浇筑过程如图1所示。首先,从腹板下依次进行①②③④区域混凝土的灌注,这一区域的高度不得大于1.2m,使用侧振的振捣方式,促使混凝土向底板流动;然后,打开内模顶板上呈梅花形布置的天窗,经由天窗进行区域⑤混凝土的灌注;区域⑤混凝土灌注完成后关闭天窗,再对区域⑥及其以上区域进行分层灌注,每层的灌注厚度不得超过30cm,并且区域⑥及其以上区域采用高频振捣棒进行振捣。
在进行腹板灌注时,为避免混凝土因侧振发生局部下陷,形成腹板空洞,应在灌注到区域④以上的混凝土时停止侧振,转而采用高频振捣棒进行振捣。这样即便混凝土下部发生局部下陷,也可借助于插入式高频振捣棒的振捣予以弥补。整个腹板的振捣过程应以高频振捣棒为主,侧振为辅。插入式振捣棒的移动距离不应大于其作用范围的1.5倍,每点的振捣时间为30~50s,侧振则要短振、勤振。振捣时应注意洞口及钢筋密集部位,不得出现过振、欠振或漏振。腹板混凝土应两侧同时灌注,防止单侧灌注时混凝土量不均致使内模向一边倾斜。
底、腹板的混凝土灌注完成后,应关闭内模顶板预留的灌注口,进行顶板混凝土的灌注。顶板收面时应边收面边遮盖,避免因风吹产生干缩裂缝。
3.2 混凝土的养护
混凝土的养护目的是保温和降温,防止混凝土应温度变化和收缩产生裂缝。浇筑完毕后应用麻袋或土工布进行覆盖,并洒水养护。当环境温度低于5℃时,应采取保温措施,无需洒水。当环境湿度小于60%时,养护时间不宜少于28天;若环境湿度大于60%,养护时间则不宜少于14天。混凝土养护期间,应保证混凝土内部与外部环境的温差不大于15℃,并要每隔4小时测温一次,作好记录。
4.结语
现浇混凝土连续箱梁因其体积大、混凝土用量高、浇筑时间长等特点,造成施工中存在很多的不确定性,控制难度较大。本文针对混凝土裂缝问题及浇筑过程进行了详细的阐述和讨论,相信会对箱梁混凝土的施工起到借鉴作用。
参考文献
[1]高军.现浇连续箱梁混凝土施工问题的探讨[J].中国科技纵横,2012(1).
[2]赵东旭.桥梁现浇混凝土施工质量缺陷及防治措施[J].交通标准化,2012(9).
[3]杨军.武广客专现浇箱梁混凝土施工质量控制[J].科技资讯,2009(8).
[4]漆明毅.大体积现浇箱梁混凝土施工中裂缝的防治[J].中华民居,2011(2).
【关键词】连续箱梁;现浇混凝土;问题防治;施工工艺
1.工程概况
某高速铁路特大桥全长663.80m,采用1联6跨现浇混凝土连续箱梁,箱梁截面为单箱单室等高度连续箱梁,梁端及中支点处顶板、底板局部向内侧加厚,腹板分别向内侧、外侧加厚。桥面板宽17.2m,桥梁建筑总宽17.48m。1联连续箱梁全长196.0m,截面梁高3.09m,边支座中心线至梁端0.75m。现浇箱梁采用的是双层军用梁和贝雷梁整跨支架方案,即在桥墩承台上支立钢管柱,柱顶横向放置支撑横梁,横梁上沿桥纵向铺设军用梁或贝雷梁,在梁顶横向铺设分布梁,在分布梁顶铺设工字钢、方木以及竹胶板。
2.箱梁裂缝问题的成因及防治措施
混凝土裂缝问题是连续箱梁的一项通病,会对工程质量产生严重影响。在现浇混凝土施工应对裂缝产生原因认真分析,并及时采取相应的防治措施,以减少和避免裂缝的产生。
2.1 混凝土裂缝的成因
(1)混凝土收缩。混凝土因收缩而产生的裂缝是最常见的,主要有两种成因:一是因为在混凝土硬化时,由于外界温度与混凝土的内部温度相差过大而引起的(塑性收缩);二是由于刚浇筑完成的混凝土其表面的水份蒸发过快而引起的(缩水收缩,即干缩)。由于混凝土收缩而产生的裂缝一般很少、形状不规则、细小且不连续,若在边缘产生则一般呈对角斜线状。
(2)温度变化。水泥混凝土具有熱胀冷缩的性质,在其硬化过程中,混凝土内部会生成大量的水化热,致使其内部温度不断提升,尤其是对于大体积混凝土,水化热造成的温度升高更加明显,导致混凝土结构内部与外部环境的温度相差过大(在大体积混凝土结构中,现场实测的内外温差甚至会达到50℃左右),混凝土产生变形,当变形受到约束时,会在结构内部产生应力,一旦混凝土的受拉超过其抗拉强度将会导致裂缝的产生。
(3)施工原因。由施工原因产生的裂缝主要分为三种:一是因为未按要求进行支架预压或者预压方案不合理;二是混凝土的浇筑或养护方案不合要求,施工组织有误;三是混凝土施加预应力的大小和方法不合理。
2.2 施工中应采取的措施
(1)加强混凝土的早期养护。在混凝土的浇筑过程中应采取措施遮盖其浇筑面,避免遭到风吹日晒,浇筑完成后应立即将表面遮掩住并洒水养生,以免混凝土发生干缩,若在冬季施工应及时采取保温措施,以防产生冷缩裂缝,养护原则是尽量减少混凝土的内外温差并保持湿度。
(2)加强施工管理。在混凝土施工时应与实际结合,严格控制混凝土的配合比及拌和时间,在运输过程应防止坍落度损失过大而产生混凝土的离析,同时对外加剂的使用应严加控制并尽量避免早期混凝土受到冲击。大体积混凝土应设计合理的浇筑方案,分层进行浇筑
3.箱梁混凝土施工工艺
3.1 混凝土浇筑
混凝土的浇筑采用从两端到中间、纵向分段、竖向分层、两侧腹板对称的原则连续进行。混凝土每一层的厚度不宜大于30cm,通过各布料口向中间浇筑。新旧混凝土的时间间隔不宜大于混凝土的初凝时间。
浇筑时采用由插入式高频棒和侧振联合振捣成型的方式,插入式高频振捣棒应垂直点振,严禁平拉,并应避免漏振和过振,侧振采用高频振动器。考虑到底板混凝土的密实及箱梁内模的上浮问题,内模不宜进行封底,但为防止在腹板灌注时将混凝土拌合物挤出,保证腹板的密实度,应在内模侧面的拐角处加设压浆板。
在进行腹板混凝土的灌注时,应由有经验的施工人员用小锤敲击箱梁内模,检查其密实情况,确保混凝土充分填充。振动棒插振的时间和间距应以不产生离析、保证混凝土的密实为宜,并严格禁止振动棒触碰波纹管。
底、腹板混凝土的浇筑过程如图1所示。首先,从腹板下依次进行①②③④区域混凝土的灌注,这一区域的高度不得大于1.2m,使用侧振的振捣方式,促使混凝土向底板流动;然后,打开内模顶板上呈梅花形布置的天窗,经由天窗进行区域⑤混凝土的灌注;区域⑤混凝土灌注完成后关闭天窗,再对区域⑥及其以上区域进行分层灌注,每层的灌注厚度不得超过30cm,并且区域⑥及其以上区域采用高频振捣棒进行振捣。
在进行腹板灌注时,为避免混凝土因侧振发生局部下陷,形成腹板空洞,应在灌注到区域④以上的混凝土时停止侧振,转而采用高频振捣棒进行振捣。这样即便混凝土下部发生局部下陷,也可借助于插入式高频振捣棒的振捣予以弥补。整个腹板的振捣过程应以高频振捣棒为主,侧振为辅。插入式振捣棒的移动距离不应大于其作用范围的1.5倍,每点的振捣时间为30~50s,侧振则要短振、勤振。振捣时应注意洞口及钢筋密集部位,不得出现过振、欠振或漏振。腹板混凝土应两侧同时灌注,防止单侧灌注时混凝土量不均致使内模向一边倾斜。
底、腹板的混凝土灌注完成后,应关闭内模顶板预留的灌注口,进行顶板混凝土的灌注。顶板收面时应边收面边遮盖,避免因风吹产生干缩裂缝。
3.2 混凝土的养护
混凝土的养护目的是保温和降温,防止混凝土应温度变化和收缩产生裂缝。浇筑完毕后应用麻袋或土工布进行覆盖,并洒水养护。当环境温度低于5℃时,应采取保温措施,无需洒水。当环境湿度小于60%时,养护时间不宜少于28天;若环境湿度大于60%,养护时间则不宜少于14天。混凝土养护期间,应保证混凝土内部与外部环境的温差不大于15℃,并要每隔4小时测温一次,作好记录。
4.结语
现浇混凝土连续箱梁因其体积大、混凝土用量高、浇筑时间长等特点,造成施工中存在很多的不确定性,控制难度较大。本文针对混凝土裂缝问题及浇筑过程进行了详细的阐述和讨论,相信会对箱梁混凝土的施工起到借鉴作用。
参考文献
[1]高军.现浇连续箱梁混凝土施工问题的探讨[J].中国科技纵横,2012(1).
[2]赵东旭.桥梁现浇混凝土施工质量缺陷及防治措施[J].交通标准化,2012(9).
[3]杨军.武广客专现浇箱梁混凝土施工质量控制[J].科技资讯,2009(8).
[4]漆明毅.大体积现浇箱梁混凝土施工中裂缝的防治[J].中华民居,2011(2).