连续箱梁腹板及顶板常见质量缺陷及防治措施

刘 广

(山西省公路局晋城分局，山西晋城 048000)

随着公路建设的发展，目前我国公路建设中的大、中桥梁，上部结构大部分采用了预应力混凝土连续箱梁。因为与其他形式上部结构相比，它具有以下优点:1)箱形梁的刚度较大，抗扭性能较强，在偏心荷载作用下其整体稳定性较好，同时也能节省大量材料;2)它的底板和顶板的面积较大，可以布置大量的预应力筋，防止应力集中，使每一联梁的正负弯矩受力更加合理。但是箱梁施工中的缺点是工艺较复杂，操作的程序比较繁琐，如底板的混凝土不容易浇筑，腹板较薄不容易使混凝土振捣密实等，掌握不好混凝土施工工艺，可直接影响箱梁的外观，甚至会影响箱梁的耐久性。

1 常出现的质量缺陷

由于箱梁高度都在1.4m以上，混凝土浇筑倒料过程中，又不能一次把料加满，必须边振捣边加料，由此而容易引发箱梁浇筑过程中出现的分层痕迹，表面出现花纹、沙眼，顶板表面出现裂缝等现象;由于养护不到位，出现腹板或顶板横向裂缝;由于倒料过程中粗细料离析，局部骨料不足，产生收缩裂缝;由于蒸养温度急剧升高或突然下降，导致梁由温度引起的横向裂缝;压浆后温度过低导致沿波纹管方向的纵向裂缝;拆模过早引起的外观破损等。如何有效地控制以上现象的发生成了一道难题。通过本人在25m，35m箱梁施工中一些经验，并经过多项试验，一次一次地调整施工方案，总结出了一套较行之有效的施工工艺，对提高箱梁的内在质量和外观质量都有很好的效果(以预制35m跨径箱梁为例，梁高1.8 m)。

2 防治措施

1)保证外侧模的表面光洁平整是保证箱梁外观的关键，主要措施有:a.使用新大面定型钢模板;b.清洗模板表面，对局部不合适处进行打磨;c.使用专用脱模剂;d.每次使用模板后表面必须打磨清洗。

2)箱梁钢筋在制作加工过程中一定要控制好尺寸，钢筋模板安装定位后仔细检查保护层厚度，保护层垫块使用提前预制固定厚度的混凝土块比较好，垫块的强度与相邻的混凝土强度一致，垫块的最大集料粒径不大于10mm，垫块上预埋1.3mm直径的退火软铁丝，可以牢固的绑在钢筋上，以防保护层过小影响混凝土的下滑，堆积振捣后出现花纹及沙眼或露筋，同时保护层过小也影响箱梁的使用寿命。

3)波纹管布设要严格按照图纸的坐标要求，用设计的固定形式对波纹管进行固定，保证波纹管在整体长度范围内的位置准确。一般定位钢筋在曲线段每0.5 m一道，直线段每1 m一道。

4)骨料选配上要合理把关，严禁骨料偏大。碎石选用两种规格，小石子5mm～16mm，大石子16mm～25mm，碎石的压碎值、含泥量和针片状含量等要达到设计要求。砂选用中粗砂，细度模数应该在2.6以上。

5)应严格按配合比施工，混凝土坍落度一般控制在7cm～9cm为宜。坍落度太大，强度不易保证，并且很难消除表面之气泡、花纹、沙眼等缺陷;因钢筋密集，并有波纹管等，若坍落度太小很难保证振捣密实。

6)混凝土要采用强制式拌合设备进行拌合，配有自动计量装置。拌合设备在使用前必须进行计量标定，确保配料准确。外掺剂尽量采用液体添加剂，并且采用自动称量添加。每次预制箱梁开盘前应做砂、碎石的含水量试验，计算出每盘料的应加水量。混凝土搅拌要均匀，从开始加水计时，大约搅拌120 s，加有外掺剂的可适当延长搅拌时间5 s～10 s。混凝土运输过程中切忌强烈震动，一般情况下，混凝土需要在拌合站和浇筑现场都检测坍落度。如运距较远，混凝土必须用罐车运输，混凝土运到浇筑现场坍落度损失不宜超过20mm，浇筑之前先做好检测，如变化较大就要重新拌制混凝土。

7)倒料，一次下料长度在5 m～6 m，左右腹板上方同时下料，以防芯模侧移，料顶面高出顶板为宜，开始第一遍振捣(可以根据长度选用高频数量)。

8)加强混凝土的振捣工艺控制是混凝土工程的关键步骤之一。在混凝土浇筑过程中对其过振或漏振都将产生不利的影响，不仅影响其外观质量，还有可能影响其内在质量，从而影响到箱梁的使用寿命。对于箱梁混凝土振捣主要在两个地方比较难以操作:a.腹板。由于箱梁的腹板壁较薄，而且钢筋较密，还有多根预应力管道占用很大的空间，所以振动棒很难正常操作;b.锚具后边的预应力锚固区。这个地方受力较大，应力比较集中，为了防止混凝土开裂，加大了此处的配筋，所以此处配筋较密，振动棒也不容易操作。这就要求在箱梁浇筑腹板时采用附着式振动器和插入式振捣器相结合的方式振捣，并且严格控制振捣的频率和时间。一般操作方法按如下执行:选用功率为1.5kW高频附着式振动器，间距为水平1m，垂直0.8m设置1个较为合理，振捣时间控制在20s～30s之间，切忌过振，避免出现水波纹、蜂窝麻面、空洞等。两侧振动器操作人员要时刻听从混凝土工长的指挥，两侧振动器必须同时开启和关闭。工长要有丰富的混凝土施工经验，一要根据时间，二要根据混凝土表面泛浆情况来指挥，必要时可以加长或缩短振动时间。插入式振捣器一般在腹板处采用和φ50mm交替使用，在孔隙较小，φ50mm振捣器不能操作时，要改为用φ30mm振捣器替代，防止出现漏振和只有浆没有骨料的情况。

9)开启高频振动器振捣，一般长度不能超过5m～6 m混凝土下料长度，前面要留下一截，大约1m，这样可以有效地控制由于振动而引起的混凝土前滑，出现分层，起到了阻挡作用。

10)拆除第一段高频振动器的数量也是至关重要的一点。比如说第一次一共使用5只高频振动器，第二次使用时拆除前4只高频振动器的插头，第5只高频振动器与后4只高频一起为第二段混凝土的振动器振捣。依此反复往前移动，可以防止漏振及蜂窝的发生。

11)第一遍振捣完成以后，继续加料进行第二遍振捣，反复进行此操作，直至料振满至腹板与顶板交接处以上为止(一般情况下，最多加料两次，振捣后就能到达顶板位置)，进行第二段的加料振捣工作，直至梁浇筑完成。

12)混凝土从一端浇至另一端终点4 m左右，应从终点往回倒料振捣，可以防止端头漏浆严重及出现空洞。

13)顶板浇筑振捣时要注意与腹板之间的衔接，下层混凝土表面如有松散必须清理干净，顶板振捣时既要平振又要点振，点振间距控制在20cm～30cm之间。经第一次收浆抹平后，在混凝土接近初凝时进行二次收浆并拉毛，可以有效地防止顶板裂缝的发生。

14)浇筑顶板混凝土时应注意控制好顶板厚度和坡度，特别是顶板负弯矩张拉端位置，表面一定要加强振捣。由于此处钢筋特别密，配合比中的粗骨料从顶部基本无法进入钢筋的间距中，只有从张拉端尾部的空隙中进入，因此张拉端的混凝土是否密实，振捣是关键，也直接影响了箱梁的质量及外观。另外此处保护层也较薄，易引起开裂，所以要特别加强收浆及拉毛工作。

15)箱梁芯模拆除时间的掌握对混凝土的外观和质量有很大影响，混凝土强度达到设计强度的70%～80%拆模比较合适，如果拆模时间过早，混凝土强度较低，容易造成箱梁顶板开裂，易导致缺棱掉角或肿皮现象等;拆模时间过迟，混凝土与模板之间粘结牢固，不易拆除。

16)由于箱梁的结构比其他混凝土结构复杂，所以其养护也是具有一定的特殊性。拆除内模后，应及时向箱梁内部注水养护，对箱内顶板及腹板内部，每隔一定时间用水枪喷洒。箱梁的外部顶板上部采用覆盖洒水养生;腹板外部及腋下、翼板底部宜采用喷雾器洒水养生，同时加塑料薄膜覆盖保湿。这种方法比较容易操作，而且节省人力和物力，又可保证场地的钢筋不受洒水的影响而锈蚀，既经济又能保证混凝土养护要求。

17)对于冬季施工的箱梁，养护和保温至关重要。采用蒸汽养生的冬季施工，养护温度切忌急剧升高或降低，要采取温度缓慢升高和逐渐下降的方法进行保温。同时大家容易忽略箱梁压浆后的保温工作，在压浆后如果不进行保温，容易导致浆液在波纹管内未凝固先被冻，一是导致浆液强度下降，二是导致浆液冻胀出现混凝土裂缝。

3 结语

通过近几年的工程实践，本人认为连续箱梁结构如能在设计方面进一步完善，例如配筋密度减小、腹板厚度适当加厚等将更有利于施工操作。另外在预制箱梁施工工艺上要严格要求，并不断改进优化施工工艺，抓好关键工序，把好质量关，加强项目管理人员和技术人员的责任心，进一步完善项目部的质量保证体系，加强混凝土原材料控制和施工工艺控制，将有助于箱梁整体质量的提高。本文介绍的工艺是经过许多探索实践后形成的，并在多条公路项目中应用，取得了较好效果。最后希望大家在对此工艺实施及运行当中多提宝贵意见，并使其不断完善。

［1］JTG/T F50-2011，公路桥涵施工技术规范［S］.