预应力混凝土箱梁施工管理论文
摘要：文章主要以山西省太佳高速公路(吕梁段)第八合同段预制梁场施工为素材，从技术管理的角度对高速公路施工预制梁场在混凝土梁(板)预制过程中的技术管理作了论述，对预应力混凝土梁的施工工艺作了探讨和分析，对预应力混凝土梁施工中出现的工程病害做出了分析和提出预防措施。
关键词：预应力；混凝土；预防措施
1 预制场地的选择和施工准备
预制场地的选择宜靠近施工工地就近布设，交通方便，利于建筑材料的运输和成品梁板的吊装。太佳高速公路(吕梁段)第八合同段共有桥梁3座，预制梁板数量为364片，主要设计为20m预应力箱梁132片、30m预应力箱梁232片，箱梁为后张法施工。该预制场主要选择在1号桥与2号桥之间的挖方段路基上，占地约10 000 m2，存梁区设在梁场前方的路基段内，施工道路利用S104省道及路基便道。梁场用水，在梁场右侧的河沟内打井，安装高扬程抽水机将水抽至梁场左侧的山上，新修建一座蓄水池，电力前期由2台150 kW发电机供电，后期由架设的电力统一专线接入梁场。
2 施工技术
后张法预应力箱梁施工顺序：台座制作→制安钢筋、预应力孔道、模板→绑扎顶板钢筋→浇筑混凝土→养护、拆模→预应力筋制安、张拉→封锚、孔道压浆→养护。
2.1混凝土施工
混凝土采用混凝土罐车由拌合站运至制梁区再经龙门吊吊运人模，按水平分层浇注，由梁端向跨中的顺序，共分4层浇注，先从底板浇注腹板位置，再分2层浇注腹板，最后浇注面板。混凝土的振捣，腹板捣固以附着式振动器(高频振动器)为主，插入式振动棒为辅，面板可用平板振动器。附着式振动器两边对称振动，并严格控制振动时间(一般为1.5 min)，只能在灌注部位振动，不得空振模板，波纹管位置以上部位采用插入式振动棒捣固，步点均匀，振动棒不得触及波纹管，以免波纹管被振破漏浆，影响张拉。混凝土捣固程度以现场观察其表面气泡已停止排出，混凝土不再下沉并在表面出现水泥砂浆为宜。
养护，拆模后即时洒水养生，使混凝土表面保持绝对湿润，避免时干时湿，针对工地不同气候变化采用不同的养护措施，低温季节浇筑完混凝土后立即用塑料薄膜包起来，保持梁体温度和表面湿度，高温季节，经常浇水，顶板用土工布遮盖起来，减少水分蒸发。
2.2预应力施工
2.2.1预应力筋下料及制作
预应力筋下料长度既要满足使用要求，又要防止下料过长造成浪费。预应力筋下料长度的计算，应考虑预应力筋的品种、锚具形式、弹性回缩率、张拉伸长值、构件孔道长度、张拉设备与施工方法等因素，由于预制梁采用两端张拉，故每根钢绞线的长度按下式确定：
L=L0+2(L1+L2+L3+L4+L5)
式中：L0：构件的孔道长度；
L1：工作锚厚度；
L2：千斤顶长度；
L3：工具锚厚度；
L4：限位板长度
L5：长度富余量(一般取100 mm)；
孔道成形的质量，对孔道磨损的影响较大，应严格把关，因此要求孔道的尺寸与位置应正确，孔道应平顺。接头不漏浆，端部预埋钢板应垂直于孔道中心线等。
预应力筋的孔道可采用钢管抽芯，胶管抽芯和预埋管等方法成形，该梁场采用预埋金属波纹管成孔工艺。接头采用外径大2 mm同类波纹管套接，并用胶带缠绕、密封好，以免水泥浆进入管内，沿梁长方向1 m设一道井字形钢筋架以利于固定波纹管。
2.2.2预应力筋的张拉
2.2.2.1张拉程序
0→10％(rK(初应力值作延伸量的标记)→100％σK(持荷2min，测延伸量)一锚固。
箱梁张拉分为正弯矩区(架梁前)及负弯矩区(架梁后)两种。在随梁同条件养生混凝土试件达到85％设计强度后进行预应力施工，预应力筋用锚具进场时应按《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50204—92和《预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程》JGJ185—92组批验收，合格后方准使用。各束张拉力及伸长值按规范要求分别计算，以张拉力和伸长值双控。 预应力筋张拉伸长值的量测，应在建立初应力之后进行。其实际伸长值AL应等于：
△L=△L1+△L2-A-B-C
式中：△L1：从初应力至最大张拉力之间的实测伸长值，包括
多级张拉，两端张拉的总伸长值；
△L2：初应力以下的推算伸长值；
A：张拉过程中锚具楔紧引起的预应力筋内缩值；
B：千斤顶体内预应力筋的张拉伸长值(若理论伸长值已计人，则不减)；
C：构件的弹性压缩值。
关于推算伸长值△L2，可根据弹性范围内张拉力与伸长值成正比的关系计算，也可用初应力——2倍初应力的可测伸长值代替。
△L与理论值的差值不得大于6％，否则必须暂停张拉，分析、查找原因后并采取有效措施予以调整后，方可继续张拉。
2.2.2.2压浆施工
孔道压浆是为了保护预应力钢筋不锈蚀，并使预应力筋与构件混凝土有效的黏结，从而既能减轻梁端锚具的负荷，又能提高梁的承载能力、抗裂性能和耐久性。
(1)准备工作：用棉花和水泥浆堵塞锚具周围的钢丝间隙，并用空气泵检查通气情况。
(2)水泥浆的制备：孔道注浆所用的水泥浆，须用P.O52.5R普通硅酸盐水泥拌制，水泥浆标号不得低于构件混凝土标号的80％(28天龄期时)。M40水泥浆配合比及外加剂，水泥浆应有足够的流动性，稠度控制在14 s-18 s之间，水灰比应在0.4～0.45。泌水率宜控制在2％最大不得超过3％。每次拌量以30min～45min的使用为宜，水泥浆在使用和压注过程中应经常搅动。
(3)压浆程序和操作方法。预应力张拉后，宜在48 h内完成孔道压浆，经过铁丝筛的水泥浆用灰泵从一端向另一端压浆，压浆工作要在一次作业中连续完成，当另一端出浓浆，稠度达到规定值为止，关闭出口阀门继续压浆，压力应最少升至0.5 MPa，保压2min。
2.2.2.3封端
压浆完毕后，即可进行封端。封端注意事项：①采用与梁体同标号的砼；②封端前，压浆残留渣滓应清理干净，与梁体的接触面应凿毛；③封端的几何尺寸应符合设计要求。
3 预制梁常见工程病害及原因分析
在混凝土浇筑完成拆模后，梁板顶面、翼板下部出现不规则的裂缝。凿开混凝土裂缝发现，裂缝深度在0mm～5mm之间，初
步判定为收缩裂缝或温度裂缝。不影响梁板的正常使用，但考虑预应力钢绞线张拉后，梁板顶面拉力增大，有使裂缝增长的可能，为此组织工程技术人员对裂缝产生的原因进行分析并提出相应的改进措施。
3.1裂缝产生的原因分析
3.1.1原材料因素
水泥采用P.0525R,经检验符合规范要求，水泥用量：486kg／m3，高强混凝土因采用高标号水泥且用量大。这样在混凝土生成过程中由于水泥水化而引起的体积收缩即自缩就大于普通混凝土，出现收缩裂缝的机率也大于普通混凝土。高水泥用量的混凝土硬化过程中，水化放热量大，升温梯度大，温度收缩应力加大，导致温度收缩裂缝。高强混凝土由于水泥含量高的多，所以在硬化早期由于水分蒸发引起的干缩也将大于普通混凝土。
碎石、砂、水、外加剂等经多次试验各项指标均符合规范要求。
3.1.2施工工艺因素
在混凝土养生，现场操作中有时不够及时，梁板顶面裸露在大气中，夏季最高气温达35℃，加快了水份的蒸发，致使表面干缩裂缝。
3.1.3混凝土自身应力形成的裂缝
①收缩裂缝：混凝土凝固时，水化反应会使混凝土的'体积减少，表面水分蒸发，也会使混凝土体积减小。混凝土的干燥过程是由表面逐步扩展到内部的，在混凝土内呈现含水梯度。因此产生不均匀收缩，致使表面混凝土承受拉力，内部混凝土承受压力。当表层混凝土所产生的拉力超过其抗拉强度时，便产生收缩裂缝。
②温度裂缝：梁场建在海拔较高的山上，当地昼夜温差较大，最高温差达20℃。混凝土在较大的温度变化作用下产生收缩和膨胀，产生温度应力，温度应力超过混凝土抗拉强度时，即产生裂缝。
3.2裂缝的预防措施
(1)严把原材料质量关：水泥、砂、碎石等原材料要保持其料源的稳定，确保各种原材料质量满足规范要求。
(2)严格按照有关技术规范进行混凝土配合比设计，并在施工过程中经常校核，严格控制水灰比、砂率、坍落度等关键技术指标。每天施工前都要测定砂、石料含水量，得出符合实际的施工配合比。
(3)混凝土浇注应选择一天中温度较低的时候进行，采用插入式振捣器振捣时，移动间距不应超过振捣器作用半径的1.5倍，对每一振捣部位必须振动到混凝土停止下沉，不在冒出气泡，表面呈现平坦、泛浆，边振动边徐徐提出振动棒，避免过振，造成混凝土离析。
(4)混凝土养护，不论是收缩裂缝还是温度裂缝，混凝土的养护最为关键。合理掌握混凝土的养护时间，混凝土浇注完成收浆后，尽快覆盖和洒水养护，使混凝土表面始终保持在湿润状态，不允许混凝土在高温下裸露暴晒。在初期由于水化反应产生热量较大，应加大洒水次数，必要时在腹板采取喷淋养护加快散热，在温度较低的夜间进行覆盖，降低梁体温差大，减少由温差产生的温缩裂缝。
4 结束语
经过施工技术管理人员的共同努力，梁板的质量得到了有效的控制。
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