浅析30m预制箱梁外观质量控制措施

作者：沈陈斌 沈理斌

来源：《科技创新导报》 2014年第10期

沈陈斌1 沈理斌2

(1.嘉兴市恒业市政建设有限公司 浙江嘉兴 314000；2.嘉兴市交通投资集团有限责任公司 浙江嘉兴 314050)

摘要：预应力混凝土预制箱梁表面麻面及水波纹是常见的质量缺陷，影响箱梁的外观质量。文章对30m后张法预制箱梁表面麻面及水波纹的成因进行了综合分析，从原材料、施工工艺及质量管理等方面入手，提出了控制混凝土质量的措施，对确保预制箱梁的外观质量具有实际意义。

关键词：预应力混凝土箱梁 外观质量 成因分析 控制措施

中图分类号:U445.57 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2014)04（a）-0067-02

近年来，我国高速公路互通立交桥、主线桥、高架桥等施工普遍使用后张法预应力混凝土预制箱梁施工，建设过程中，通过对预制箱梁的质量检查，发现部分预制箱梁外观质量较差，主要表现在箱梁侧面水波纹较多、且色差较大，局部有麻面现象，其中发现问题的箱梁大部分分布在距离底板40～50cm范围内,宽度约为15～25cm不等,在箱梁的端部有随预应力波纹管抬升而升高的趋势，严重影响了箱梁的外观质量。嘉兴市近年已建成4条高速公路，总里程长达235.5km。在桥梁工程中30m后张法预应力箱梁占有较大的比重，通过改进施工工艺和采取相关技术措施后，该4条高速公路均取得了较好的效果，确保了施工质量。

1 麻面、水波纹成因分析及控制措施

通过对已施工完成的箱梁检查，发现部分30m预制箱梁出现麻面、水波纹等质量缺陷，要克服这些外观缺陷，必须从原材料选择、砼配合比及拌和、浇筑、振捣工艺、模板等方面综合分析产生缺陷的原因，采取相应措施事先预防，方能确保箱梁的外观质量。

1.1 麻面

1.1.1 成因分析

(1)水泥混凝土中粗集料堆聚

根据施工图纸，30m预应力箱梁中部腹板厚度仅为18cm，腹板竖向主筋使用φ12螺纹钢矩形结构,边框间距8.8cm，内外侧设有纵向构造钢筋，其直径均为10mm的圆钢，用于穿钢绞线的波纹管直径为5.5cm，从竖向主筋中间穿过，这样混凝土通过波纹管一侧的间距仅有1.65cm，造成混凝土通过波纹管位置时比较困难。因此，当浇注的混凝土通过N3号波纹管位置时，由于该处间隙相对狭小，混凝土中细料流动容易，粗集料中较大粒径颗粒通过时相对困难，并使粒径较大颗粒在该处积聚，引起混凝土粗集料堆聚且紧贴模板，导致混凝土表面麻面的产生。

（2）混凝土浇筑方法不合理

混凝土开始施工时，是从两侧腹板位置浇注，大量的底板混凝土均要从N3号波纹管两侧通过，混凝土完全靠自重是不能使底板填满的。这样就要增加混凝土的振捣时间才能使底板混凝

土密实，而过量的振捣则使N3号波纹管位置处混凝土大颗粒集中，导致混凝土表面麻面的产生。

1.1.2 控制措施

(1)加强原材料质量控制

石料尽可能采用二次破碎，按各级粒径要求选用不同筛子进行筛分，严格控制各档规格的碎石粒径。同一合同段必须采用同一厂家、同一品牌的水泥，并且陈伏期要求达到15d以上。

(2)加强模板保养

箱梁预制的模板必须采用光洁的整体钢模，钢板厚度不小于5mm，应具有足够的强度、刚度和稳定性。为了不使混凝土在N3号波纹管处产生粗集料堆聚，应加强模板保养工作，每次立模前先认真清除模板表面的杂物，对有模板的外露面应涂刷同一类别的脱模剂。

(3)提高混凝土拌和质量

做好理论配合比设计，适当增大砂率，减小用水量，掺加减水剂。混凝土拌和前调整好施工配合比，拌和时控制好用水量，在便于施工的情况下坍落度尽量小一些，对坍落度不符合要求的严禁入模。

(4)改进混凝土喂料及浇筑顺序

浇筑混凝土时,由人工将箱梁内模顶板开天窗,从箱梁的天窗将混凝土放入箱梁内，先把箱梁底板浇筑起来，以减少N3号波纹管处混凝土的通过量。具体施工时，底板先浇注7～10m，开始从腹板喂料，同时向前推进。

1.2 水波纹

1.2.1 成因分析

(1)混凝土坍落度不适宜

由于30m箱梁设计中，腹板内的钢筋及波纹管的布设密集，使混凝土通过的空间相对狭小。当混凝土通过N1、N2号波纹管时，由于N1、N2号波纹管位置较高，混凝土在其自重的作用下，还比较容易通过。但当混凝土通过N3号波纹管时，由于N3号波纹管位置相对于N1、N2号波纹管低一些，混凝土自重作用效果就相对不明显，这样混凝土中较大粒径的粗集料就会被堵在N3号波纹管处。若混凝土坍落度偏小时，混凝土的流动性同时降低，和易性也变得较差，混凝土在N3号波纹管处就更加难以通过，致使混凝土产生离析，混凝土表面形成水波纹现象。

(2)混凝土振捣过度

混凝土底板附近由于有较多的钢筋和波纹管，使混凝土的流动性相对较差，为了保证底板混凝土密实，就必须加强振捣，延长振捣时间。等到N3号波纹管以下的混凝土变密实时，N3号波纹管处的混凝土已经振捣过度，引起混凝土中的水泥稀浆和细砂上浮，导致混凝土离析，使N3号波纹管处砂浆聚集较多，骨料较少，级配单纯且偏粗，从而导致在底板40～50cm范围内在终凝后砼表面的水泥石颜色较深，状似水波纹。此外混凝土分层浇筑时，由于振捣上层混凝土时振动棒没有深入到下层足够的深度，往往也会引起出现水波纹现象。

1.2.2 控制措施

(1)提高钢筋制作质量

钢筋制作采用整体加工吊装入模、内模整体拼装入模及小箱梁预应力张拉移存后进行压浆等工艺，提高钢筋骨架的整体可靠性；此外，在钢筋间距、直顺度及保护层厚度等方面施工的精度得到提高。同时，对腹板与波纹管之间的钢筋布置进行适当的调整，以加大钢筋与波纹管之间的距离，在预埋波纹管处增加支撑钢筋，以保证波纹管的定位准确、牢固。

(2)改善混凝土级配碎石粒径

为防止波纹管处石子被“筛分”，按照《普通混凝土配合比设计规程》的有关规定，改善级配碎石粒径，对16～25mm粒径的石子用量进行下调，但级配应符合技术规程的范围要求。

(3)控制含砂率

含砂率与级配、孔隙率、粗细程度（细度模数）相关，应选择能同时满足混凝土质量、和易性的最佳含砂率。为了使混凝土均匀，和易性好，含量稍微增大一些。和易性包括混凝土拌和物流动性、粘聚性和保水性，在于混凝土中有足够的水泥砂浆起主要作用。当减水剂（水剂约在1%，粉剂约在1.5%左右）掺量不大的情况下，含砂率较通常情况稍提高1～2%，砼的浇捣塑性明显改善，粗骨料被砂浆包裹覆盖层厚度均匀，避免砼表面出现“相料色差”。

(4)调整波纹管位置

优化箱梁钢筋设计方案，通过结构强度和受力计算，在确保满足设计要求的前提下，对N3、N4号波纹管的位置内移0.5～1.0cm，以达到利于混凝土级配碎石分布均匀的目的。

(5)加强混凝土振捣

振捣必须由熟练的操作工人操作，采用直径3cm的小振捣棒，做到快插慢起，振捣时必须将振动棒透入到下层砼5～10cm，每一棒振捣时间不能过长，过长会引起砼离析。钢筋或波纹管密集部位，仔细振捣。并掌握振捣棒的工作范围进行合理振捣，合理程度以混凝土中气泡的泛出量来判断,但不得漏振和过振。

(6)合理确定混凝土坍落度

合理确定混凝土的坍落度，加大混凝土的和易性，改善混凝土的工作性能。当浇注N3号波纹管以下部位的混凝土时，可适当改变其和易性，使混凝土坍落度放大，约在8～10cm，其余部位控制在6～8cm。

3 结语

（1）30m预制箱梁的外观质量出现麻面、水波纹等现象，由于各类箱梁的设计和施工工艺不同，产生的原因也不尽相同，在施工过程中，应根据实际情况，分析产生问题的原因，对症下药，采取针对性的技术措施，以改善和提高混凝土的外观质量。

(2)通过采取改进混凝土碎石级配，合理确定混凝土坍落度，控制喂料顺序，优化振捣工艺等措施，预制的箱梁成品外观基本消除麻面和水波纹现象，整个腹板颜色一致，混凝土均匀密实光滑，达到工程质量要求。

(3)预制箱梁作为桥梁的承重部分，应引起高度重视。在施工过程中，采取各项有效控制措施的同时，应该加强质量管理，提高创优意识，禁止采用二次粉刷改变外观，必须严格按技术规范和设计图纸进行施工，加强施工工艺控制，达到外美内实的效果。

参考文献

[1] JTJ 041—2000，公路桥涵施工技术规范[S].

[2] 易孟双．预应力砼连续箱梁施工外观质量控制[J].工程建设与设计,2005(3).