议悬浇箱梁质量控制

摘要：对于施工期间要求桥下通车、通航的，挂篮悬浇箱梁是首先桥型之一。我国对挂篮施工已有成熟的技术，并且越来越多地被采用。本文就悬浇箱梁质量控制的重点，探讨其控制方法。

关键词：箱梁 施工 质量控制

中图分类号：F253文献标识码： A

前言：箱梁具有变形小、结构刚度好、养护简单、抗震能力强、实际受力比较接近设计等优点，目前正被大量采用。特别对于施工期间桥下有通航、通车要求的，挂篮悬浇箱梁更是首选桥型之一。

挂篮有菱形、三角形、弓形、框架等多种形式，从最简单的贝雷梁搭架到液压自动行走、调高、调位的挂篮。

一．施工组织及施工准备

上部构造是桥梁主要的分部工程之一，开工前应有开工报告。其内容有砼、水泥浆的配合比，使用材料的试验报告，测量资料，施工方案和安全技术方案，在施工方案中，施工工期应符合总工期要求，合理的机具匹配和足够的人员、资金投入。方案应具有可行性、先进性、安全性。一般应由施工单位项目部总工编写，由公司总工室签署意见，报监理单位审核，经专家论证后报业主批准。

前期准备阶段：

1、直线段、0#节段的支撑体系

挂篮悬浇箱梁，直线段、0#节段一般都采用搭设支架进行现浇。支架搭设前，应验证支架支承范围内地基承载力。如果承载力不足，需对地基作浅层硬化处理，采用浇筑面层砼，并做简单基础扩散支承点应力。如地基是软基，则要进行设计计算做深层处理，采用打桩或深层换填，提高地基承载力。

支架要对强度、刚度、结构安全性进行验算，承包人严格按批准的搭设方案施工。对支架结构的纵、横面间距或横梁间距、平面位置、顶部标高、节点联接及纵、横面稳定性进行全面检查。支架下应有足够的排水设施。

支架使用前应进行预压，其目的在于消除支架间隙压缩所产生的非弹性变形，弹性变形和验证支架的安全性。预压重量应符合设计要求，一般为结构自重加施工荷载的120%，支架连续三天沉降量小于1.5mm后方可使用。

可用钢锭、钢材、砼块、袋装砂或其组合进行堆载，用千斤顶在支架顶面型钢分配梁上进行反压也是可行的。要注意的是，翼板，梁体都要进行预压，堆载物要做到前后左右均衡。加载前，加载后，卸载前，卸载后，选前、中、后三个断面进行精密的水准测量，以求得弹性变形和非弹性变形的数值。

2、0#节段临时支撑系是箱梁悬臂施工中的主要受力构件。当箱梁两悬臂偶尔出现不对称荷载作用时，临时支撑体系要承受压力和拉力，它是保证施工安全及悬臂倾覆稳定的重要措施。

另外，从某种意义上讲，在悬浇箱梁施工过程中，支座不能完全承受桥重压力，特别是偏压。临时支撑的三角垫块，可保证工字钢顶面与箱底板、预应力束锚板与底板密贴，三角垫块应与箱梁底板施工同步制作，并根据纵横坡度进行调整。

3、挂篮的检查、预压：

挂篮安装完毕后，要对挂篮进行详细的检查，主要检查：主承重系统、锚固系统、行走系统、底平台系统、悬浇系统。

挂篮预压：

挂篮预压分为单件预压和整体预压，单件预压可在工厂、场地进行。整体预压应在挂篮拼装后进行，在加载前，加载后，卸载前，卸载后，都要对前吊点，前上横梁，后锚固点，前支点，底模顶面（翼板和箱底）进行精密水准测量，以求得弹性变形和非弹性变形的数值。为以后逐段立模标高提供可靠预调数据。

二．施工阶段

（一）支座安装

1、安装前，把支座上板打开，检查不锈钢板与聚四氟乙烯板相对滑移面是否有刮伤、撞伤或污物，用乙醚或酒精清洗除污，再重新涂抹硅脂5201-2型剂，使支座滑移灵活。

2、支座顶面的高程和滑移伸缩方向符合设计要求。

3、支座中心线与主梁中心线应平行或重合，其误差〈2mm。

4、支座四角应水平，误差〈2mm。

5、支座底板与垫石（墩身）接触面应密贴，安装时可在垫石面上抹一层环氧树脂砂浆，坐浆法安装支座。

6、支座的中心应符合设计要求。

杭州市交通工程质量安全监督局2007年6月22日，检查XX桥的2号墩，由于支座中心偏外，导致墩帽上部产生拉应力，引起墩帽薄弱处开裂。

在两个主墩上，其中一个主墩安装1个固定支座，1个单向活动支座，单向活动支座的移动方向应是横桥向，不同于其他墩的单向支座，这点应特别重视。杭浦高速公路的XX桥，单向支座的移动方向错安成纵桥向，发现时0#节段已浇筑，返工代价极高。另外，支座底板与垫石接触不密贴，检查时也时有发现，施工中应予关注。

（二）立模

悬浇箱梁的模板要求整体钢模板，应对强度、刚度、稳定性进行验算。模板一般在工厂加工，要求板面平整，接缝严密，不漏浆。模板运到工地拼装后，主要检查平整度、接缝和外观尺寸。其允许误差应按《公路桥涵施工技术规范》执行。

立模后，关键检查点是高程、轴线、垂直度、断面尺寸和模板固定的安全性。

悬浇箱梁的外观要求：

1、线形平顺，梁顶面平整，各孔无明显折变；

2、相邻块件颜色一致，接缝平整密实，无明显错台；

3、砼表面不得出现蜂窝、麻面；

4、梁体不出现非受力裂缝。

模板，支架的拆除期限应根据结构物特点、模板部位和砼达到的强度来决定。

1、非承重侧模板应在砼强度能保证其表面及棱角不致因拆模而受损坏时方可拆除，一般应在砼抗压强度达到2.5Mpa时方可拆除侧模板。

2、承重模板、支架，应在砼强度能承受自重力及其他可能性的叠加荷载时，方可拆除。

悬浇箱梁的底模应在腹板、顶（底）板纵向预向力筋张拉、压浆后才可拆除。

（三）钢筋加工及安装

钢筋加工及安装，与一般结构物相同。重点控制钢筋的规格、数量、尺寸、位置、钢筋焊接质量和保护层。钢筋绑扎，先腹板、底板，后顶板。顶、底板上下两层钢筋用拉筋连接，两端都有弯钩，是受力防裂钢筋，安装时要注意数量和位置。

在钢筋安装时，要注意预留预应力管道及锚垫板的位置。当发生钢筋与预应力管道冲突时，对一般钢筋可能采取弯折、截断方法。钢筋绑扎完成后，应检查其恢复情况，特别是截断钢筋的补焊情况。

预应力筋的管道，要检查其位置、尺寸、规格、固定情况，坐标误差不得超过5mm。波纹管安装要顺直，弹簧筋安装正确，锚固牢固，还要检查锚压板的位置、尺寸。注意锚垫板应与预应力筋垂直。

据杭州市交通工程质量监督站资料，检查到一座桥因纵向预应力筋管道坐标不准确，局部下偏，造成预应力束线形不顺，局部凸兀处的钢束在张拉时，产生较大且相对集中的径向力，造成砼局部应力超过设计强度发生破损。

杭浦高速公路XX桥，也因预应力筋管道坐标偏位，顶、底板上、层拉筋不够，张拉后发生顶板局部破裂。处理方法是清除破损砼，用植筋法加密上、下层拉筋，局部增补预应力，重浇砼。

（四）砼浇筑

砼配合比的设计，应满足高强、缓凝、早强、高流态的要求。砼浇筑前的温度要求维持在5℃至28℃之间。坍落度控制在16―20cm，掺加HEA高效抗裂防水剂和A型增强剂，MC减水剂。悬浇箱各节段砼用量大，在浇筑中，应按设计浇筑顺序进行。如果设计没有说明时，应遵循“先下后上，先远后近，先悬臂后根部，对称均衡，振捣密实”的原则。

具体来说，先浇筑腹板（横隔板）高度的三分之一，使之与底板连接处砼密实，在后续浇筑时使不外溢―底板―腹板（横隔板）―顶板。在浇筑顶板时，特别要注意从翼板最远处分别向箱中心线靠近，整个浇筑过程都要前后左右对称进行，防止产生偏载引起砼裂缝。应分层振捣密实，特别是两个立体面的交错及锚垫板处，最易发生漏震，致使砼松散或产生蜂窝、空洞，避免预应力张拉时在锚垫板处发生坍裂。节段间新老砼密切结合，是至关重要的，应对前一节段老砼进行凿毛。凿毛以不留平面，见到石子为止。

（五）合拢

合拢的一个基本原则就是合拢段砼在浇筑和养护时不产生应力，不受其他外力作用，为此经常采用：

1、采用合拢劲性骨架，使之具有足够的刚度和强度，能够完全控制因温度、湿度、风载等荷载引起合拢段两端的相对位移，以致发生剪切应力。

2、根据梁的收缩、徐变以及温度变化确定梁的轴线变形，及其变形的外力，预先施加外力来达到控制变形的目的。可用千斤顶相对桥轴线对称对梁段预压，压缩值等于箱梁收缩、徐变值。

3、在合拢段两节段顶板放置水箱，容积一般为20m3，作为合拢段的平衡重。在合拢段砼浇筑时，逐步放水，保证砼浇筑期间，受力基本不变以维持两端负荷和挠度不变。

4、合拢段砼应一次浇筑完成，待砼强度达到设计要求后，按顺序施加工况后预应力，合拢段的砼标号比一般节段高一个等级。

在合拢段，测量箱梁面标高及轴线，连续测试温度影响偏移值，观测合拢段在温度影响下梁体长度变化。复查、调整两悬臂端合拢施工荷载，使其对称相等，如不对称时，应用压重调整。

刚性支撑的设计和临时束的张拉力必须严格按设计要求实施。刚性支撑锁定时间根据连续观测结果确定。要求在梁体相对变形最小和温度变化幅度最小的时间区间内，对称、均衡、同步锁定。为了减少锁定时间，在锁定之前，应完成合拢临时束张拉的准备工作（如千斤顶安放就位等）。待刚性支撑焊完后，要求在1小时内张拉按设计要求的全部合拢临时束。在合拢口锁定后，立即释放一侧的固结约束。使梁一端在合拢口锁定连接下能沿支座自由伸缩。

（六）养护及裂缝防治

悬浇箱梁的一个特点，就是对温度影响特别敏感，悬浇箱梁是一个节段一个节段施工，新老砼的结合和养护，也是一个重要问题，悬浇箱梁一般砼用量大，表面积大，又要求三、四天就达到早期强度，以便进行预应力束的张拉，加快施工速度。因此，砼的早期养护尤为重要。在砼终凝后，就要盖上覆盖物，进行洒水养护，养护时间一般为七天，这里要提出的是，悬浇箱梁的养护，不仅仅是顶板，还要对其底板及拆膜后的腹板进行养护，以达到箱梁各部位温度差异不能太大。

箱梁的裂缝，简单地可分为两种，一种是由荷载直接作用（或由于结构次应力的叠加作用），砼超过拉应力的极限而引起的裂缝，亦称荷载裂缝或结构性裂缝。还有一种由于变形变化引起的裂缝，如结构由温度、收缩和膨胀、不均匀沉降等因素而引起的裂缝，亦称变形裂缝，大多为非结构性裂缝。这种裂缝的产生一般会有个“时间过程”。不是瞬时产生的，有一个应力累积的过程。

就变形裂缝来说，又可分为砼收缩裂缝和温度变化的裂缝，要注意控制因施工问题引起的荷载裂缝。

1、支架现浇段

（1）边跨合拢时在支架与箱体之间产生较大摩擦力，在支架现浇段应该确保支架与箱底之间能相对滑动。目的使边跨合拢时现浇段能随相接悬臂段自由伸缩，避免在梁体砼内产生过大的拉应力。尤其在支架刚度比较大时，支架不能随箱体变形，则在梁体砼内将受到很大拉力。

（2）支架的不均沉降。支架本身有弹性和非弹性变形，而落在永久支弯的一端不发生沉降。由此在梁端可能产生一个较大的剪切变形。因此在支架上现浇砼时应采取相应的措施，控制支架不均匀沉降是极其重要的。

（3）竖向预应力不足，边跨现浇段，一般梁高较小，竖向预应力较短，竖向预应力损失较大，预应力张拉较难控制，往往张拉应力不足。

2、悬臂段浇筑

（1）浇筑顺序不当或未预压重

在悬臂浇筑时往往由于浇筑顺序不当，由里向外浇，或未预压重，在梁体内出现垂直裂缝，这些裂缝虽经预应力束张拉，裂缝很难闭合。

（2）施工质量不善

由于预应力不足，钢束布置有误差，压浆质量不好，锚固部位质量不良等施工上的缺陷均会导致裂缝产生。

3、合拢段

合拢段裂缝大多发生在顶、底板的顺桥向。在合拢段的施工中，一般对合拢施工的纵向措施比较完善，对横向考虑就比较少。合拢段砼在浇筑硬化过程中横向收缩比较大，而且在底板两侧有锁口装置和腹板的约束。，在顶、底板跨中顺桥向容易产生裂缝，特别在浇筑后的早期更易产生。底板因没有横向预应力筋，养护又易忽视，更会出现裂缝。

（七）悬浇箱梁的施工监控

施工监控的目的是确保结构的安全和稳定，使成桥后的轴线和桥面线形达到设计要求，并且使结构的内力分布与设计理想的内力状态基本吻合。

监控的主要工作是：

1、结构计算，复核设计所确定的成桥状态和施工状态，按照施工和设计所确定的施工工序，以及设计提供的基本参数，对施工过程进行验算。得到各施工状态以及成桥状态下的结构受力和变形等控制参数，作为连续梁体施工控制理论轨迹。

2、施工过程中结构观测内容：

（1）监测各工况下各节段变形和挠度，并定期复核主梁高程基准点。

（2）监测各工况下砼箱梁控制截面上的应力应变与理论理想值比较，找出偏差量，提出纠偏措施。

（3）重点部位的裂缝观测。

监控要在下列四个工况下进行高程控制测量：立模板后、砼浇筑前，使立模标高准确；砼浇筑后，预应力筋张拉前；预应力筋张拉后；挂篮移走定位后。

施工现场实测是监控计算的基础和依据，实测质量的好坏，直接关系到计算的正确性。对已成型节段的箱底曲线定期进行测量，以利及时进行纠偏。

三、预应力的张拉、压浆

（一）张拉前的检查

（1）砼的强度的龄期必须符合设计要求。

（2）对构件进行检验，外观、尺寸、锚垫板的张拉角度符合设计要求。使千斤顶的作用线与预应力筋的轴线重合一致。清理锚垫板，使之不沾泥浆污物，特别是油类。

（3）油表和千斤顶的匹配应与检验报告一致，油表能归零。

（二）张拉中的检查：

1、检查夹具和锚具锥孔，不得粘附泥浆、砂粒和其他杂物及油污。夹片安装后，每片夹片应平整，高差小于2mm。

2、观测油表，施加的张拉力必须符合设计要求。

3、应准确量测伸长值。

4、两端张拉时，应统一指挥，尽量使两端张拉进展同步。

5、检查油管接头、千斤顶有否漏油，油表上升平稳。

6、达到设计张拉力等待2分钟后进行锚固。

（三）张拉后的检查

1、检查锚垫板有否发生下陷、裂缝，两片夹片嵌入面应平整，高差在2mm内。

2、检查有否发生断丝、滑丝。

3、计算实测伸长值，误差应在允许范围内。监理人、承包人的现场记录人员相互核对，及时发现错记、漏记。

4、距锚具3cm。用切割机切除多余钢绞线。

（四）工艺要求：为使预应力筋受力均匀，进行分级张拉，每个等级需停顿2分钟。回油速度宜慢，且均匀，以减少锚塞回缩量及滑丝。

张拉的顺序：如设计未作规定，应遵循下列原则：先长后短，先上后下，先中后边，先纵后横、竖，先腹板后顶、底板，对称均衡。如两端张拉，应尽量使两端张拉力同步。

（五）封锚、压浆

压浆的目的在于防止预应力钢材锈蚀，使预应力筋束与砼粘结成整体，减少预应力损失，提高结构或构件的整体抗弯刚度。压浆总的要求是密实。

张拉结束后采用手提砂轮切割机切除梁体外预应力筋，锚端用砂浆或环氧砂浆封闭。封闭应严密，否则压浆时会漏浆，待封锚砂浆达到一定强度后即可进行压浆，应要求施工单位在张拉结束后48h内压浆，压浆的材料和技术条件应符合《桥涵规范》的要求。

梁端封锚：梁板压浆结束后如需要封闭锚端，应先将锚具周围冲洗干净并对梁端砼凿毛。然后设置钢筋网浇筑封锚砼。封锚砼的强度应符合设计要求。必须控制封锚后的梁体长度。对于长期外露的锚具，应采取防锈措施。

施加预应力时，特别注意预应力要符合设计要求。预应力作用状况；对锚口是集中荷载。通过应力束与砼结合后，形成均布荷载预应力区。施加预应力过小，结构过早出现结构裂缝。过大，虽然结构抗裂性较好，但因抗裂度过高，使预应力筋承受荷载时，经常处于过高的应力状态，与结构出现裂缝的荷载很接近，往往在结构破坏前，没有明显的预兆，即产生脆性裂缝。另一方面，张拉力过大，会导致反挠度过大，或张拉区出现裂缝。

四、结束语

悬浇箱梁质量控制的重点，首先要有一个好的施工方案。在施工工序中，抓好支座安装、模板、钢筋及预应力束安装，砼浇筑，预应力筋的张拉和压浆、合拢等环节，每道工序的任何疏忽，都会对质量造成影响，施工监控尤为重要，发现问题及时进行纠偏，确保结构的安全和稳定，使成桥的轴线和桥面线型达到设计要求，并且使结构的内力分布与设计理想的内力状态基本吻合，保证桥梁使用的持久安全。