浅谈预应力混凝土箱梁施工
商福聚
摘要：笔者以沈山线K414公铁立交桥30米预应力混凝土箱梁施工为例，具体阐述了确定台座、模板数量的科学的方法，以及在混凝土浇注过程中技术方面普遍存在的问题，同时简要介绍了解决这些问题的途径。
关键词：内模上浮 翼缘板裂纹 波形条纹 蜂窝 气泡 钢片式振捣器
1 工程概述
沈山线K414公铁立交桥全桥长769.10m，上部是跨径为30m的预应力简支箱梁，采用等级为C50的混凝土。全桥19孔，每孔10片，共计190片。全桥分为左右幅，每幅有五片预制梁，梁和梁之间隔开2.9m的距离，每幅包括五片预制梁，19cm厚的横隔板以及8cm厚湿接缝使每道梁连接成整体。
2 台座、模板数量的确定
现以沈山线K414公铁立交桥为例来说明台座、模板的确定。
笔者根据自己的施工经验，按照施工要求，将外界气温控制在25-30度之间，预制梁50号混凝土在使用早强水泥、减水剂的条件下，在完成混凝土浇注的12小时后方可将内模板拆除，待18小时后将外模拆掉，然后及时进入为期6天的蒸汽养生，养生工作结束后开始张拉。如果材料供应不出现差错，且天气状况良好，浇筑40.5方梁混凝土，员工可两天可完成2片，如果6天为一个循环来计时，6天就能完成6片混凝土梁的浇筑工作，为避免窝工等问题的产生，需配设6个台座。但员工也有两天浇注3片的记录，鉴于此，我们制作了7个台座。另外，我们可根据工程进度、模板循环使用的周期来确定模板数量。其中，模板循环使用周期是指这块模板从安装、顶板筋绑扎、混凝土浇注、混凝土养生至可拆模强度、拆侧模直至调运到下个装模台座旁所用的时间。沈山线K414公铁立交桥30米箱梁每片梁混凝土量为40.5m3，臺座设置按2天2片梁设置，各道工序经过细致的计算并结合多年的施工经验，在不考虑客观因素的影响下（天气、材料、机械等），模板循环一次所用时间约为38个小时，若想实现2天（48个小时）浇注2片梁，那么该需要多少套模板最经济合理呢?浇注2片梁需要循环次数为：48/38，模板一个循环可浇注梁的片数为：2/（48/38）=1.58，因此二套模板最合理。但根据实际梁体的不同，有中梁、边梁之分，还有中跨边跨之分，所以应该准备六套模板(模板循环一次所用的时间：A、B、C、、、、模板，A从第一次立模开始，到下一次立模所经过的时间，整个时间经过一个循环)。
3 施工中所遇到的技术难题
制备30米预应力混凝土箱梁时，施工人员往往会碰到一些技术上的难题，如翼缘板裂缝（与腹板交接处）、蜂窝和麻面、波形条纹、内模上浮等。在混凝土振捣阶段，腹板混凝土受到自重和振捣器两方面的影响而大量涌入底板，导致底板混凝土为内模提供极大的浮力，使内模上浮。这种问题会导致预制梁顶板厚度达不到设计尺寸，且设计强度也无法满足要求；同时也会增加预制梁的高度，不利于桥面施工。预制梁与湿接缝连接的部位是翼缘板，如果翼缘板处的混凝土存在裂缝，将会威胁整个桥面的安全使用。与梁底相距大概50cm的部位存在少量的波形条纹，严重破坏了预制箱梁的美观。同时，沈山线K414公铁立交桥也存在此类现象。蜂窝和麻面会破坏预制梁的美观，也会对混凝土表面的密实度产生不利影响，这样也会破坏梁内钢筋的抗腐蚀性。
4 解决问题的方法
在混凝土浇注过程中，为避免出现内模上浮的问题，可用槽钢作为压杠来加以控制。将混凝土垫块装设在内模和槽钢之间以压住内模，同时，为避免振动器工作时使垫块位移，再用?覫6钢筋充当定位筋来固定垫块。
翼缘板和腹板交界处之所以产生裂缝，可能是因为浇筑混凝土的过程中工序发生了错位：先对顶板进行浇筑，然后完成翼缘板的浇筑；拆模时，按照压杠到内模支撑的顺序依次拆除；对侧模进行拆除的过程中，龙门吊垂直提升模板，损坏翼缘板；结束浇筑后没有尽快开始养生，导致局部出现裂缝。因为翼缘板和腹板交界处的结构很薄弱，常有裂缝出现。此外，这一施工过程还存在提早拆模的现象。
鉴于以上问题的存在，施工单位必须给予充分的重视。严格按照施工要求开展混凝土浇注、养生、拆模等各道工序的施工，坚决杜绝上述问题再次发生。
波形条纹的处理措施：经施工人员在共同探讨之后，总结出了破坏建筑物美观的波形条纹之所以会出现，主要是因为箱梁腹板钢筋密集切且又有多层波纹管通过、保护层较小；在振捣阶段，有很多地方无从下手，特别是波纹管下面，振捣棒根本无法插入；某些情况下，混凝土坍落度会出现过大的跳跃。
为了避免上述问题的产生，振捣时可采用直径为30mm的振捣棒沿内模下振至与底模相距50cm处，即产生条纹的部位。
勘察现场后得知，条纹处存在大量粗骨料，但水泥浆不多，而与内模相对应的部位却有很多水泥浆，表面也光滑。所以在振捣过程中，可适当增设型号相同的振捣棒，以对条纹处水泥浆缺失的问题进行补救，而实践证明，该补救措施能够取得预期的效果，进而有效避免条纹的产生。坍落度跳跃性过大、时大时小，也会影响预制箱梁的外观质量。首先，从拆模后的整体外观来看，坍落度大的地方与坍落度小的地方相比颜色明显不同；因此，要严格控制混凝土的坍落度。
蜂窝和气泡的处理：外美内实是大部分桥梁施工单位所期望的施工效果。但预制梁混凝土的过程中，大部分施工人员都在寻找彻底解决蜂窝和麻面的施工方法，从而达到外美内实的效果。
构造物表面产生气泡、蜂窝和麻面等问题，是因为混凝土的流动性不好，无法达到一些特殊部位（如边角等）；混凝土水灰比过大，结束混凝土的振捣后，表面还是存在很多液态水，这些水分会在模板拆除后快速蒸发；混凝土中所含气体，在振捣时被挤到混凝土与模板之间，或受到气泡水膜张力的影响附着在模板表面，且不易将其排除，最终产生气泡麻面；箱梁腹板钢筋密集切且又存在多层波纹管，因此在振捣阶段，振捣棒无法对波纹管下面等部位进行振捣；而且模板的严密性和平整度都达不到要求，或在振捣时振捣棒触及模板破坏其平整度；安装模板的过程中未央歌处理接缝而发生漏浆等问题；模板安装前，污垢清除不净，脱模剂涂抹不到位，造成粘模。
5 小结
通过对施工技术的改进，加强施工管理，我公司沈山线K414公铁立交桥所预制的30米箱梁以外美内实的质量，赢得了甲方的称赞，并且在沈山线K414公铁立交桥总监代表处进行的“沈山线K414公铁立交桥以全段最高分——97.75，名列各单位之首，为我公司争得了荣誉，为中铁九局集团在葫芦岛建筑市场创造了良好的信誉。
摘要：笔者以沈山线K414公铁立交桥30米预应力混凝土箱梁施工为例，具体阐述了确定台座、模板数量的科学的方法，以及在混凝土浇注过程中技术方面普遍存在的问题，同时简要介绍了解决这些问题的途径。
关键词：内模上浮 翼缘板裂纹 波形条纹 蜂窝 气泡 钢片式振捣器
1 工程概述
沈山线K414公铁立交桥全桥长769.10m，上部是跨径为30m的预应力简支箱梁，采用等级为C50的混凝土。全桥19孔，每孔10片，共计190片。全桥分为左右幅，每幅有五片预制梁，梁和梁之间隔开2.9m的距离，每幅包括五片预制梁，19cm厚的横隔板以及8cm厚湿接缝使每道梁连接成整体。
2 台座、模板数量的确定
现以沈山线K414公铁立交桥为例来说明台座、模板的确定。
笔者根据自己的施工经验，按照施工要求，将外界气温控制在25-30度之间，预制梁50号混凝土在使用早强水泥、减水剂的条件下，在完成混凝土浇注的12小时后方可将内模板拆除，待18小时后将外模拆掉，然后及时进入为期6天的蒸汽养生，养生工作结束后开始张拉。如果材料供应不出现差错，且天气状况良好，浇筑40.5方梁混凝土，员工可两天可完成2片，如果6天为一个循环来计时，6天就能完成6片混凝土梁的浇筑工作，为避免窝工等问题的产生，需配设6个台座。但员工也有两天浇注3片的记录，鉴于此，我们制作了7个台座。另外，我们可根据工程进度、模板循环使用的周期来确定模板数量。其中，模板循环使用周期是指这块模板从安装、顶板筋绑扎、混凝土浇注、混凝土养生至可拆模强度、拆侧模直至调运到下个装模台座旁所用的时间。沈山线K414公铁立交桥30米箱梁每片梁混凝土量为40.5m3，臺座设置按2天2片梁设置，各道工序经过细致的计算并结合多年的施工经验，在不考虑客观因素的影响下（天气、材料、机械等），模板循环一次所用时间约为38个小时，若想实现2天（48个小时）浇注2片梁，那么该需要多少套模板最经济合理呢?浇注2片梁需要循环次数为：48/38，模板一个循环可浇注梁的片数为：2/（48/38）=1.58，因此二套模板最合理。但根据实际梁体的不同，有中梁、边梁之分，还有中跨边跨之分，所以应该准备六套模板(模板循环一次所用的时间：A、B、C、、、、模板，A从第一次立模开始，到下一次立模所经过的时间，整个时间经过一个循环)。
3 施工中所遇到的技术难题
制备30米预应力混凝土箱梁时，施工人员往往会碰到一些技术上的难题，如翼缘板裂缝（与腹板交接处）、蜂窝和麻面、波形条纹、内模上浮等。在混凝土振捣阶段，腹板混凝土受到自重和振捣器两方面的影响而大量涌入底板，导致底板混凝土为内模提供极大的浮力，使内模上浮。这种问题会导致预制梁顶板厚度达不到设计尺寸，且设计强度也无法满足要求；同时也会增加预制梁的高度，不利于桥面施工。预制梁与湿接缝连接的部位是翼缘板，如果翼缘板处的混凝土存在裂缝，将会威胁整个桥面的安全使用。与梁底相距大概50cm的部位存在少量的波形条纹，严重破坏了预制箱梁的美观。同时，沈山线K414公铁立交桥也存在此类现象。蜂窝和麻面会破坏预制梁的美观，也会对混凝土表面的密实度产生不利影响，这样也会破坏梁内钢筋的抗腐蚀性。
4 解决问题的方法
在混凝土浇注过程中，为避免出现内模上浮的问题，可用槽钢作为压杠来加以控制。将混凝土垫块装设在内模和槽钢之间以压住内模，同时，为避免振动器工作时使垫块位移，再用?覫6钢筋充当定位筋来固定垫块。
翼缘板和腹板交界处之所以产生裂缝，可能是因为浇筑混凝土的过程中工序发生了错位：先对顶板进行浇筑，然后完成翼缘板的浇筑；拆模时，按照压杠到内模支撑的顺序依次拆除；对侧模进行拆除的过程中，龙门吊垂直提升模板，损坏翼缘板；结束浇筑后没有尽快开始养生，导致局部出现裂缝。因为翼缘板和腹板交界处的结构很薄弱，常有裂缝出现。此外，这一施工过程还存在提早拆模的现象。
鉴于以上问题的存在，施工单位必须给予充分的重视。严格按照施工要求开展混凝土浇注、养生、拆模等各道工序的施工，坚决杜绝上述问题再次发生。
波形条纹的处理措施：经施工人员在共同探讨之后，总结出了破坏建筑物美观的波形条纹之所以会出现，主要是因为箱梁腹板钢筋密集切且又有多层波纹管通过、保护层较小；在振捣阶段，有很多地方无从下手，特别是波纹管下面，振捣棒根本无法插入；某些情况下，混凝土坍落度会出现过大的跳跃。
为了避免上述问题的产生，振捣时可采用直径为30mm的振捣棒沿内模下振至与底模相距50cm处，即产生条纹的部位。
勘察现场后得知，条纹处存在大量粗骨料，但水泥浆不多，而与内模相对应的部位却有很多水泥浆，表面也光滑。所以在振捣过程中，可适当增设型号相同的振捣棒，以对条纹处水泥浆缺失的问题进行补救，而实践证明，该补救措施能够取得预期的效果，进而有效避免条纹的产生。坍落度跳跃性过大、时大时小，也会影响预制箱梁的外观质量。首先，从拆模后的整体外观来看，坍落度大的地方与坍落度小的地方相比颜色明显不同；因此，要严格控制混凝土的坍落度。
蜂窝和气泡的处理：外美内实是大部分桥梁施工单位所期望的施工效果。但预制梁混凝土的过程中，大部分施工人员都在寻找彻底解决蜂窝和麻面的施工方法，从而达到外美内实的效果。
构造物表面产生气泡、蜂窝和麻面等问题，是因为混凝土的流动性不好，无法达到一些特殊部位（如边角等）；混凝土水灰比过大，结束混凝土的振捣后，表面还是存在很多液态水，这些水分会在模板拆除后快速蒸发；混凝土中所含气体，在振捣时被挤到混凝土与模板之间，或受到气泡水膜张力的影响附着在模板表面，且不易将其排除，最终产生气泡麻面；箱梁腹板钢筋密集切且又存在多层波纹管，因此在振捣阶段，振捣棒无法对波纹管下面等部位进行振捣；而且模板的严密性和平整度都达不到要求，或在振捣时振捣棒触及模板破坏其平整度；安装模板的过程中未央歌处理接缝而发生漏浆等问题；模板安装前，污垢清除不净，脱模剂涂抹不到位，造成粘模。
5 小结
通过对施工技术的改进，加强施工管理，我公司沈山线K414公铁立交桥所预制的30米箱梁以外美内实的质量，赢得了甲方的称赞，并且在沈山线K414公铁立交桥总监代表处进行的“沈山线K414公铁立交桥以全段最高分——97.75，名列各单位之首，为我公司争得了荣誉，为中铁九局集团在葫芦岛建筑市场创造了良好的信誉。
