縱觀國(guó)內(nèi)外的各種橋梁工程，目前基本都采用清水砼結(jié)構(gòu)。對(duì)于清水砼結(jié)構(gòu)的施工，不僅應(yīng)控制其強(qiáng)度，而且應(yīng)控制其外觀質(zhì)量。近年來，國(guó)內(nèi)外采用預(yù)應(yīng)力砼箱梁作為橋梁工程上部結(jié)構(gòu)的主要承力構(gòu)件越來越多。由于預(yù)應(yīng)力砼箱梁的特殊結(jié)構(gòu)與施工工藝，其外觀質(zhì)量控制尤為重要，難度也比較大。對(duì)于后張法預(yù)應(yīng)力砼箱梁的設(shè)計(jì)與施工，目前已經(jīng)有較為成熟的方法、工藝與技術(shù)，但其施工外觀質(zhì)量的控制方面尚需繼續(xù)探索與總結(jié)提高。

　　【摘要】本文結(jié)合工程實(shí)例，從梁體的設(shè)計(jì)構(gòu)造、模板選擇與施工、砼原材料與配合比、砼澆灌與振搗、和砼拆模與養(yǎng)護(hù)等方面，對(duì)后張法預(yù)應(yīng)力砼箱梁的施工外觀質(zhì)量進(jìn)行深入的分析。

　　【關(guān)鍵詞】后張法,預(yù)應(yīng)力砼,箱梁,施工,外觀質(zhì)量,分析

　　1概述

　　砼外觀質(zhì)量指標(biāo)包括：砼結(jié)構(gòu)的軸線、標(biāo)高和尺寸是否準(zhǔn)確；陰陽角是否順直；垂直度、平整度是否符合要求；施工縫、接槎處是否嚴(yán)密；表面是否密實(shí)，有無裂縫、蜂窩、孔洞、露筋、麻面、泌水、起沙、脫皮、龜裂等缺陷；外表色澤是否清晰、統(tǒng)一和舒暢。在砼外觀質(zhì)量的控制和評(píng)定方面，對(duì)砼結(jié)構(gòu)的尺寸、陰陽角、垂直度、平整度、施工接縫、密實(shí)度和防裂等方面。本文結(jié)合工程實(shí)例，從結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與施工工藝等方面，分析總結(jié)后張法預(yù)應(yīng)力砼箱梁施工外觀質(zhì)量的控制技術(shù)。

　　2工程實(shí)例總結(jié)

　　某高速公路項(xiàng)目總長(zhǎng)34.5km，設(shè)計(jì)雙向四車道。該項(xiàng)目共有大小橋梁工程31座，其中跨河橋3座，其它都為陸地或旱地立交橋。這些橋梁工程基礎(chǔ)大多為鉆孔灌注樁，而上部結(jié)構(gòu)基本都為預(yù)應(yīng)力砼箱梁。在各座橋梁工程中，預(yù)應(yīng)力砼箱梁跨度不等，最大為70m。其中70m預(yù)應(yīng)力砼箱梁采用封閉箱型斷面，梁高2.6m，寬29.2m，單箱五室，外側(cè)為斜腹板，每4.5m設(shè)一道內(nèi)橫梁。箱梁頂板及底板厚均為24cm，到橋墩支點(diǎn)附近變厚到40～50cm，外側(cè)腹板厚22cm，中間腹板厚20cm。箱梁內(nèi)配置縱、橫、豎雙向預(yù)應(yīng)力鋼束，縱向預(yù)應(yīng)力分為腹板束、頂板束、底板束，鋼束規(guī)格為6Φj15.24鋼絞線，HVM群錨錨具；橫向預(yù)應(yīng)力分別設(shè)在橋面板和橫梁內(nèi)，橋面板每50cm設(shè)一束橫向預(yù)應(yīng)力，規(guī)格為3Φj15.24及5Φj15.24，單端交替張拉，橫梁厚度35cm，按需要布置鋼絞線，每束12Φj15.24，橫梁內(nèi)鋼束兩端張拉。

　　這些預(yù)應(yīng)力砼箱梁采用后張法的施工工藝，在砼澆筑前需預(yù)留預(yù)應(yīng)力孔道，孔道采用ф70～80mm預(yù)留金屬波紋管的方法成型。橋梁工程是該項(xiàng)目實(shí)施中的技術(shù)重點(diǎn)，而預(yù)應(yīng)力砼箱梁則是重中之重。作為該項(xiàng)目的施工方，我們意識(shí)到，如何保證預(yù)應(yīng)力砼箱梁的施工外觀質(zhì)量，將體現(xiàn)我們的管理形象與技術(shù)水平，因此我們把它作為一項(xiàng)重要任務(wù)來抓。

　　在該項(xiàng)目的各座橋梁工程的陸續(xù)施工過程中，我們實(shí)行了樣板開路制度，從樣板中探索分析，以前面的施工情況指導(dǎo)后續(xù)的施工方法，反復(fù)分析研究，逐步提高。對(duì)于后張法預(yù)應(yīng)力砼箱梁，在施工中我們總結(jié)了常見的施工外觀缺陷和質(zhì)量事故主要有：砼蜂窩、露筋、不密實(shí)；砼麻面、氣泡多、沾模脫皮；砼大面積淚珠、起沙、有云霧狀明顯斑紋；模板接縫漏漿、砼表面粗糙、起沙；砼分層、色差大、龜裂；砼裂紋、斑紋、顏色泛白；預(yù)應(yīng)力孔道堵塞、壓漿受阻；梁端砼破碎等。對(duì)這些施工外觀缺陷和質(zhì)量問題，我們從產(chǎn)生的主要原因入手，分別對(duì)梁體的設(shè)計(jì)構(gòu)造、模板選擇與施工、砼原材料與配合比、砼澆灌與振搗、和砼拆模與養(yǎng)護(hù)等方面，對(duì)后張法預(yù)應(yīng)力砼箱梁的施工外觀質(zhì)量進(jìn)行深入的分析。

　　3施工外觀質(zhì)量分析

　　3.1梁體的設(shè)計(jì)構(gòu)造。在砼構(gòu)件的設(shè)計(jì)中，不能僅僅考慮其經(jīng)濟(jì)性而刻意減少自重，還應(yīng)適當(dāng)考慮便于構(gòu)件砼的澆灌和振搗施工。上述橋梁工程的設(shè)計(jì)與施工實(shí)踐表明，后張法箱梁中，如設(shè)計(jì)的預(yù)應(yīng)力孔道間、孔道與鋼筋間、孔道至構(gòu)件外表面間距離太小，則施工時(shí)砼難以灌料或振搗器無法插入，質(zhì)量難以保證，即使采取了各種措施，施工缺陷的出現(xiàn)也防不勝防。若設(shè)計(jì)時(shí)只顧構(gòu)件的經(jīng)濟(jì)性而不顧施工難度，一味追求梁體的“高瘦和苗條”，往往得不償失。

　　對(duì)于預(yù)埋金屬波紋管，在設(shè)計(jì)上宜把之當(dāng)作一條大鋼筋，按現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范的構(gòu)造要求布置其間距和保護(hù)層厚度。在一般情況下，埋設(shè)鋼絞線的孔道間的距離不宜小于孔道直徑且不小于2.5cm，孔道壁至構(gòu)件外表面的厚度不宜小于孔道直徑且不小于6cm。

　　在預(yù)應(yīng)力筋能穿過和滿足孔道壓漿要求的前提下，或通過穿筋和壓漿試驗(yàn)后，選擇最小的孔道直徑。上述橋梁工程的箱梁，施工時(shí)將波紋管外徑由φ80減小為φ70，同時(shí)將在箱梁側(cè)板處與波紋管同標(biāo)高的水平構(gòu)造鋼筋移開后，砼澆灌質(zhì)量明顯易于控制得多。

　　3.2模板選擇與施工。在上述橋梁工程的施工前，經(jīng)過對(duì)加肋復(fù)合面板和定型組合鋼面板兩種模板的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較和工程實(shí)驗(yàn)證明，采用定型組合鋼面板作為橋梁工程結(jié)構(gòu)砼施工模板，周轉(zhuǎn)次數(shù)多，剛度好，澆灌后砼表面光滑，外觀好。上述砼結(jié)構(gòu)采用的定型組合鋼模板的面板厚5mm，加鋼肋間距20～30cm，安裝模板采用玻璃膠或密封條作為拼縫涂貼材料。

　　為確保鋼筋保護(hù)層厚度，預(yù)防構(gòu)件成型后露筋，一般采取埋設(shè)水泥砂漿墊塊或塑料墊塊的做法。墊塊尺寸一般在3～5cm之間，埋設(shè)間距1～1.5m。水泥砂漿墊塊的材料和顏色應(yīng)與制作的構(gòu)件顏色相同，強(qiáng)度不得低于制作構(gòu)件的砼強(qiáng)度。相對(duì)而言，使用塑料墊塊的構(gòu)件外觀好一些，但塑料墊塊須專門制作，在確保有效控制保護(hù)層厚度的同時(shí)，還要充分確保墊塊與砼的固結(jié)和膨脹系數(shù)相近，變形能協(xié)調(diào)一致。

　　鋼模板在初次使用前，或長(zhǎng)時(shí)間放置后重新使用前，先除銹并涂刷油性脫模劑。除銹根據(jù)模板的銹蝕程度，選用砂紙或砂輪機(jī)，陰角部位采用鐵刷除銹。在模板的周轉(zhuǎn)過程中，每次拆模后應(yīng)清理干凈（接縫和陰角部位用鐵刷清理），并盡快涂刷脫模劑。油性脫模劑涂刷不可太厚，少沾多刷，以免流墜。如采用水性脫模劑，應(yīng)與油性脫模劑交替使用，避免長(zhǎng)時(shí)間使用水性脫模劑而造成鋼模板銹蝕。上述橋梁工程實(shí)例中都采用1：5重量比的機(jī)油與柴油拌勻物，并取得較好的效果。3.3砼原材料與配合比。預(yù)應(yīng)力砼構(gòu)件的砼強(qiáng)度等級(jí)普遍不小于C40，宜采用標(biāo)號(hào)42.5以上的普通硅酸鹽水泥或粉煤灰水泥，同時(shí)為了能獲得較高的砼早期強(qiáng)度，一般應(yīng)摻用外加劑。為保證砼強(qiáng)度，細(xì)骨料宜采用細(xì)度模數(shù)2.6～3.0的天然堅(jiān)硬中砂，粗骨料應(yīng)采用天然抗壓強(qiáng)度為1.5倍砼強(qiáng)度的良好級(jí)配碎石，并嚴(yán)格把關(guān)砼骨料的含泥量。水、水泥和外加劑應(yīng)檢驗(yàn)合格才能使用，并在使用前試拌砼，檢驗(yàn)三者之間的親和性，應(yīng)不發(fā)生不良反應(yīng)。

　　上述橋梁工程的實(shí)際施工表明，采用粉煤灰水泥的箱梁，砼成型后表面色澤較淺白，而采用普通硅酸鹽水泥的，砼成型后表面色澤較深黑。因此拌和砼的水泥不僅應(yīng)按規(guī)范取樣送檢合格，而且對(duì)相鄰?fù)�一�?gòu)件宜用同一品種的水泥，禁止同一構(gòu)件采用兩種水泥。不同的施工用水，或不同的地方材料，拌和的砼，澆灌后外觀也會(huì)有一定的差異。為確保施工質(zhì)量，應(yīng)認(rèn)真取樣送檢，嚴(yán)格控制中砂與碎石的含泥量，選擇良好級(jí)配的碎石，地下水或非飲用水先檢測(cè)合格才可使用。

　　水灰比、水泥和外加劑用量、砂率和碎石粒徑都會(huì)直接影響砼的性能，如拌和物的塌落度、和易性、粘聚性、凝結(jié)過程的水化熱、干縮性及強(qiáng)度等。水泥用量不宜超過500kg/m3，如用其上限則應(yīng)通過加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)等預(yù)防裂縫的產(chǎn)生�？赏ㄟ^摻用緩凝早強(qiáng)型減水劑，控制水灰比在0.35～0.4之間，砂率不大于40%。需要特別注意的是，有些外加劑若摻量太多，將產(chǎn)生砼拌和物定漿太快和氣泡多等現(xiàn)象。例如使用FDN-5高效減水劑，適宜的摻量為水泥量的0.3～0.5%。因此在施工前，應(yīng)做原材料的送檢和砼的試配工作。砼試配，同時(shí)做7和28天的抗壓試件，并先做樣板，經(jīng)過驗(yàn)收砼外觀滿足要求，再全面實(shí)施施工。

　　使用的粗骨料粒徑應(yīng)根據(jù)構(gòu)件的設(shè)計(jì)構(gòu)造，如鋼筋與波紋管的間距而定，一般箱梁宜使用粒徑5～25mm的良好級(jí)配碎石。做砼配合比重要的一項(xiàng)，就是根據(jù)構(gòu)件尺寸、鋼筋密集程度、砼輸送方法和輸送距離等因素選用砼塌落度。預(yù)應(yīng)力砼箱梁結(jié)構(gòu)，如使用砼攪拌運(yùn)輸車則塌落度宜為5～7cm；如使用砼輸送泵，輸送距離在100m以內(nèi)、高度在20m內(nèi)，則塌落度宜為9～10cm；輸送距離100～200m、高度在30m內(nèi)，則塌落度宜為11～13cm。

　　不同塌落度和水灰比的砼成型后，其表面氣泡數(shù)量和大小不同，顏色也有差別。塌落度或水灰比較小的砼料，成型后表面氣泡少而大，色澤較深；塌落度或水灰比較大的砼料，成型后表面氣泡小而密集，色澤較淺。因此在施工過程中，應(yīng)嚴(yán)格控制砼的塌落度，同一構(gòu)件、相接或相鄰構(gòu)件，砼塌落度相差不宜超過3cm。每一構(gòu)件砼澆灌時(shí)，在澆灌點(diǎn)實(shí)測(cè)塌落度，并實(shí)測(cè)不少于兩次。如輸送距離較遠(yuǎn)（超過100m）或天氣炎熱，在砼攪拌點(diǎn)和澆灌點(diǎn)都做塌落度測(cè)量，塌落度損失值不宜超過2cm。炎熱天氣，為降低砼在輸送過程中損失，輸送管用麻袋等覆蓋并經(jīng)常淋水。

　　3.4砼澆灌與振搗�，F(xiàn)場(chǎng)的砼攪拌系統(tǒng)在使用前做好計(jì)量?jī)x表的標(biāo)定工作，施工中每月對(duì)計(jì)量?jī)x表做好復(fù)檢工作，為穩(wěn)定砼質(zhì)量打下基礎(chǔ)。嚴(yán)格按砼的設(shè)計(jì)配合比施工，做好原材料的抽檢試驗(yàn)工作，對(duì)不合格材料堅(jiān)決清退出場(chǎng)。每次砼拌和前應(yīng)做好砂、石含水量測(cè)試，隨時(shí)調(diào)整加水量。嚴(yán)格按施工規(guī)范控制砼拌和時(shí)間。

　　由于箱梁的構(gòu)造特點(diǎn)，一般都在鋼模板的外側(cè)設(shè)置附著式振搗器，每1～1.5m設(shè)置一個(gè)，盡量設(shè)置于梁體的下部，以利于孔道下部砼的振搗密實(shí)。宜選用高頻率、低振幅者，同時(shí)為降低其振幅對(duì)模板剛度的不良影響，附著式振搗器安裝時(shí)宜墊18厚木夾板。

　　對(duì)箱梁砼，宜采用分層階梯滾動(dòng)式的澆灌方法，自梁體的一端分層向前推進(jìn)，每層厚度不大于30cm，待澆至離另一端約1/5梁長(zhǎng)時(shí)，掉頭轉(zhuǎn)向澆灌。在上述工程箱梁中，對(duì)無法使用插入式振搗器和難以灌料的部位，改用粒徑5～25mm級(jí)配碎石和11～12cm塌落度，并改由梁端漸變段灌料讓砼流動(dòng)至該部位的方法后，才克服砼蜂窩狗洞的問題。砼入模后應(yīng)盡快啟動(dòng)鋼模板兩側(cè)的附著式振搗器，并在砼灌料過程中連續(xù)振動(dòng)，邊灌料邊振動(dòng)，在灌料上升至各部位孔道頂面時(shí)，即可關(guān)閉。附著式振搗器一般每次連續(xù)開動(dòng)時(shí)間為10～20min。每一梁段砼澆灌完成超過60min后，不宜再次開動(dòng)該部位兩側(cè)的附著式振搗器，否則易造成砼定漿后受振動(dòng)而離析泛水起沙等問題。

　　相對(duì)來說，能使用插入式振搗器直接進(jìn)行插搗的部位，其砼的澆灌質(zhì)量比較可靠，同時(shí)使用插入式振搗器操作時(shí)必須嚴(yán)格做到快插慢拔。插入式振搗器的振動(dòng)，呈截錐形分布，棒頭部分的振動(dòng)力最大。如將振搗棒緩慢地插到砼中振搗，表層的砼很快被振實(shí)，當(dāng)棒頭再插入砼底部時(shí)，內(nèi)部砼中的氣泡就很難透過表層砼向外排除。插入式振搗器的棒頭大多為φ50，一般其作用半徑為30～40cm，每次其移動(dòng)距離宜為50～60cm。在振搗過程中，宜將振動(dòng)棒上下略做抽動(dòng)，使上下振搗密實(shí)均勻。在分層澆灌過程中，在振搗上一層砼時(shí)，宜插入下一層中3～5cm。對(duì)于孔道下部砼的振搗，宜選用較小棒頭如φ35或φ25的插入式振搗器，作用半徑與每次移動(dòng)距離也相應(yīng)減小。

　　在每次澆灌砼前，應(yīng)調(diào)試好砼攪拌、運(yùn)輸和振搗等一切機(jī)械設(shè)備，落實(shí)水電的供應(yīng)，避免施工中斷而造成非設(shè)計(jì)的砼接槎，影響外觀質(zhì)量。實(shí)際施工表明：如澆灌時(shí)砼分層太厚，或未充分振搗，或振搗方法不當(dāng)，則砼內(nèi)的氣泡無法排除，附著在模板表面而形成麻面現(xiàn)象；如邊角部分的砼振搗不密實(shí)，則拆模時(shí)砼保護(hù)層被模板粘連掉落而造成缺棱掉角；如砼過度振搗，則造成砂漿與骨料離析，離析后砂漿上升而石子下沉，砼成型后表面明顯分層，色差大，嚴(yán)重的在砂漿聚集部位發(fā)生龜裂，或粘模脫皮現(xiàn)象。

　　3.5砼拆模與養(yǎng)護(hù)。拆模的時(shí)間控制不好會(huì)對(duì)砼外觀造成影響，拆模過早會(huì)導(dǎo)致砼面粘模、缺棱掉角；過晚會(huì)增加拆模難度。一般構(gòu)件側(cè)模拆除時(shí)的砼強(qiáng)度達(dá)到C2.5即可，但由于考慮箱梁翼板須有一定的抗彎強(qiáng)度，并防止構(gòu)件缺棱掉角，箱梁一般拆模時(shí)砼強(qiáng)度不宜低于C12.5。其具體拆模時(shí)間，還應(yīng)根據(jù)砼澆灌氣溫，以及摻用外加劑的性能而定。上述工程實(shí)例表明，當(dāng)FDN-5高效減水劑摻用量0.3～0.5%時(shí)的箱梁，如澆灌砼時(shí)氣溫10～30℃，則以澆灌后10～12h拆模為宜，如澆灌砼時(shí)氣溫30℃以上，則以澆灌后8～9h拆模為宜。為此宜在施工現(xiàn)場(chǎng)放置同條件養(yǎng)護(hù)試塊，通過試驗(yàn)確定拆模時(shí)間。

　　砼拆模后的養(yǎng)護(hù)對(duì)保證砼質(zhì)量至關(guān)重要，養(yǎng)護(hù)不及時(shí)或不到位都會(huì)造成砼強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)，還會(huì)造成砼表面裂縫、起皮等缺陷。對(duì)預(yù)應(yīng)力砼箱梁，養(yǎng)護(hù)時(shí)梁面宜覆蓋，確保梁面能長(zhǎng)時(shí)間處于濕潤(rùn)狀態(tài)，而梁側(cè)可用移動(dòng)水車或人工噴淋。養(yǎng)護(hù)應(yīng)在拆模后立即進(jìn)行，對(duì)普通砼的養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于7天。梁面覆蓋養(yǎng)護(hù)使用的砂、麻袋、薄膜和水應(yīng)保持干凈。麻袋應(yīng)先泡水1～2天并清洗兩次，防止麻袋脫色污染砼。如使用非飲用水或地下水養(yǎng)護(hù)，也應(yīng)先做水質(zhì)化驗(yàn)合格才能使用。上述工程施工前期發(fā)現(xiàn)，使用地下水養(yǎng)護(hù)的砼表面嚴(yán)重變色，而且橋兩岸的地下水養(yǎng)護(hù)后的砼表面顏色不一樣。后來改用河水養(yǎng)護(hù)后，砼表面顏色一致，避免了變色現(xiàn)象。

　　砼拆模后應(yīng)注意做好成品保護(hù)工作，防止施工機(jī)械、工具碰撞墩柱和蓋梁等施工成品。萬一碰壞表面，則應(yīng)鑿毛、清洗并用同顏色的砼認(rèn)真修補(bǔ)。

　　4結(jié)語

　　砼外觀質(zhì)量反映了砼澆筑、施工組織、模板及鋼筋等方面的施工管理水平，提高砼外觀質(zhì)量可保證砼保護(hù)層質(zhì)量，防止鋼筋銹蝕，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的耐久性。對(duì)于該項(xiàng)目的各座橋梁工程，除前期部分預(yù)應(yīng)力砼箱梁施工外觀質(zhì)量不太穩(wěn)定之外，由于在設(shè)計(jì)與施工過程中不斷進(jìn)行上述的探索和分析，改進(jìn)設(shè)計(jì)思路，改善施工工藝和技術(shù)，基本上都取得較好的質(zhì)量效果。

　　從該高速公路項(xiàng)目各座橋梁工程的施工總結(jié)過程中，我們認(rèn)識(shí)到：對(duì)后張法預(yù)應(yīng)力砼箱梁的施工，對(duì)出現(xiàn)的外觀缺陷和質(zhì)量事故，應(yīng)查明主要原因，以便對(duì)癥下藥，采取相應(yīng)的技術(shù)措施；但往往某些施工缺陷并不是單一原因引起的，有的則難以及時(shí)找出原因，因此應(yīng)針對(duì)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與施工工藝，對(duì)施工的各個(gè)環(huán)節(jié)系統(tǒng)地分析，以便采取措施把可能發(fā)生的各種施工外觀缺陷和質(zhì)量事故消滅在萌芽狀態(tài)。

　　參考文獻(xiàn)

　　1楊奇勇等主編.交通部.JGJ041-2000.公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范.砼結(jié)

　　構(gòu)外觀質(zhì)量控制，2002，33（7）

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