组合箱梁外观存在问题的成因分析及预防措施
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摘要：本文主要对30m预应力砼组合箱梁外观出现的裂纹等质量问题产生的原因
进行分析，提出了预防措施，在工程实践中取得了较好的效果。
关键词：组合箱梁;外观问题;成因;预防措施
一、概述
宿迁京杭运河特大桥工程全长2855.8m。桥梁全长1940.8米，其中主桥为变截面预应力砼连续箱梁，长度300米，引桥为预应力砼组合箱梁，长度1640.8米。跨径30m后张法预应力组合箱梁是全桥中采用较多的上部构造。
在预制箱梁试制中出现了以下问题：预制成品后两侧沿纵向产生明显的色带。色带出现的位置在两侧腹板，最低处在梁中底板以上20cm左右，位于2号波纹管附近，走向基本与2号波纹管一致，大致呈圆弧形，连续全部梁长，宽度约15-20cm。
二、外观质量存在的问题及产生的原因
经过设计院、业主、施工单位与驻地监理组共同探讨研究，认为产生上述问题的原因主要有：
（1）水泥混凝土中粗集料堆积
根据施工图纸，30m组合箱梁中部、腹板壁较薄处只有15cm，而用来穿后张法预应力钢绞线束的波纹管直径为9cm，这样水泥混凝土通过波纹管一侧的空间就只有3cm。造成水泥混凝土通过波纹管位置时比较困难。因此，当浇筑水泥混凝土通过2号波纹管位置时，由于该处间隙相对狭小，水泥混凝土粗集料中较大粒径的颗粒通过时就相对困难，并使粒径较大颗粒在该处积聚，引起水泥混凝土粗集料堆聚且紧贴模板，导致色带的产生。
（2）局部水泥混凝土振捣过度
水泥混凝土振捣过度主要由以下原因引起：
①水泥混凝土塌落度不适宜
由于腹板内钢筋及波纹管的布设，使水泥混凝土通过空间相对狭小。当水泥混凝土通过1号波纹管时，由于1号波纹管位置较高，水泥混凝土在其自重的作用下还较容易通过。但当水泥混凝土通过2号波纹管时，由于2号波纹管位置相对1号波纹管低一些，水泥混凝土自重的作用效果就相对不明显，这样水泥混凝土中较大粒径的水泥混凝土粗集料就会被堵在2号波纹管处，若水泥混凝土较稠、塌落度偏小时，水泥混凝土的流动性同时随着降低，水泥混凝土的和易性也变得较差，使水泥混凝土在2号波纹管处更加难以通过。此时，为了保证底板水泥混凝土浇筑密实，就必须加强振捣，延长振捣时间。施工时腹板振捣一般采用附着式振捣器，等到2号波纹管以下的水泥混凝土密实时，2号波纹管处的水泥混凝土已经振捣过度，引起水泥混凝土中水泥浆及细砂上浮，就会使2号波纹管处砂浆积聚较多，骨料较少，级配单纯且偏粗，从而导致色带的产生。
②水泥混凝土喂料方法不合理
刚开始施工时，是从两侧腹板位置喂料的，大量的底板水泥混凝土均要从2号波纹管两侧通过，水泥混凝土完全靠自重是不能使水泥混凝土填满底板的，这样就要增加水泥混凝土的振捣时间，才能使底板水泥混凝土密实，这又使2号波纹管处水泥混凝土振捣过度而导致色带的产生。
采取的预防措施和问题的改进措施
(1)改进设计方法
原设计中在腹板竖向主筋外侧有6根纵向φ8mm的构造钢筋，它的作用是防止箱梁在自重作用下产生竖向裂缝。当波纹管与φ8mm构造钢筋处在同一水平位置时，构造钢筋与模板之间的间距只有1.7cm，水泥混凝土通过这一位置就较困难，容易引起粗骨料堆聚。改进的方法就是将腹板较薄处外侧的φ8mm构造筋由外侧移到内侧，相对增大水泥混凝土经过这一位置时的空间，减轻粗骨料堆聚现象。
(2)改善水泥混凝土级配碎石粒径
为了不使水泥混凝土在2号波纹管处产生水泥混凝土粗集料堆聚，可采取两种措施：一是增大组合箱梁的腹板厚度。但考虑到增加组合箱梁的腹板厚度势必增加桥梁上部构造的自重，这与设计思想相违背，显然不可取，也是不科学的；二是改善级配碎石粒径，具体做法就是将碎石用1.8cm的钢丝筛进行过筛，除去粒径较大的碎石，使粗集料通过2号波纹管时容易一些，但过筛后的碎石必须重做级配试验保证级配合理，还要重新做水泥混凝土强度试验，以保证水泥混凝土强度达到设计要求。
(3)合理调整水泥混凝土塌落度
合理调整水泥混凝土塌落度，加大水泥混凝土的和易性，改善水泥混凝土的性能。当浇筑2号波纹管以下部位的水泥混凝土时，可以适当加大用水量，使水泥混凝土塌落度放大一些，约在8-10cm，其余部位掌握在3-5cm。另外，根据不同天气的具体情况适量加大或减小水泥混凝土塌落度，这些试验必须由试验人员在施工现场做，合格以后才能浇筑水泥混凝土。
(4)改变水泥混凝土喂料及浇筑顺序
先派人下到箱中将内芯模底板中间活络板抽掉，将底板水泥混凝土从抽掉的中间活络板处喂入和振捣，并按图2中顺序进行，以减少2号波纹管处水泥混凝土的通过量。具体施工时应注意振捣必须由较熟练的操作手操作，采用φ3cm的小振捣棒，做到快插慢起，并掌握振捣棒的工作范围进行合理振捣。合理程度以水泥混凝土气泡泛出量来判断，但不得漏振和过振。这样能缩短附着式振捣器的振捣时间，不使得2号波纹管处水泥混凝土振捣过度。另外，附着式振捣器的设置，在腹板高度的五分之二位置，间距2m设置一对。振捣时，两对振捣器在对称位置同时进行振捣，时间在10s左右一次，振捣次数视水泥混凝土塌落度及密实情况掌握。
(5)改进模板的内芯模
对原先模板的内芯模进行改进，以适应水泥混凝土喂料及浇筑顺序的改变。具体做法是将原来内芯模上下活络板之间的活动铰由中间位置一分为二，移到两侧。活动铰的做法与原先一样，只不过具体尺寸变得小一点。这样就可以将上下活络板在浇筑底板水泥混凝土时先抽掉，待底板水泥混凝土浇筑之后再插上去。
四、加强劳动纪律和现场管理
加强劳动纪律和现场管理，严格监理程序。对每道施工工序、每个施工细节，例如钢筋的绑扎、混合料的进料称量与先后顺序、集料的冲洗等，都要以书面文字形式确定下来，下发到有关责任人手中，使他们都知道自己该干什么、怎么干，明确责任，使施工制度化、规范化，增强施工人员的质量意识和主人翁精神，把“质量在我心中，质量在我手中”的口号落实到具体施工实践中去。另外，现场监理人员必须全过程旁站，严格监理程序，防止个别操作人员在具体施工过程中走样，不能放过任何一个不规范的施工行为，监理人员必须要有强烈的责任感，对细枝末节都不能掉以轻心，同时对施工过程中出现的有关情况，都要有文字记录，重大情况要立即汇报，保证整个施工过程按有关规定程序进行。
五、 建立健全质量保证体系
完善的质量保证体系是确保工程质量的关键，驻地监理组与施工单位都要建立各自相应完善的质量保证体系，并保证质量保证体系在施工过程中能正常有效地运作。将施工过程细化，分解到工序，并确定相关责任人。确立以工序保分项、以分项保分部、以分部保单位工程的质量创优指导思想，建立以工序为基本单元的质保体系，将工序质量控制落实到人，做到定岗定人。工序质量保证体系必须真实、可靠，并能保证其有效运作。
结束
按上述施工原则浇筑的箱梁效果良好，没有出现开裂现象，表面气孔也得到了显著的改善，预制梁色带的外观质量问题也得到了解决，现场留样的混凝土强度均达到设计要求，并且强度稳定。同时，箱梁经荷载试验，挠度满足要求，质量优良。
参考文献：
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