張恩軍

摘要：預制是橋梁施工的重要手段之一，但由于該技術在應用的過程中，受到主客觀條件的限制，存在裂縫、氣泡和色差等質(zhì)量問題，影響橋梁施工質(zhì)量的提高。為此，本文將針對這些問題，找出具體的橋梁預制技術問題處理方法，以其提高預制技術的應用水平，進一步提高橋梁施工的質(zhì)量。

關鍵詞：橋梁施工，預制技術，問題處理

一、橋梁預制技術應用的常見問題分析

橋梁預制技術的應用，經(jīng)常出現(xiàn)的問題包括裂縫、氣泡和色差三方面的問題，這些問題主要表現(xiàn)為下列幾方面：

（一）裂縫問題

裂橋梁縫主要有沉陷裂縫、干縮裂縫、溫度裂縫、預應力裂縫幾種。首先是沉陷裂縫，主要是因為外界的溫度不斷升高，導致梁體的水分蒸發(fā)速度加快，從而造成凝膠失去水分，凝膠顆粒的間距越來越小，最終因為收縮而產(chǎn)生沉降裂縫。其次是干縮裂縫，這種裂縫是因為砼內(nèi)部的毛細水減少，使得毛細管內(nèi)部的壓力越來越大，最終擠壓管壁，再加上新的混凝土干縮速度快于老的混凝土干縮速度，最終會導致接縫的表面出現(xiàn)施工縫。再次是溫度裂縫，梁體在分塊澆筑的過程中，已經(jīng)硬化的混凝土塊體約束新澆筑的混凝土塊體，新老混凝土塊體的溫度差異，最終引發(fā)溫度裂紋。最后是預應力裂縫，這種裂縫主要發(fā)生在橋梁端塊的錨下應力區(qū)域和縱向預應力筋的縱向位置，主要是因為在張拉的過程中，混凝土尚未達到預定的強度，而產(chǎn)生錨中局部的泊松效應，而逐漸出現(xiàn)橫向環(huán)狀拉應力問題，最終導致開裂。

（二）氣泡問題

混凝土作為建筑領域的一項主要建筑材料，被大家所廣為關注。近年來，隨著社會的發(fā)展，其技術要求也作了相應提高，不僅對其內(nèi)在質(zhì)量要求嚴格，且在外觀質(zhì)量上也作出了很大的要求。對于混凝土表面產(chǎn)生的氣泡，已成為大家非常關注的問題?；炷廉a(chǎn)生氣泡的原因很多，通過多年現(xiàn)場施工經(jīng)驗的分析和總結，主要有以下幾個方面的原因：

（1） 級配不合理，粗級料過多，細級料偏少；

（2） 骨料大小不當，針片狀顆粒含量過多；

（3） 水泥用量相對較少的低標號混凝土；

（4） 用水量較大，水灰比較高的混凝土；

（5） 與某些外摻劑以及水泥自身的化學成分有關；

（6） 使用表層刷油的鋼模板成型的混凝土；

（7） 與混凝土澆筑中振搗不充分、不均勻有關。

氣泡的形成主要是屬于一種物理原因。根據(jù)集料級配密實原理，在施工過程中，如果使用材料本身級配不合理，粗集料偏多骨料大小不當，石料中針片狀顆粒含量過多，以及在生產(chǎn)過程中實際使用砂率比實驗室提供的砂率要少，細粒料不足以填充粗集料之間的空隙，導致集料不密實，形成自由空隙，為氣泡的產(chǎn)生提供了條件。

水泥和水的用量，也是導致氣泡產(chǎn)生的主要原因。在實驗室試配混凝土時，考慮水泥用量主要是針對強度而言。如果在能夠滿足混凝土強度的前提下，增加水泥用量，減少水的用量，氣泡會減少，但成本會加大。

在水泥用量較少的混凝土拌和過程中，由于水和水泥的水化反應消耗部分用水較少，使得薄膜結合水、自由水相對較多，從而讓水泡形成的機率增大，這便是用水量較大，水灰比較高的混凝土易產(chǎn)生氣泡的原因所在。

混凝土的外加劑和水泥自身的化學成分，也是導致氣泡產(chǎn)生的原因。雖然由于化學成分產(chǎn)生的氣泡比物理原因產(chǎn)生的氣泡，在生產(chǎn)實踐中出現(xiàn)的機率要小得多，但這也是一個不容忽視的原因。

（二）色差問題

橋梁預制梁混凝土以自然色作為飾面，但容易出現(xiàn)色差現(xiàn)象，主要原因有以下幾個方面：首先原材料的變化，混凝土的骨料、粗骨料、細骨料等，采用的是石灰?guī)r、石英巖、河砂、山砂的成分差異性大，在光反射和折射的影響下，就會顯示出不同的顏色。其次是混凝土攪拌的時間不足，水泥和砂石料無法均勻融合，這也是造成色差的主要原因。再次是混凝土在澆筑的過程中出現(xiàn)離析現(xiàn)象，尤其是混凝土接茬的位置，青白色差現(xiàn)象非常明顯。最后是模板出現(xiàn)漏漿，拼裝不夠完整，接縫緊貼程度不足，造成接縫處的漏漿和漏水，引起水泥漿的流失和水分的蒸發(fā)，從而產(chǎn)生麻面或者翻砂，形成明顯色差。

二、橋梁預制技術應用的問題處理措施

針對橋梁預制技術存在的問題，筆者結合實際的施工經(jīng)驗，對相關的技術問題處理措施進行了如下總結：

（一）裂縫問題處理措施

橋梁預制技術的裂縫問題，需要在控制混凝土質(zhì)量的基礎上，提高箱梁的施工工藝技術水平，并對預應力施工的質(zhì)量予以控制。

（1）混凝土質(zhì)量的控制：主要通過水泥、骨料外加劑、配合比的質(zhì)量水平。水泥方面需要考慮凝膠的組成結構，尤其是水泥的毛細孔和凝膠孔形狀；砂石骨料方面則要選擇粒徑比較大的石子，大約為10-25mm粒徑，砂子則可選用細度模數(shù)為2.6-2.9的粗砂；外加劑方面需要有利于改善混凝土的溫度應力，并具有較好的連接性。配合比方面需要滿足混凝土的和易性、強度水平和耐久性等基本要求，合理確定水泥、水、石子、砂子、外加劑等的用量比例，并澆筑均勻和振搗密實，全面降低混凝土的干縮性，提高混凝土的抗拉性能。

（2）箱梁施工工藝水平的提高。一方面是養(yǎng)護，在澆筑混凝土之后，提高養(yǎng)護的水平，防止干縮裂縫的出現(xiàn)，可采用在混凝土表面直接養(yǎng)護的方式，提高混凝土表面的濕潤程度，防止混凝土失水干縮。另一方面是澆筑混凝土的時候，應該水平分層，斜向分段的工藝進行澆筑。先從頂板開始下料，然后再進行底板和腹板的澆筑，而且各層之間要控制好適當距離的坍落度，譬如底板和頂板之間坍落度控制在14-16cm之間，底板和腹板之間的坍落度控制在16-18cm之間。另外混凝土的振搗以附著式和插入式相結合方式，其中前者為主，在設置振搗器之后，再插入振搗棒，并兩邊均勻對稱地進行振動，避免過振或者漏振。

（3）預應力施工質(zhì)量水平的提高。預應力施工是梁體施工的重要環(huán)節(jié)，直接關系到箱梁的承載力水平，因此對預應力的精度要求比較高，為了防止在施工中受到不良因素的影響，需要標定千斤頂和油表，同時檢查錨具和鋼絞線的質(zhì)量，在張拉的時候則要控制混凝土的強度和彈性模量，并盡量縮小工作錨和錨墊板的距離，以及控制好張拉施工的工序等。

（二）氣泡問題處理措施

以T梁施工為例，這種梁體的施工特點是下翼緣寬、中間腹板狹窄，混凝土施工經(jīng)常在下翼緣和中間腹板之間產(chǎn)生氣泡，消除這些氣泡需要在澆筑混凝土的過程中，將混凝土中的氣泡導向排除。

（1）嚴格把好材料關和水灰比?？刂乒橇洗笮『歪樒瑺铑w粒含量，備料時要認真篩選，剔除不合格材料。選擇合理級配，使粗集料和細集料比率適中。選擇適當?shù)乃冶?，可以在實驗室?nèi)多做幾組，相互比較從中擇優(yōu)選用。努力降低實際生產(chǎn)與實驗之間的偏差。施工過程中要及時做好材料含水量檢測，應該做到每車集料都要過稱，如能采用電子計量效果更佳，采取質(zhì)量比控制，并隨時調(diào)整現(xiàn)場配合比，使用水量和砂率不致發(fā)生較大偏差。選擇適當?shù)乃冶?，可以在實驗室?nèi)多做幾組，相互比較從中擇優(yōu)選用。

（2）建立模型。模型的建立對其剛度、振動器布置、板面彈性都有一定的要求，在布置振動器的時候，需要保持整個模型的同步震動，而且要控制模型的剛度，避免在沒有振動力的情況下鋼板產(chǎn)生疲勞，另外模板的彈性也要控制好，以免由于沒有彈性而產(chǎn)生密集氣泡。模板應保持光潔，脫模劑要涂抹均勻但不宜涂的太多太厚。如條件允許可，在模板上打小孔以排出下面的空氣或多余的水分。

（3）選用化學成分品質(zhì)優(yōu)良的外加劑。目前這方面的品牌很多，不能一概而論。進行化學分析當然是一種辦法，但對于實際生產(chǎn)，最簡便易行的辦法莫過于多做幾組試件，選取一種較好的用于生產(chǎn)。水泥應選用普通水泥或硅酸鹽水泥，不宜用復合水泥或混合水泥，因混合水泥的飽水性和和易性較差。水泥的標號應與混凝土配合比的標號相適應，不宜采用標號過高的水泥，否則會降低混凝土中水泥的用量，影響混凝土的和易性。

（4）混凝土布料的控制?；炷恋牟剂蠎獮樾毕蚍侄尾剂虾退椒謱硬剂蟽煞N，前者是在混凝土5-6m的范圍內(nèi)，控制混凝土的自重結合外加振動力流動形式，具有施工進度快的優(yōu)點，但需要控制施工接縫的承載力，否則無法有效排除氣泡，另外一種方式控制混凝土的每層的攤鋪厚度，需均勻攤鋪，縱向延伸往復，攤鋪與振搗同步進行，可以將氣泡充分排出，但具有施工周期長的缺點。

（5）混凝土的振搗。在混凝土拌和澆筑過程中，容易混進一些空氣?；炷涟韬臀锏臍馀菁炔荒茏孕幸莩?，也不會靠本身的重量將這些氣泡排出，所以振搗是使混凝土獲得密實，排除氣泡的重要手段。振搗時骨料顆粒相互靠攏緊密，將空氣帶著一部分水泥漿擠到上部，氣泡借助震動力冒出來。振搗時間與氣泡的排除有直接的關系。一般來講，振搗時間越長，力量越大，混凝土越密實。但時間過長，石子下沉，水泥漿上浮，發(fā)生分層、泌水、離析現(xiàn)象，使有害氣體集中于頂部，形成“松頂”。時間過短，骨料顆粒還沒有靠攏緊密，不能將水和多余的空氣排出，達不到密實的目的。對于流動性較大的混凝土，震動力不能過大，時間不宜過長；對于干硬性混凝土，則必須強力振搗。振實的標志是：在振搗過程中，當混凝土停止下沉，表面不在出現(xiàn)氣泡，就認為已經(jīng)振實。

在一定條件下，延長振搗時間，可以提高振搗效果，但不能增加有效范圍。而有效范圍之內(nèi)的氣泡才能在振搗過程中排出，所以要選擇合理的振搗半徑。提高振搗頻率，能有效提高震動范圍，而頻率過大時，振動范圍反而又減小。在通常情況下，插入式振搗器的振搗半徑是45～75 cm ，插入間距大都限制在60 cm 以下。不同的振搗方法，搗實的混凝土厚度也不同。振搗器插入的速度也影響氣泡的排出。要求是“快插慢拔”，即插入速度要快，使上下部混凝土幾乎同時受到振搗，拔出時則要慢，否則振搗棒的位置不易被混凝土填實，容易形成空隙。

（三）色差問題處理措施

橋梁混凝土預制色差的控制，需要從模板、混凝土配合比、原材料等方面進行控制。首先是模板質(zhì)量的控制，對鋼模板的表面進行刨光處理，確保鋼模板表面的干凈，然后提高模板接縫的嚴密性，并均勻涂刷脫模劑。其次是控制混凝土的配合比，保持橋梁混凝土澆筑坍落度的一致性。再次是控制原材料，包括水泥、碎石、砂子、粉煤灰、外加劑等，水泥方面主要選擇硅酸鹽水泥，選擇合適強度等級的水泥；碎石是粗骨料，粒徑控制在5-25mm，而且不帶其他雜質(zhì)的碎石；砂子是細骨料，盡量選擇中粗砂，細度模式控制在2.5以上；粉煤灰主要控制細度和雜質(zhì)，調(diào)節(jié)混凝土的流動性和后期強度；外加劑選用聚羧酸型外加劑等。

三、結束語

綜上所述，橋梁預制技術的應用，經(jīng)常出現(xiàn)的問題包括裂縫、氣泡和色差三方面的問題，針對橋梁預制技術存在的問題，筆者結合實際的施工經(jīng)驗，一方面是在控制混凝土質(zhì)量的基礎上，提高箱梁的施工工藝技術水平，并對預應力施工的質(zhì)量予以控制，并在澆筑混凝土的過程中將混凝土中的氣泡導向排除，另一方面是從模板、混凝土配合比、原材料等方面進行控制混凝土預制色差，提高橋梁預制梁的整體施工質(zhì)量水平。

參考文獻

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