浅谈提高混凝土箱梁外观质量的方法与措施

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  【摘 要】城市高架桥在给人们带来交通便利的同时,也带来了很大的负面影响,为改善高架桥的外观形象,弱化负面影响,首选提高混凝土的外观质量。本文结合苏州工业园区北环快速路东延二期工程的施工实践谈谈如何提高现浇箱梁的外观质量。
  【关键词】提高;箱梁外观;方法;措施
  Shallow talk exaltation concrete a box beam external appearance the method and measure of the quality
  Fang Guang-cun1,Chen Yi-fei2
  (1. Jiangsu the source superintendency consultation limited company Nanjing Jiangsu 211500;
  2. PLA Science and engineering university Engineering soldier engineering college Nanjing Jiangsu 210007)
  【Abstract】The city viaduct also brought at the time of bring people transportation convenience very big of negative influence, is improvement viaduct of external appearance image, weaken negative influence, head the external appearance quality which choose exaltation concrete.This text combine wreath in the north of Suzhou industrial park fast the road east postpone two period engineering of construction practice discuss how exaltation sprinkle a box of external appearance quality of beam now.
  【Key words】Exaltation;Box beam external appearance;Method;Measure
  城市高架桥在给人们带来交通便利的同时,也带来了很大的负面影响,它污染了环境,制造了大量的运营噪声,使我们清澈的蓝天变得渐渐浑浊、烟雾弥漫。优化高架桥的外观形象成为一道新兴课题,愈来愈得到人们的重视。
  高架桥的主要构件是现浇箱梁,因此,改善高架桥的外观形象,首选箱梁外观质量的控制。决定箱梁外观质量的因素很多,有钢筋保护层、模板制作精度平整度、脱模剂光洁度、混凝土色泽、浇筑振捣收面工艺,养生保温措施,修补措施等等。本文结合苏州工业园区北环快速路东延二期工程的施工实践谈谈如何提高现浇箱梁的外观质量。
  现浇箱梁混凝土外观质量主要表现在:弧线圆滑、表面平整、线条顺直、色泽一致、模板接缝无明显错台、漏浆、无明显气泡、蜂窝、麻面等方面,为达到预期的外观效果,本工程重点研究了混凝土原材料选择、模板的制作安装、脱模剂选择、小样试验、混凝土施工工艺以及混凝土的修整措施等方面,下面一一叙述。
  1. 混凝土原材料的选择
  影响混凝土外观色泽的因素很多,混凝土的原材料、混凝土配合比、模板、脱模剂以及混凝土施工工艺对混凝土外观质量都有直接影响,而水泥和外加剂对新拌混凝土性能影响最大大,是影响混凝土色泽的主要因素。因此,要取得色泽一致的效果,必须做到以下几点:
  1.1 慎重选择水泥和外加剂。
  为保证混凝土外观色泽一致,组织七家商供站进行混凝土外观颜色试验,通过126个混凝土试样的颜色比对,最终确定混凝土的颜色为浅青灰色,使用金猫水泥和上海隆希、浙江五龙外加剂,全线统一原材料后,混凝土的颜色基本一致。
  选用混凝土外加剂要熟悉其产品性能,所用外加剂必须是附有检验合格证明的产品,对每批产品进行抽检,经检验确认符合施工要求后方可使用,严禁使用对工程质量和耐久性有不利影响的外加剂。同时,要做好外加剂材料的物理防护工作,应按规定在使用前复验并应通过试验确定其掺量,对于失效产品坚决不准使用。
  1.2 严格控制配合比。
  严格按照设计要求和规范要求进行配合比设计,雨天施工应增加对骨料含水率的测定次数并据以调整骨料和水的用量。混凝土施工过程中应根据施工工艺、施工条件、材料、混凝土质量波动的变化情况,及时进行配合比调整、报批。加强混凝土拌和管理,确保计量准确、搅拌均匀,防止离析。
  1.3 确保混凝土搅拌时间。
  混凝土的搅拌时间是决定混凝土质量和性能的重要因素,而搅拌时间又关系到商供站的经济效益,因此在堵住了材料漏洞以后,商供站又想方设法节约时间,这就是所谓的偷工现象,因此保证搅拌时间也是提高混凝土外观的主要举措之一。
  2. 模板的加工制作
  2.1 模板质量要求。
  2.1.1 钢模板:面板采用不小于6mm厚的优质Q235钢板,圆弧倒角采用相同质量钢板整体卷制而成,面板背衬采用槽钢和扁钢支撑牢固。
  2.1.2 竹胶板:厚度不小于15mm的双面复膜竹胶板,外模为一次性使用、不予周转。
  2.2 现浇箱梁模板设计。
  2.2.1 高架桥主线。
   本项目高架桥主线桥翼缘板长度为4.5m、2.0m和1.5 m,梁高为2.0m和1.6 m;底板与腹板圆弧倒角半径为R30cm,腹板与翼板圆弧倒角半径为R50cm;腹板为直腹式和斜腹式2种。
  2.2.1.1 翼缘板为4.5m箱梁模板。
  (1)采用上、下圆弧与腹板一体的“S”形钢模,上端外伸0.7m,下端外伸0.05m,钢模长度节段为2.44m,翼缘板采用3块竹胶板平放,梁底按实际梁宽采用竹胶板平放形式。
  (2)钢模板端头采用企口缝,与竹胶板连接密贴、顺直,采取有效的止浆措施。
  (3)现浇异形箱梁受横坡影响,箱梁两侧腹板尺寸不尽相同,模板制作加工时需注意。
  2.2.1.2 翼缘板为2.0m、1.5m箱梁模板。
  (1)采用上、下圆弧与腹板一体的“S”形钢模,上端伸至翼板端部,下端外伸0.05m,钢模板节段长度为2.44m,梁底按实际梁宽采用竹胶板平放形式。
  (2)钢模板端头采用企口缝,与竹胶板连接密贴、顺直,采取有效的止浆措施。
  2.2.2 立交匝道桥。
  本项目立交匝道桥梁采用直腹板、翼板长度为1.5m或2.0m,圆弧倒角现浇箱梁、钢模加工制作要求同高架桥主线2)要求。根据模拟计算匝道箱梁半径R=60m,钢模板节段长度采用1.22m,其他匝道箱梁半径大于90m的钢模板以矢高(弦中心与弧顶间的高度)不大于5mm控制节段长度,分段长度与竹胶板模数相吻合。
  匝道桥箱梁受纵坡、超高影响,箱梁两侧腹板尺寸不尽相同,模板制作加工时需注意。
  2.3 钢模板的驻厂监造。
  (1)派出工作热情、责任心强,能吃苦耐劳、坚持原则、有一定的钢模板加工经验的同志入驻各钢模厂。
  (2)由专业技术人员将钢模板制作要求、标准、检验流程等向钢模板厂技术人员进行交底。
  (3)钢模板厂家提交模板加工工艺设计图和质保体系,经审查批准后方能加工生产。
  2.4 钢模板试拼装。
  模板加工完成后,必须在工厂进行预拼装,检验其线型及整体质量情况,合格后方可出厂。到达施工现场后,还须组织试拼装,报监理工程师验收合格后用于工程实体之中。
  2.5 竹胶板质量的优选。
  针对市场上竹胶板品种繁多、质量良莠不齐的现状,对竹胶板生产厂家进行考察筛选,并进行取样试验;以表面平整、无蔑纹以及沸煮24小时后不褪色、不翘曲、不开胶为合格,再通过小样试验检验其光洁度,经过几轮比选,最终确定浙江雁杰和浙江茂森两种品牌的竹胶板在本过程中使用。
  3. 脱模剂选择
  建筑模板长效脱模剂是一种模板脱模产品,成份为单组份改性聚氨脂产品,该产品广泛应用于公路、铁路、房建等各种建筑工程之中,且省工俭料,该产品性能优越,是新一代环保型产品。
  3.1 使用脱模剂具有以下优点:
  (1)可有效抑制混凝土表面气泡的形成,增加混凝土表面的光洁度;
  (2)模板经涂装后,涂层不仅有良好的脱模性,而且还具有良好的耐碱性、耐热性、耐磨性及优良的附着力。
  (3)防尘效果好,模板表面吸附灰尘后用清水冲洗即可;普通的油性隔离剂灰尘被污染后很难清除,导致混凝土表面发黑。
  (4)使用方便:涂刷后,自然养护36小时即可使用。
  (5)维修简单:如模板在使用过程中,由于模板在涂装前表面处理不好而涂层脱落,或在使用过程中遇电焊,钢筋划破等人为性破坏,只要将破损面稍加清理、砂毛,便可随时修补。
  3.2 施工方法及注意事项:
  (1)取料时,要遵循用多少取多少的原则,切不可将用剩了的涂料倒回贮罐内。
  (2)取料完毕,罐盖要盖紧密闭,以免吸潮变质。
  (3)脱模剂经搅拌后,须静置20分钟,待气泡消失后再进行施工。
  (4)涂布工具(机具)必须保持干燥清洁。
  (5)被涂物应保证干燥,不含油污杂物,表面一定要处理好,钢模板一定要去锈除油。
  (6)涂料的涂布方式可采用刷涂,涂刷工具可采用油漆刷或涂料刷,每道不宜涂得太厚,待第一道尚未完全固化之前(用手指按上去有指纹,不粘手为宜)直接涂第二道,这样会使两层的结合良好,否则会因底层固化的时间太长而引起剥落脱皮。一般以每平方米0.1~0.125公斤用量为宜,对固化已久的膜面,必须用砂皮将其打毛后再涂,如涂层局部修补,则只要将该局部周围打毛后再涂。
  (7)喷涂时,宜采用无气喷涂工艺,这样不仅效率高,而且不会带入压缩空气中的水、油等杂质,若采用普通的空气喷涂,则必须将空气中的水、油污等除净。
  (8)普通的硝基稀释剂不可用来作为本涂料的稀释剂。
  (9)在涂装时,涂层常会出现一些小气泡的情形。其中只有一小部分是因为搅拌时夹入空气所致,而产生气泡的主要原因是涂料遇到空气中的水份而发生交联固化时,产生了二氧化碳的缘故,若交联反应较慢,涂层又尚未结膜,产生的二氧化碳又少,则二氧化碳可逐渐透过涂层逸出不会出现气泡,反之,反应迅速,涂层结膜或发粘,且产生的二氧化碳又多,则不易使二氧化碳从涂膜中逸出,会形成许多小气泡,影响了涂层的性能。因此,施工时,遇到湿度大、温度高,被涂物面水分含量高,压缩空气中含有水分时,都会出现这种情况,务必要引起高度重视。
  (10)施工场所必须要有良好的通风,操作工人要注意劳动保护,过敏者严禁接近。
  4. 小样试验
  小样试验是首件前的工艺试验,在首件工程开始前必须做小样试验,小样应选择有代表性的断面形式,长度不小于5m,纵向横向的模板接缝和支架支撑与实际状况一致且有代表性,以检验模板接缝、支撑体系和混凝土外观质量等是否达到要求。
  5. 混凝土的浇筑、振捣工艺
  浇筑前应对支架、模板、钢筋和预埋件进行检查,模板内的杂物和水、钢筋上的污垢应清理干净。
  各梁段混凝土浇筑时均采用竖向分层、水平纵向分段的方法进行。浇筑时分两个阶段完成,首先浇筑箱梁底腹板混凝土,其次浇筑顶板混凝土。
  浇筑底板和腹板混凝土时,先浇筑底板,间隔一定时间在底板混凝土初凝之前再浇横梁和腹板混凝土,避免腹板混凝土下流上涌,混凝土振捣采用振捣棒与平板振捣器相配合。腹板混凝土的浇筑高度,以腹板与顶板的交线为限,施工缝用人工凿毛。
  腹板浇筑一定要分层布料,层厚控制在30cm左右,振捣时千万要防止漏振或振捣不到位,而造成蜂窝、空洞、烂根现象。尤其要重视锚后的振捣,由于锚后钢筋密集,采用30mm振捣棒振捣。上层振捣时振捣棒一定要插入下层5~10cm,并派专人用小锤敲击模板,通过声音辨别是否有空洞和烂根的可能,发现时要及时补振。
  顶板混凝土浇筑前焊好标高带,标高带可用L30的角钢焊接在顶层钢筋上,用它支承滚筒和刮板,控制顶面标高。每幅的宽度控制在5~6m左右。用混凝土泵车直接布料,布料时注意一定要均匀,配合人工摊平。振捣采用振捣棒与平板振捣器相结合,并使用滚筒来回滚动提浆整平,再用矩形铝合金刮尺刮平以及抹板人工抹平。混凝土表面稍收干后用竹扫把拉毛。当混凝土终凝以后用土工布覆盖洒水养护七天。
  选择具有熟练工艺水平的工人进行操作,积累优秀经验后在全线推广,我们先后组织召开5次混凝土浇筑现场研讨观摩会,邀请全线管理、操作人员到场观摩学习,再进行对比试验,最终确定混凝土的振捣工艺,保证混凝土密实、表面光洁、无气泡、蜂窝麻面、冷缝等外观缺陷。
  6. 混凝土的修整措施
  混凝土外观缺陷主要有:蜂窝、麻面、露筋、色差大,轮廓线不顺滑,有歪斜、错台现象,边角破损,白斑、砂线等。
  6.1 箱室内缺陷修补措施。
  6.1.1 裂缝。
  当裂缝宽度在0.1mm以下时,可不进行处理;当裂缝宽度在0.1mm以上时,用环氧树脂填补;施工工艺流程为:裂缝表面处理→选择注浆口→裂缝封闭→安置底座→试漏→配置胶井注胶→表面清理。
  6.1.2 蜂窝和麻面。
  采用水泥砂浆修补,且保证颜色与已浇筑混凝土一致,强度不低于构件强度。
  6.1.3 露筋、不密实和空洞。
   采用处理施工缝的方法进行处理,凿除不密实部分混凝土,用强度等级不低于构件强度的细石混凝土填补并仔细插捣密实。
  6.1.4 跑模。
  凿除多余部分混凝土,表面用等强度砂浆抹面。
  6.2 箱梁外表面缺陷修补措施。
  外观修饰应以清理、清洗及局部打磨修补为主,对于大面积的涂刷水泥浆、水泥砂浆的措施必须进行充分论证、慎重实施。
  6.2.1 表面不平整。
  平整度在3mm以内的,可不做处理,超过3mm的,用金刚砂带水将表面磨平,也可用砂轮机打平,用干水泥擦面。
  6.2.2 气泡。
  (1)对于分布较疏且面积较小的气泡,可不作修补;
  (2)对于分布较密,数量较多的气泡可将表面湿润后用干水泥粉擦面。
  (3)对于有较多较大气泡的部位,可用等强度水泥砂浆先行封孔,待砂浆有一定的强度后,再用砂纸打磨,用干水泥粉擦面。
  6.2.3 漏浆。
  用铲刀或细砂纸将表面的浮浆清除;若还存在外观差异,再用细砂纸打磨,并用干水泥粉擦面。
  6.2.4 锈斑。
  采用洗衣粉溶液进行清洗(也可用稀释的酸性溶液),然后将处理后的表面用水彻底冲洗,如果清洗后效果不明显,可考虑用水泥粉擦面弱化痕迹。
  6.2.5 白斑。
  轻微少量白斑不作处理,较严重时可用细砂纸将表面打磨露出原混凝土色。
  6.2.6 外露钢筋头。
  先将外露钢筋头周围混凝土凿除(大小宜大于钢筋直径3~5cm,深度在3cm左右),然后用切割机或其它工具将钢筋切除至混凝土内1cm以上;然后用等强度的水泥砂浆填补空洞,待砂浆有一定的强度后,再用砂纸打磨,干水泥粉擦面。
  6.2.7 蜂窝和麻面。
  把松散的混凝土凿除,直至露出坚硬密实的部分,然后把四周修整成方形,凿除的深度基本一致,根据凿除的深度决定使用等强度砂浆或细石混凝土,洒水湿润,将砂浆(或细石混凝土)压入;最后用砂纸打磨,干水泥擦面。
  6.2.8 粘模。
  对于脱模剂或模板面层吸附在混凝土表面的,铲除吸附物,并视情况采用细砂纸打磨。
  6.3 修补材料的调配。
  环氧树脂:适用于修补混凝土表面的裂缝;
  水泥净浆:适用于表面细微凹陷深度在3mm以内的部位的修补;
  水泥砂浆:适用于修补表面凹陷深度在3~20mm之间的部位;
  细石子混凝土:适用于修补表面凹陷深度在20mm以上的部位。
  为保证颜色一致,应掺入一定比例的白色波特兰水泥,具体配比通过现场调试得出,报监理工程师审批后使用。
  
  7. 结束语
  北环东延二期工程为苏州快速路网的一部分,它将城铁园区站与快速路连成一体,实现了城铁旅客的高进低出的需要。高架桥总体布局西起星港街立交,东至星湖街,沿312国道东西向主线全长约4公里,在至和路以高架形式接沪宁城际铁路园区站,接站高架长约1.3公里,连同匝道合计长约16.282公里。
  工程实施过程中,通过采取上述的一系列措施,本工程的箱梁外观质量取得了较好的效果,外观质量总体水平优于本地其他项目,达到了预期的效果。
  
  [文章编号]1619-2737(2010)09-07-193
  [作者简介] 范广存(1971.9-),男,汉,江苏兴化人,工程师,从事交通公路工程、市政公用工程施工监理工作。
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