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摘要：我国北方山区气候独特，具有紫外线强、空气湿度小、昼夜温差大，易造成预制箱梁出现质量问题，如箱梁混凝土外观质量差、强度低、混凝土表面收缩较大、预制箱梁出现裂缝等。本文从我国北方气候环境特点及箱梁预制施工出发，对本地区预制混凝土施工过程中存在的典型问题进行了总结分析，对山区箱梁预制施工质量控制要点进行了探究，并针对质量病害提出了相应的防治措施，使山区预制箱梁施工质量得到了较好的保障。

关键词：山区；箱梁预制；质量控制要点；防治措施

1 引言

我国北方地区属于典型的温带大陆性气候，在山西地区春季日温差大、风沙多，夏季多雨且短促，秋季气候较为温和，冬季干燥漫长而寒冷，本文以山西某山区项目为例，该项目预制箱梁的最大跨径为40m，属于大跨径箱梁，考虑到箱梁结构与T梁结构的受力的不同，在箱梁预制过程中，既要考虑大体积混凝土可能因为温度出现裂缝，又要考虑薄壁结构的塑性开裂。同时，这种独特的山区气候环境特点，也给箱梁预制施工质量的控制带来了较大的困难和不利影响。

结合本地区特有的气候条件，对预制过程中箱梁质量（如温差、风力等）的影响因素进行分析，对预制过程中箱梁的质量通病进行总结归纳，进一步论述预制过程中的各项质量控制要点，并提出相应的防治措施。

2 预制箱梁在山区的建设特点

2.1 有效施工期短

受山区特殊的环境气候，冬长夏短，气候多变等影响，一年中有效施工时间短；且山区地形复杂，地势较高，现场施工组织部署受地理、气候等条件约束，影响程度较大。需不间断地调整施工计划，难以控制施工周期的高效益。

2.2 施工质量受环境影响大

预制箱梁在山区施工，要面对气温、温差、降水、大风等恶劣天气诸多不利的环境因素；同时，由于山区地理位置的特殊，施工过程中会引起作业人员身体不适从而影响施工质量，施工质量出现问题的概率也会因人为因素而增加。种种环境因素和人为因素的影响会造成预制箱梁在山区预制出现质量缺陷的几率要高于普通地区。

3 预制箱梁在山区施工工艺要点解析

目前，箱梁预制基本采用后张法施工，预制梁场临建、钢筋骨架搭建、箱梁模板装配、混凝土浇筑、混凝土养护这5道工序是后张法施工工艺中影响山区预制箱梁施工质量的主要工序。

3.1 预制场站建设要点

山区预制梁场除满足场站建设基本要求外，还需在箱梁预制区内搭建全封闭大棚，场地内根据现场实际情况布设蒸汽养生设备和自动喷淋设施，确保对梁片尤其是横隔板和翼缘板底面任何部位都能得到充分养护。预制梁台座也要等间距地设置蒸汽管道排气孔和自动喷淋装置，保证整片预制箱梁在养生过程中，箱梁混凝土各处受温均匀，蒸汽养生棚内各处温度均匀一致。

3.2 钢筋骨架搭建要点

钢筋绑扎前，要先将钢筋的点位按设计图精确的在底板上放出，并用垫块支撑，使绑扎好的钢筋骨架尺寸、间距、搭接长度、保护层厚度均达到设计及规范要求，在进行钢筋绑扎时，注意横隔梁处固定波纹管的位置，严格按照设计尺寸安装定位钢筋，当波纹管与其它钢筋发生冲突时，应注意波纹管的固定位置，调整钢筋位置。

3.3 箱梁模板拼装施工要点

箱梁预制工艺中，模板的拼装至关重要，直接关系箱梁预制的外观质量以及保护层厚度。拼装时一定要对箱梁模板的位置进行重点控制，确保箱梁的结构尺寸和保护层厚度达到设计要求，同时模板应要有足够的刚度和强度，为了尽量提高模板的周转效率，加快施工进度，可以采用液压箱梁模板。

所有模板都要先清洗打磨后再涂脱模剂，将橡胶条等密封材料应用于侧模与台座底模之间，以防止混凝土浇筑时出现渗漏，造成梁底出现“烂根”；安装完成内模，对内模采用压杆支撑，防止在浇筑过程中模板上浮，进一步影响质量。

3.4混凝土浇筑施工要点

混凝土浇筑前应按照试验室施工配合比进行拌合，完成后应对混凝土进行坍落度等试验指标检测，新拌合的混凝土应色泽均匀、和易性好，浇筑前先对箱梁的钢筋、模板等进行检查，如外部温度低于5℃，在整个预制梁浇筑区域也要用篷布覆盖，适当通入一些蒸汽，使工作区域内温度保持在5℃以上，各方面条件达到要求后浇筑混凝土。浇筑时应时刻观察模板，防止浇筑时模板出现内模升高或漏浆等现象，应及时浇筑作业。在进行底板浇筑时，应根据施工图进行严格控制；腹板两侧浇筑时要特别注意，不能间隔时间过长，两边的混凝土要分层、均衡地往上升；采用附着式振捣器和插入式振捣器配合使用，保证混凝土的振捣密实，振捣时避开钢筋、波纹管及模板，防止对箱梁质量造成不良影响，浇筑完成后在梁顶进行拉毛处理。

3.5 混凝土养护要点

山区冬季施工预制箱梁采用蒸汽养生，提高混凝土强度上升的速度，同时避免了温缩裂缝，加快了预制件的制作速度。在浇筑完毕后，蒸汽养生分四阶段进行。

（1）静置阶段：先覆盖蓄热，先覆盖混凝士面使水化热得以保存，使混凝土得到所需的初始结构强度，以减少热量损失，以抵抗急剧升温、体积膨胀而开裂，因为水泥的水化作业所释放的热量使混凝土集料温度升高。一般静置时间为4-6h，一般不宜低于10℃的静置环境温度。

（2）升温阶段；能在混凝土终凝时通入蒸汽加热养生，以防止混凝士受热急剧膨胀变形、开裂，升温速度不大于8℃/h，。采用低压（小于0.07Mpa）、饱和（湿度90%-95%）蒸汽，使构件受热时保持均匀受热，并安排专人在棚内观测温湿度，并作好记录，防止混凝土产生裂纹。

（3）恒温阶段：保持棚内温度在20℃左右的环境下养生，12小时后（即离浇注完约12小时）就可以拆模了。拆模的同时，将梁体盖上篷布，这样可以起到蒸汽养生的作用。在棚内温度保持在50℃左右的环境下进行48小时的养生，具体停止蒸汽养生和预应力张拉的依据，可根据现场同条件养生的混凝士试块强度来判定。

（4）降温阶段：将冷却速度控制在不超过5℃/h，蒸汽套内温度与停止蒸汽保养时外界温度相差不超过15℃。在这段时间内，应测量温度，并做好养护期间的测温记录工作。

4 预制箱梁在山区施工质量控制分析

4.1 预制箱梁施工质量影响因素分析

（1）箱梁混凝土施工配合比

山区昼夜温差大，风力较大，其多变的气候更影响梁体的耐久性。混凝土施工配合比对梁体的耐久性更为重要。

在保证混凝土强度的前提下，掺入适量的外加剂，尽可能降低单位水胶比和用水量，多做一些试验比较，可以帮助试验确定最优砂率，对提高耐久性有一定的帮助。同时，可根据混凝土的收缩情况，掺入适量的粉煤灰，起到抑制混凝土收缩性能的作用，避免混凝土表面产生收缩裂纹的作用。

（2）气候条件

由于山区气候条件恶劣，天气变幻莫测，施工过程中会突遇强风暴雨天气，但天色很快就放晴，加之山区昼夜温差大，给混凝土强度增长、表面温缩裂缝带来较大影响，施工条件的不稳定对混凝土浇筑质量造成了不良影响。

（3）人为因素

任何施工质量问题的出现都离不开人为因素，操作工人施工技术不娴熟，施工流程及要求不熟悉，也可能会导致质量问题的出现。因此，在该地区施工要寻找更优质施工协作队伍，加强预制箱梁施工各环节的控制，将人为因素影响施工质量降到最低。

4.2 常见预制箱梁病害病因分析及防治措施

4.2.1 混凝土外观质量不良

1.蜂窝麻面形成原因：

1）模板表面凹凸不平，粗糙，或存在未清理干净杂物的现象；模架表面的隔离层由于工作疏漏，没有涂匀涂抹，或局部没有涂好；模架缝隙不严密，容易造成墙角水泥浆散失；

2）对关键部位混凝土未分层振捣，且振捣不致密，而且振捣棒上提速度过快，极易造成蜂窝状的麻面在混凝土表面形成；

3）混凝土和易性差，有离析现象。原材料性能较差（如砂石含泥量过高，不合理的级配）；

4）掺加减水剂混凝土搅拌时间不足，或混凝土坍落度过大、水胶比过高等原因。

防治措施：

1）模板的表面要清洗干净，涂上均匀的隔离剂，采用泡沫剂或橡胶条封住缝隙；

2）混凝土拌合均匀，和易性好、坍落度要适中；

3）混凝土分层均匀，振捣密实，振捣棒提升速度缓慢；

4）原材料质量得到保证，混凝土配合比得到严格控制，混凝土流动性得到保障；

5）浇筑时控制好浇筑高度。

2.表面裂缝产生原因：

1）水泥质量较差的水泥，如安定性不合格，骨料含泥量过大或是分化性材料；

2）混凝土搅拌时间和运输时间过长、过早脱模、接缝处理不当；

3）养护问题，混凝土表面发生方向不定的收缩裂缝，这类裂缝在大风和干燥天气最明显；

4）在混凝土高度突变以及钢筋保护层薄弱部位，由于振捣或析水过多造成沿钢筋方向的裂缝；

防治措施：

1）选用优质水泥及骨料；

2）合理设计混凝土配合比，改善骨料级配、降低水胶比，在工作条件能满足的情况下，尽可能采用较小水胶比及较低坍落度的混凝土；

3）强化对拌合、运输、浇筑、养护等环节的控制。拌合混凝土时，严格执行配合比和搅拌时间；

4）混凝土在运输中要防止混凝土坍落度过大损失，防止离析，低温条件是做好保温措施；

5）养护原则：保湿并降低混凝土内外温差，避免应温度变化造成混凝土干缩引起的裂缝。

6）浇筑过程中振捣充分，避免过早脱模、及时养护。

3.泛砂产生原因：

1）混凝土和易性差，会引起混凝土泌水，水会上浮表面，产生泛沙现象；

2）过低的温度加上没有得到很好的维护，造成混凝土表面受冻；

3）砂率过大，砂子过细。

防治措施：

1）提高原材料质量、优化配合比，保证混凝土工作性能优良，特别是保水性要好；

2）选用优质的中粗砂，配置合理砂率；

3）气温较低时，加强养护措施；

4）控制振捣时间，防止振捣过度。

4.2.2 腹板水纹

水纹现象容易出现在预制箱梁腹板沿波纹管方向下部，而两端的梁体则没有这种现象。

主要原因有：

1）混凝土坍落度控制不合理，为便于施工，施工单位往往会加大混凝土的坍落度，也有施工队伍私自往混凝土加水的现象发生，一般坍落度越大，越容易造成混凝土泌水现象，因此出现水纹现象的可能性越大；

2）预制箱梁腹板中下部波纹管较密，钢筋保护层厚度较小，粒径较大的粗集料经过波纹管由上向下的混凝土时，较难通过，使其堆积在此并与模板紧贴，造成局部混凝土离析，从而带来水纹现象；

3）混凝土过振造成泌水过多，使沿波纹管方向的下缘形成一层砂浆层，致使腹板混凝土沿波纹管方向出现水纹现象；

4）山区气候多变，出现降雨概率高，在突降雨水的情况下，容易导致混凝土产生泌水，从而产生水纹现象。

防治措施：

1）重新优化混凝土配合比，调整混凝土和易性，严格控制施工过程中随意加水的乱象；

2）控制钢筋保护层厚度，符合设计要求，严格控制混凝土粗集料粒径、混凝土坍落度，必要时对粗集料进行过筛。

4.2.3 箱梁混凝土强度提高缓慢

由于山区气候特殊，箱梁混凝土强度上升缓慢，主要控制要点如下：

1）采用降低混凝土水胶比的高性能减水剂，；

2）施工时，以混凝土停止下沉、不出现气泡为度，每一振点的振捣时间，以20～30秒为宜；

2）加强养护，保证早期水化所需的温湿度，因此，采用蒸汽养生可使混凝土早期强度发展大大提高，并保证其后期强度，在夏季温度较高的情况下，可采用普通覆盖或包裹的方式养生，但一定要经常洒水，以保证混凝土表面的湿润。

5 结论

本文结合山区特有的气候特点，提出了区别于常规地区预制箱梁的技术要点和注意事项，明确了相应的防治措施，分析了山区预制箱梁施工质量的影响因素和常见病害的成因，，为山区优质预制箱梁提供了有力的技术保障。

后续还将对昼夜温差较大的山区箱梁预制进一步探索，掌握山区昼夜气温变化下，预制箱梁蒸汽养生棚内温度场的分布及变化规律，避免或减少梁体表面混凝土因温度控制不到位而产生的温度裂缝。

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