箱梁支座板空響的預(yù)防與處理方法

周 亞 軍

(中鐵一局集團(tuán)物資工貿(mào)有限公司，陜西 西安 710000)

0 引言

后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡支箱梁具有結(jié)構(gòu)形式多、施工工藝復(fù)雜、難度大、質(zhì)量要求高等特點(diǎn)。由于支座板位置的隱蔽性和施工工藝的特殊性，此處施工質(zhì)量是較多梁場容易忽視的薄弱環(huán)節(jié)，在日常檢查中發(fā)現(xiàn)，預(yù)制箱梁中支座板處經(jīng)鈍器敲擊時(shí)，會(huì)發(fā)出“咚咚”的空響聲，經(jīng)鉆孔檢查，發(fā)現(xiàn)支座板上部混凝土和支座鋼板間存在縫隙，而在檢查過程中發(fā)現(xiàn)存在支座空響的梁體占到梁體總數(shù)的比例較大。此缺陷雖不會(huì)對(duì)梁體質(zhì)量產(chǎn)生影響，但對(duì)梁體耐久性存在隱患。我們結(jié)合高速鐵路箱梁預(yù)制施工情況，介紹了箱梁預(yù)制工作中支座板空響產(chǎn)生的原因、預(yù)防與處理方法。

1 支座板空響原因

支座板空響是箱梁預(yù)制中的常見“癥狀”，長久以來一直困擾著高速鐵路橋梁生產(chǎn)。梁場對(duì)這一質(zhì)量通病展開科技攻關(guān)，在通過認(rèn)真反復(fù)研究論證下，我們?cè)谙淞褐ёA(yù)制時(shí)對(duì)鋼筋綁扎、混凝土的澆筑、振搗等諸多施工環(huán)節(jié)反復(fù)觀察，最終找到了導(dǎo)致支座板空響的原因。

1.1 支座板預(yù)制時(shí)混凝土振搗不密實(shí)

我們通過反復(fù)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)混凝土進(jìn)行振搗時(shí)，由于支座板上方鋼筋布置過于密集振搗棒不容易插到位，造成局部漏振混凝土不能振搗密實(shí)從而產(chǎn)生空隙。

1.2 支座板預(yù)制時(shí)鋼材和混凝土材質(zhì)不同

由于支座板鋼材與混凝土材質(zhì)不同，導(dǎo)致混凝土和支座不能有機(jī)粘結(jié)?；炷两Y(jié)構(gòu)不夠密實(shí)，出現(xiàn)空隙導(dǎo)致發(fā)生支座板空響現(xiàn)象。

1.3 混凝土收縮徐變和鋼板與混凝土膨脹系數(shù)相差大

混凝土收縮徐變?nèi)菀讓?dǎo)致支座板和混凝土存在空隙，鋼板和混凝土膨脹系數(shù)相差大，隨著熱脹冷縮也容易導(dǎo)致混凝土和支座板存在空隙。

2 支座板空響的預(yù)防措施

1)在支座板上表面涂刷環(huán)氧樹脂膠方案(端模未開孔)，配合支座板下活動(dòng)底板處安裝附著式高頻震動(dòng)器。

將已安裝好的支座預(yù)埋鋼板上的油污、灰塵等采用干燥棉布擦拭，保證支座預(yù)埋板的整潔干燥。取環(huán)氧樹脂1 kg再分別用量筒量取100 mL二丁酯和60 mL的乙二胺倒入環(huán)氧樹脂內(nèi)，迅速攪拌均勻形成混合料，攪拌均勻后應(yīng)無氣泡或色差方可使用，且須在30 min內(nèi)使用完畢。然后將環(huán)氧樹脂混合料倒入支座預(yù)埋板涂刷區(qū)域內(nèi)。倒出前后各稱重一次，確定用量，單塊支座預(yù)埋鋼板混合料用量控制在0.3 kg左右，然后采用刮片將環(huán)氧樹脂抹刷均勻。經(jīng)過試驗(yàn)效果一般，因此考慮在端模上開孔的方案。

2)在支座板上涂刷環(huán)氧樹脂膠，端模開孔(圓孔、方孔)、端模開孔位置的下方安高頻振動(dòng)器、配合支座板下活動(dòng)底板處安裝附著式高頻振動(dòng)器。

在端模與支座鋼板臨近處的相應(yīng)部位開孔，具體位置如圖1，圖2所示。開孔采用合頁門形式，在支座板處振搗完成后，關(guān)好門卡牢固。并在合頁門上凸出的鋼板四周粘貼止?jié){條，盡量避免漏漿。開孔尺寸分兩種：直徑60 mm圓孔、150 mm×100 mm方孔。

如圖1所示在端模開直徑60 mm圓孔，箱梁混凝土灌注時(shí)使用φ30振動(dòng)棒從端模開孔處直接在支座鋼板上部進(jìn)行插振，保證混凝土密實(shí)。由于在施工時(shí)孔徑較小，人工振搗時(shí)振動(dòng)棒作用范圍受限，根據(jù)實(shí)際情況我們改進(jìn)開孔尺寸，開方孔。如圖2所示在端模開150 mm×100 mm方孔，箱梁混凝土灌注時(shí)使用φ30振動(dòng)棒從端模開孔處直接在支座鋼板上部進(jìn)行插振，保證混凝土密實(shí)。就目前使用情況來看，效果比較好，人工振搗時(shí)操作也較方便。

3)在每塊支座板部位活動(dòng)底模下部，在側(cè)模與支座板臨近處安裝高頻振動(dòng)器一臺(tái)輔助振動(dòng)混凝土，以保證混凝土與支座鋼板粘結(jié)緊密，如圖3所示。灌注時(shí)采用φ30振動(dòng)棒在內(nèi)腔振搗，振動(dòng)棒盡量插入到支座板上方，由于支座板處鋼筋較密，插入時(shí)受阻難以估計(jì)是否到位，為此我們?cè)谡駝?dòng)棒上做好標(biāo)記，來衡量振動(dòng)棒是否達(dá)到支座板上方。如圖4所示,通過試驗(yàn)效果較好，能減少空響現(xiàn)象。

4)在支座板上涂刷環(huán)氧樹脂膠，采用同梁體相同的碎石，碎石用10 mm篩網(wǎng)篩取第一次，將過篩后的碎石用5 mm篩網(wǎng)過篩，采取篩網(wǎng)上5 mm～10 mm碎石，將碎石用水沖洗干凈后攤鋪于通風(fēng)處晾干或用吹風(fēng)機(jī)烘干，在環(huán)氧樹脂膠涂刷完成后將碎石均勻撒在上面，石子所占面積約為混合料涂刷面積的80%，每塊預(yù)埋支座上所撒石子重量約為2 kg。再順支座板長邊方向，放置與板寬度等長的直徑12 mm～16 mm鋼筋，鋼筋與中間3排支座板錨筋相靠。碎石鋪撒完成后用干燥潔凈的土工布或塑料薄膜將支座預(yù)埋鋼板頂部覆蓋靜置30 min，靜置過程中不得隨意碰觸石子，待混合料凝固及碎石粘緊后即可進(jìn)行下步工序施工。端模未開孔、配合支座板下活動(dòng)底板處安裝附著式高頻振動(dòng)器。經(jīng)過試驗(yàn)效果很好，大大的降低了支座板空響率。但是，還有很少一部分支座板出現(xiàn)了空響現(xiàn)象需要處理，我們經(jīng)過試驗(yàn)總結(jié)形成了空響的處理方法。

3 支座板空響的處理方法

1)檢查空響情況。

箱梁移出至存梁區(qū)后，用錘子敲擊檢查支座預(yù)埋鋼板空響情況，檢查時(shí)安排2人先后檢查標(biāo)記，避免錯(cuò)漏，每塊支座預(yù)埋板檢查7個(gè)～9個(gè)點(diǎn)在空響處用記號(hào)筆進(jìn)行標(biāo)記，便于后續(xù)施工。

2)磁力鉆鉆孔。

用J3C型磁力鉆在標(biāo)記的支座預(yù)埋鋼板空響范圍內(nèi)鉆出注漿孔與排氣孔，孔徑為13.3 mm，支座板厚20 mm鉆孔深度控制在22 mm～25 mm，以免鉆頭與混凝土面接觸鉆頭損壞或混凝土粉塵堵塞孔眼。鉆孔數(shù)量及位置視空響范圍而定，一般每個(gè)支座預(yù)埋鋼板鉆2個(gè)～3個(gè)孔，如圖5所示。

3)安裝注漿嘴。

鉆孔完成后，將長度80 mm直徑13.3 mm的壓膠嘴用扳手安裝在所打的孔上，確保注漿嘴安裝牢固。再將長度5 m的鋼絲編織壓膠管接入壓膠嘴上，并且擰緊防止漏膠。

4)將支座板上出廠時(shí)自有的孔全部用棉紗塞好，防止壓膠時(shí)漏膠。

5)壓注環(huán)氧樹脂膠。

按鄰苯二甲酸二丁酯10 g∶無水乙二胺6 g∶環(huán)氧樹脂(E-44)100 g的比例進(jìn)行配制環(huán)氧樹脂膠，攪拌均勻至無氣泡色差后把配好的環(huán)氧樹脂膠倒入高壓灌注機(jī)(W-99)內(nèi)。插上電源打開灌注機(jī)的開關(guān)向孔內(nèi)壓環(huán)氧樹脂膠，開始注漿時(shí)壓力逐漸調(diào)高，若壓力過大則可能是注漿管堵塞，需檢查注漿管和注漿嘴通暢情況。注漿時(shí)增壓至8 MPa時(shí)停止增壓，保持穩(wěn)壓狀態(tài)，當(dāng)排氣孔排出密實(shí)無氣泡漿液后，封堵排氣孔。待發(fā)現(xiàn)環(huán)氧樹脂從支座預(yù)埋鋼板四周邊緣冒出或壓力急劇升高則停止注漿。注漿完成后及時(shí)用稀釋劑清洗注漿設(shè)備，避免環(huán)氧樹脂凝固后堵塞設(shè)備,如圖6所示。

6)切除注漿嘴。

注漿完成48 h待環(huán)氧樹脂膠凝固后，用砂輪片切除注漿嘴，注漿嘴切除過程中不得損壞支座預(yù)埋鋼板，以免破壞支座預(yù)埋鋼板防銹涂層。

7)檢查注漿質(zhì)量。

切除注漿嘴后再次檢查支座預(yù)埋鋼板空響情況，若無空響出現(xiàn)，則本次作業(yè)效果理想，若仍然出現(xiàn)空響現(xiàn)象，則須重新進(jìn)行上述處理方法。

8)在支座板上涂刷廠家提供的支座板專用防銹液。對(duì)防腐損壞部位進(jìn)行修復(fù)。

9)壓注環(huán)氧樹脂膠操作時(shí)最好戴編織手套或橡膠手套，以免不小心弄到手上。皮膚接觸時(shí)可以用肥皂清洗，一般不會(huì)傷手，假如眼睛不小心接觸到時(shí)，馬上用大量清水沖洗，嚴(yán)重者請(qǐng)及時(shí)就醫(yī)。

4 試驗(yàn)檢測結(jié)果

通過采用本方法施工的箱梁支座預(yù)埋鋼板處進(jìn)行敲擊測試，發(fā)現(xiàn)支座預(yù)埋鋼板空響數(shù)量與面積較之前大幅減少，達(dá)到理想的效果。已制梁支座預(yù)埋鋼板空響經(jīng)過注漿處理后，無空響現(xiàn)象，滿足業(yè)主的要求。

5 結(jié)語

采取以上方法后的試驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)于預(yù)防支座預(yù)埋鋼板空響具有非常大的借鑒意義，可以有效地提高高速鐵路預(yù)制箱梁支座預(yù)埋鋼板處的施工質(zhì)量。在后續(xù)施工過程中，通過對(duì)該方法在不同時(shí)期、不同施工環(huán)境進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況,對(duì)該方法試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，適當(dāng)調(diào)整，確保支座預(yù)埋鋼板處密實(shí)、無空響，保證箱梁架設(shè)、后期運(yùn)營的質(zhì)量安全。

[1] 中鐵工程設(shè)計(jì)咨詢集團(tuán)有限公司.時(shí)速350 km高速鐵路預(yù)制無砟軌道后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡支箱梁(雙線)通橋(2016)2322A-II-I[Z].2016.

[2] TB/T 3432—2016,高速鐵路預(yù)制后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁[S].

[3] Q/CR 9207—2017,鐵路混凝土工程施工技術(shù)規(guī)程[S].