箱梁支座空响处理及预防措施

郭万中，何志军

（中交二航局第二工程有限公司，重庆 400042）

1 工程概况

京沪高铁常州制梁场位于常州市武进区郑陆镇三皇庙村境内，共855孔后张法预应力双线简支箱梁。梁场所有梁体均为适应CRTSⅡ型板式无砟轨道后张法预应力混凝土简支箱梁。箱梁为31.5m跨，单箱单室结构，梁端顶板、底板及腹板局部向内侧加厚。箱梁支座预埋钢板（以PZ-5500为例）见图1。

图1 PZ-5500支座预埋钢板设计图

2 支座空响技术控制措施

2.1 支座空响产生的原因

经调查、观察和分析，总结出支座空响产生的原因包含以下方面：

1）混凝土的收缩徐变

由于箱梁混凝土和支座预埋钢板刚度的差异，预埋钢板变形相当小可忽略不计，混凝土收缩徐变使钢板与混凝土间存在空隙产生空响。

2）混凝土的质量

箱梁浇筑时，混凝土塌落度过大，支座预埋钢板处可能产生气泡，形成支座空响；塌落度过小，则箱梁混凝土可能会难以振捣密实，形成空响。

3）混凝土振捣

在箱梁梁端，钢筋间距较密，振捣棒无法伸入支座板处振捣，或由于混凝土振捣漏振、欠振和过振都可能形成支座空响。

2.2 支座预埋板施工技术控制措施

2.2.1 混凝土的收缩徐变引起支座空响

1）混凝土原材料质量控制

本工程主要承重结构使用寿命需满足100 a的要求，主体工程质量实现“零缺陷”，箱梁混凝土采用C50高性能混凝土，梁场使用的C50高性能混凝土配合比由铁道部产品质量检验中心配制，混凝土原材料均采用合格的厂商提供的优质原材料。

2）预埋钢板安装时质量控制

支座预埋件安装前先由测量组在模板上放出准确位置，并根据放出的位置进行模板平整度的打磨，打磨至每个支座板位置模板的四角高差小于2mm。

在模板上精确定位预埋钢板位置及临时锚固位置，并在模板上钻出相应的预留孔，混凝土浇筑时利用螺栓将预埋钢板的套筒与模板临时锚固。预埋钢板安装到位后必须再进行四角高差和箱梁同一端两支座板高差的复测。

混凝土浇筑后，及时拆除临时锚固用螺栓，张拉前不允许有临时锚固的螺栓锚固在模板上。

3）支座预埋钢板处增加锚筋

由图2知，在支座预埋钢板上共有9根20 cm长φ12锚筋和4个φ33调质钢套筒与混凝土连接，均分布在支座预埋钢板四角或边缘。

图2 支座预埋钢板加强锚筋示意图

为了加强支座钢板与混凝土之间的连接，在支座预埋钢板中部增加焊接12根φ12L型螺纹钢，沿支座预埋钢板长度方向预埋套筒间均分3列，每列4根L型螺纹钢。螺纹钢长均为24 cm，详见图2。

2.2.2 混凝土质量控制措施

混凝土性能的好坏直接影响支座处振捣的质量。腹板第一层混凝土的性能显得特别重要，尤其坍落度和和易性。

每次开盘前，试验室提高砂、石含水率测定频率，适时修改施工配合比，同时，现场浇筑腹板第一层特别是箱梁两端第一层混凝土时，加大做坍落度及和易性的测定频率，将混凝土的坍落度控制在18～20 cm范围内。根据冬季和夏季施工混凝土性能的不同，提前做好混凝土性能的控制。

2.2.3 加强混凝土振捣措施

1）明确支座预埋钢板处振捣人员分工

为确保支座预埋板处的混凝土振捣密实，严格按技术交底的要求核查人员，坚持定人、定区，责任到人。在4个支座预埋板位置（即两侧端模向腹板中心1.5m范围），顶板和底板均安排4个熟练混凝土工，8个人专门负责端头位置混凝土的振捣质量。混凝土振捣派有专人指挥、检查，振捣人员定人定点分片包干。

梁场通过教育培训和技术交底，将支座预埋板混凝土振捣的重要性仔细传达到每一个有关的操作人员，提高工人的质量意识，以人员配备标准化结合质量责任制的落实作为提高支座板处混凝土振捣质量的手段。

2）工艺方面

箱梁混凝土的振捣以插入式振捣为主，以高频侧振为辅。在支座预埋钢板下方模板处，安装4台附着式振捣器加强该处混凝土的振捣。

考虑到箱梁两端及支座板处钢筋设计布置得比较密，支座预埋钢板处采用φ30振捣棒振捣，为了便于振捣棒深入支座预埋钢板上方，在箱梁京向和沪向两端端模N2a束钢绞线位置各新开一φ12 cm小孔（见图3），混凝土开盘前，先将空棒从预留孔处插入钢筋笼底部支座预埋钢板位置。

图3 箱梁端模开孔位置布置示意图

梁端支座预埋钢板处混凝土浇筑时，先用φ50mm的振捣棒在箱内振捣，端模开孔处振捣棒同时振捣直至混凝土浇筑至开孔位置处后，关闭开孔位置。

3）工装方面

由于梁端支座板处钢筋较密，混凝土振捣棒无法直接伸入至支座板处振捣。为解决这一问题，在底腹板钢筋绑扎时，适当调整相应钢筋间距，在每个支座板上端沿梁体钢筋位置预埋两根内径为φ70mm的钢管，钢管底部伸至底腹板钢筋底部支座板处，顶部略高于顶板顶高。顶板钢筋绑扎时，在相应位置做好相应预埋件，以便钢筋安装时φ70mm钢管顺利穿过顶板钢筋。

混凝土浇筑时，首先将φ50mm振捣棒从内径为φ70 mm的钢管插入至支座板位置振捣，待梁端头混凝土第一层（约70 cm厚）浇筑完后，人工将钢管拔出清洗。

2.3 支座预埋板处理效果

梁场采取以上措施后，支座空响问题得到了明显的改善，支座空响率控制在10%以内，且空响呈单个状，面积甚小，已满足要求。

3 已制梁支座空响处理措施

支座钢板空响源于支座钢板位置处混凝土不密实或空洞，所以解决支座钢板空响病害就是使该位置处混凝土与支座钢板紧密接触，主要采用支座钢板注胶的方法处理。

3.1 施工设备和材料

支座板空响处理钻机采用德国进口磁座钻，型号为JCYY-13；注胶机采用德国进口高压注胶机，型号为BOSCH-HX500；韩国进口JEFF直柄麻花钻，型号为JEFF-6。

灌注胶采用CQ-LF1改性环氧树脂灌缝胶，胶体抗拉强度≥30MPa，抗弯强度≥40MPa且不得呈脆性破坏，与混凝土的正拉黏结强度≥2.5 MPa且为混凝土内聚破坏，满足混凝土结构加固设计规范的要求。

3.2 支座板注胶处理方法

1）先用锤子敲击支座钢板，通过声音确定支座钢板空洞位置。

2）在支座钢板上确定注胶孔和排气孔的位置。

3）用磁座钻在支座钢板上打出注胶孔和排气孔。

4）在注胶孔上安装注胶嘴。

5）配制灌缝胶。严格按照主剂：固化剂=2∶1的比例称重配比，充分搅拌至无色差为止。

6）注胶。高压注胶机注胶时压力逐渐升高，达到规定压力后持压灌注。灌注密实后封堵排气孔。

7）待胶水固化后除去注胶嘴，用封口胶封口。

3.3 支座板注胶结果检测

通过锤子敲击的声音来判断注胶是否注满。

4 结语

支座空响问题为箱梁预制存在的质量通病，通过对支座板空响问题原因分析、预防处理措施及解决支座空响的方法介绍，为今后解决同类问题提供了可行的施工经验。

[1] QB/GL4.3.1—2008，中交第二航务工程局有限公司常州制梁场工艺细则[S].

[2] TZ 213—2005，客运专线铁路桥涵工程施工技术指南[S].

[3] 铁科技[2004]120号，客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件[S].