某斜拉桥主梁混凝土施工质量缺陷产生的原因及处理

熊中贵

(贵州省公路工程集团有限公司)

1 基本情况

某特大桥主桥为360 m 双塔双索面斜拉桥，跨径组成为:155 m+360 m+155 m。主梁中跨18#块(简称18#块)长度8 m，全宽27.5 m，边主梁高2.5 m，顶板厚度32 cm，混凝土体积167.93 m3，设计为C50混凝土，采用前支点挂篮悬浇。18#块混凝土浇筑结束后48 h，发现主梁顶面有部分位置的混凝土未凝固，比较软弱，远远达不到48 h 龄期C50混凝土应有的强度，随后会同监理人员进行原因查找。

2 主梁混凝土施工质量缺陷产生的原因及分布范围

通过对拌和站控制室操作员的调查得知，在混凝土浇筑的过程中混凝土输送泵发生堵管，然后改用另外一台混凝土输送泵输送混凝土，在交换输送泵的过程中，拌和站控制室操作员误将粉煤灰控制键作为水泥控制键操作，即误将粉煤灰用量作为水泥用量加入拌和机中拌制混凝土，一共拌制了十六盘混凝土，大约有12 m3，之后，操作员发现控制键不对，重新调了回来，调完之后并未向值班技术员及值班领导汇报，造成18#块部分混凝土无水泥，导致部分混凝土浇筑48 h后仍然比较软弱，强度远远不能不满足要求。

经第三方检测，不合格混凝土分布的平面范围有102.25 m2，影响最大深度为梁顶往下60 cm，影响混凝土数量34.15 m3，图中阴影部分为不合格混凝土，其余部分为合格混凝土。

3 主梁混凝土施工质量缺陷处理

根据第三方检测结果、有关参建方、相关专家意见，右侧边主梁从外侧顶面向下凿除混凝土92 cm 高;左侧边主梁从外侧顶面向下凿除混凝土40 cm 高，内侧凿至倒角处，横向凿成台阶形;为了保证顶板的整体性，顶板混凝土全部凿除，重新浇筑顶板混凝土;为了保证新浇混凝土与原混凝土施工缝处接合紧密，在两个边主梁位置按50 cm ×50 cm 的平面间距布置Φ12 锚固钢筋，锚入不需凿除的混凝土内的长度为60 cm，外露锚固钢筋顶面距主梁顶面10 cm。

根据监控单位的计算模型，顶板按8 m 跨径的单向板考虑，顶板荷载集度不超过8.3 kN/m2，边主梁及渐变区域的荷载集度不超过30 kN/m2，中分带位置不允许布载。主梁中跨17#块横隔板顶面中间10 m 范围内，配重不超过50 t。拆除混凝土范围为下图中阴影部分，共有84.34 m3，重219.3 t。拆除混凝土过程中，采用水箱及混凝土块加载，配载与卸载重量差最大不超过10 t。配载共分为三个区域布载:(1)区采用水箱及砂袋配重，配重为82.4 t;(2)区采用水箱配重，配重为48.4 t;(3)区采用拆除的混凝土块和砂袋配重，配重为88.5 t。

在拆除的过程中，18#块不停的减载，而配载要加至17#块上，就会加大两个块件之间底部的拉应力，为避免17#块上加载过程中18#块边主梁开裂，在拆除混凝土之前，先把18#块边主梁底部的纵向预应力束张拉50%拉力，以抵消因配载产生的18#块边主梁底部的拉应力。

结构计算分析:按挂篮施加向上的均布荷载(总重219.3 t)，在17#块上施加向下的均布荷载(总重219.3 t)。计算结果:中跨18#块挂篮前端位移上抬4 cm，中跨17#块前端上抬2.6 cm，16#块前端上抬1.8 cm，0#块位置的位移很小，不超过1 mm;中跨18#斜拉索减小15 t 拉力，17#斜拉索减小10 t 拉力，16#斜拉索减小7 t 拉力，0#块根部应力变化±0.1 MPa 以内。计算结果表明，18#块的局部拆除对主塔及主梁的整体结构影响不大。

混凝土拆除的顺序为，先拆除顶板混凝土，纵向从18#块后端往前端拆除，横向从两侧往中心线左右对称拆除，并在17#块上相应的区域配置相同的荷载，边拆除边配载，然后拆除边主梁混凝土，纵向从18#块后端往前端拆除，横向左右对称拆除并在对应的17#块上的①区、②区配置相同的荷载，边拆除边配载，拆除与配载的总荷载误差在10 t 以内。

顶板、边主梁混凝土凿完后，在边主梁上钻孔锚入锚固钢筋，清洗干净，安装主梁钢筋及预应力波纹管，在浇筑混凝土前一小时涂一层界面剂，确保新旧混凝土之间的紧密结合。混凝土浇筑时顶板分为一层浇筑，边主梁分两层浇筑。浇筑顺序在顺桥向从挂篮前端向后端浇筑，在横桥向方向从中心线往边主梁左右对称浇筑。先浇第一层边主梁混凝土，高度浇至顶板底面A 点处，然后浇筑顶板混凝土，最后浇筑边主梁第二层混凝土。为确保混凝土浇筑完成之前先浇的混凝土不初凝，混凝土缓凝时间8～12 h。根据拌和站称量的每盘混凝土的重量，18#块上浇筑混凝土区域对应17#块上的配载不停地进行卸载，保证18#块在处理过程中总荷载累计误差在10 t 以内。

18#块混凝土养生达到4 d 且强度达到设计强度的85%时，先把原来张拉的边主梁底板预应力束回零，再按正常程序完成预应力的张拉。

从开始拆除18#块混凝土到混凝土浇筑结束的过程中，监控方对中跨18#块与边跨18#块的相对高差、主塔塔顶的位移进行观测，同时对斜拉索的索力进行监测，观测、监测结果与结构计算结果基本相符，变化均在允许范围内。

4 总 结

通过对双塔双索面斜拉桥主梁混凝土施工质量缺陷的成功处理，为今后此类桥梁主梁混凝土施工质量缺陷的处理提供参考和借鉴。为了尽量避免今后此类事件的发生，我认为至少要做到以下几点:

(1)提高拌和站控制室操作员的素质，对于责任心不强、不认真仔细工作的操作员不任用，从人员上避免类似事件的发生。

(2)拌和设备控制键的布置应合理，最好是加入防误操作的设计，从设备上避免类似事件的发生。

(3)加强混凝土施工过程中各个环节的巡查、抽检，混凝土施工相关人员发现问题，及时汇报，及时采取正确的处理措施。