杭州灣跨海大橋70米預應力混凝土預制箱梁裂縫控制_ppt

1、xx跨海大橋70 米預應力混凝土預制箱梁裂縫控制發(fā)表 人：xx企業(yè)名稱：xx股份有限公司小組名稱：xx跨海大橋合同項目部 QC 小組時 間： xx目 錄 一、工程概況 七、確定對策 二、小組簡介 八、對策實施 三、選題理由 九、實施效果 四、活動目標十、活動效果 五、現狀調查十一、鞏固措施 六、原因分析十二、今后努力方向一、工程概況xx跨海大橋是國道主干線同三線跨越xx的便捷通道，總投資約 11 8億元。大橋北起嘉興市海鹽鄭家埭，跨越寬闊的xx海域后止于寧波市慈溪水路灣，全長 36 。中鐵大橋局xx跨海大橋合同項目經理部負責540 片 70m預應力混凝土箱梁的預制，運輸和架設。70m箱梁截面為

2、單箱單室，單幅橋主梁頂寬 15.8 米,底寬 6.25 米,梁 低側高4.0 米，高側4.316 米，最大混凝土方量 830 m3 。 70 米箱梁在預制場內預制后存放，橫移，縱移再橫移至出海碼頭前端，運架一體船海上運輸，架設，先簡支架設后墩頂連續(xù)。預制場占地約 163000 平米（約 245 畝）設制梁臺座 8 個,專用存梁臺座 24 個。70 米箱梁重達2180噸,采用海工耐久混凝土。由于xx跨海大橋位于自然條件惡劣地區(qū)，其裂縫控制是質量控制的主要任務之一。70米成品箱梁二、小組簡介為保證70m箱梁達到預制箱梁內實外美的質量要求，配合全橋確保優(yōu)良工程和爭創(chuàng)優(yōu)質工程魯班獎的質量目標，在項目部

3、的倡導下，我們成立了箱梁預制 QC 小組,首次活動針對 “預制箱梁裂縫控制” 展開技術攻關。小組名稱： 中鐵大橋局股份有限公司 xx跨海大橋合同項目部 QC 小組成立時間： 2004 年 6 月 1 日注冊時間： 2004 年 6 月 1 日活動日期： 2004 年 6月-2005 年 6月小組類型： 攻關型小組人數： 17 人平均年齡： 39.6 歲序號姓名年齡性別文化程度職務小組職務TQC 教育時間（小時）應用程度1譚國順52男本科項目經理組長48熟練2趙劍發(fā)43男研究生項目總工副組長48熟練3王發(fā)先57男本科項目副經理副組長48熟練4王貴明39男本科項目副經理副組長48熟練5徐敬淼43男

4、本科工程部長組員48熟練6徐懷安50男本科項目副總工組員48熟練7熊守富34男本科項目副總工組員48熟練8戴友保41男中專試驗室主任組員48熟練小組成員：序號姓名年齡性別文化程度職務小組職務TQC 教育時間（小時）應用程度9周紅霞30女中技試驗技師組員48熟練10楊文樹25男大專助理工程師組員48熟練11程長江48男高中質檢員組員48熟練12杜國慶45男大專作業(yè)隊長組員48熟練13何之道43男初中施工員組員48熟練14梁正樂38男初中混凝土工組員48熟練15劉云艷41女大專工程師組員48熟練16崔立25男本科見習生組員48熟練17楊釗19男中專見習生組員48熟練小組成員（續(xù)）：三、選題理由目前

5、，建橋技術朝著大跨徑、大體積、整體預制和整體吊裝方向發(fā)展，特別是由于跨海大橋的建造，其獨特的海洋環(huán)境和設計使用壽命的提高，對混凝土提出了新的更高要求，尤其是結構耐久性的要求顯得尤為重要。xx跨海大橋 70 米箱梁使用的是 C50 高性能海工耐久混凝土，它需要摻入除水泥以外的其它一些膠凝材料如礦粉，粉煤灰，甚至硅灰等；需要使用性能更優(yōu)的外加劑，以及低水膠比也正是由于這些要求使得混凝土薄壁箱梁在施工過程中更容易產生裂縫。裂縫無疑是對海工混凝土的耐久性及橋梁使用壽命極大的威脅。為此，我們針對xx跨海大橋 70m箱梁，在施工伊始就對裂縫問題引起了高度的重視。四、現狀調查1 、施工過程中二種主要裂縫收縮

6、裂縫溫度裂縫2、我們調查了有關資料，并結合多年的施工經驗，分析裂縫表現形式如下：塑性沉降：澆注過程中，處于塑性狀態(tài)下的混凝土在重力作用下進一步密實，此時混凝土粘附在模板表面或鋼筋上，就會產生水平裂縫本文對此不作重點討論。塑性收縮：新澆注混凝土表面暴露于空氣中，由于風干或蒸發(fā)作用使水分脫離混凝土表面進入空氣，水分從構件內部遷移到表面的速率低于表面水分損失的速率，則表面會發(fā)生干燥，此時，新澆混凝土的抗拉能力幾乎為零，塑性收縮就容易出現。高性能混凝土（ HPC ）泌水少，水膠比低，更容易產生這方面的問題。外部干燥：是由于表面水份散失造成的，在混凝土剛澆注的數月內，一般不會出現，它可以通過良好的配合比

7、設計來解決。自身收縮：這是內部干燥引起的，在水泥漿凝固和形成剛性骨架后，繼續(xù)進行的水化反應消耗水，反應產物的體積小于參與反應物的總體積，導致孔隙中水發(fā)生干燥，此時產生收縮力，導致拉應力裂縫，這一般在混凝土凝結一天內最為強烈。低水膠比的混凝土反應會更為顯著。溫度裂縫：此問題非常復雜。當溫度升高或降低時，混凝土發(fā)生膨脹或收縮，結構的體積變化受到約束，應力就會出現，它與水化熱產生的結構內部溫度峰值有很大關系，特別是彈性模量的變化等。施工時應設法減少約束，如底模、側模表面涂潤滑劑等，并控制體內與體表溫差或體表與環(huán)境溫差。如果體內外溫差超過 1520 就可能產生裂縫。2 、以前箱梁施工常見裂縫對照分析：

8、箱梁頂板裂縫：此種裂縫一般產生在混凝土澆注完畢 12h24h箱梁翼緣板橫向裂縫：主要指翼緣板，一般在幾天內或模板拆除一天內即會出現，這是在硬化階段形成的溫度應力裂縫。此類裂縫嚴重時會貫穿翼緣板，有時從頂板向下滲水，非常明顯。箱梁腹板內外側豎向裂縫：此類裂縫大約出現在 3 天左右，此類裂縫也是由于箱內混凝土溫度達最高點后，然后開始下降，由于體內外的溫差變化，混凝土體積變小，但由于受模板特別是不規(guī)則的內模如變截面、鋸齒塊等各方面的約束，不能自由收縮引起的此時混凝土的強度、彈模均較低，特別是混凝土的抗拉強度不足以抵抗由于體內溫度變化引起的混凝土的拉應力，致使箱梁腹板內、外側產生裂縫。3 、前期預制箱

9、梁裂縫情況統(tǒng)計： 1 ）我們對已預制的二片箱梁作了詳細調查，裂縫共計 89 條，統(tǒng)計數據如下：項目名稱條數備注收縮裂縫55溫度裂縫34統(tǒng)計89 2 ）為確定活動主要目標方向，突出工作重點，我們根據以上調查數據進行統(tǒng)計分析，做出統(tǒng)計表及排列圖如下：統(tǒng)計表項目名稱 頻數 頻率累計頻率收縮裂縫 5561.8061.80溫度裂縫 34 38.20100.00排列圖4 、第一片箱梁裂縫情況：五、活動目標1 、目標設定（ 1 ）有效控制箱梁表面裂縫，預應力部位不允許有裂縫，非預應力部位裂縫0.1mm ，確?；炷聊途眯詽M足設計要求。（ 2 ）我們必須達到公司向業(yè)主承諾的分項工程合格率 100 ，分部工程優(yōu)

10、良率 95 以上（含 95 ），單位工程優(yōu)良率 90 以上的質量目標確保優(yōu)良工程，力爭優(yōu)質工程魯班獎。（ 3 ）施工人員素質提高一個檔次，為今后的發(fā)展打下良好的基礎。2 、目標論證：（ 1 ）混凝土裂縫主要是施工過程、原材料及混凝土養(yǎng)護方面的原因造成的，對此只要加強施工過程控制，強化質量管理，嚴格控制進場材料質量，就會大大消除此方面的影響。另一方面的原因是周圍環(huán)境變化及施工方案不當。初凝階段失水發(fā)生塑性收縮裂縫，混凝土早期失水養(yǎng)護不當發(fā)生干縮裂縫，后期移運、安裝過程中也可能發(fā)生裂縫。因此如何控制砼裂縫，減少裂縫造成的有害影響，對提高砼內在質量確保砼耐久性是十分重要的一環(huán)。在砼裂縫中收縮裂縫、溫

11、度裂縫是其中的重點，本活動中應重點進行控制。（ 2 ）xx項目部是由有豐富施工和現場管理經驗的項目經理，總工、質檢員、技術員、施工員組成的，有完整的質量保證體系和專業(yè)化的橋梁施工隊伍。 QC 小組成員由有多年施工實踐經驗的老工程技術人員和年輕的大學生組成，具備豐富的實踐經驗和創(chuàng)新能力。經全體成員對現狀進行認真分析， 裂縫控制雖然難度很大，但通過優(yōu)化施工方案，科學管理，嚴格按照工藝要求施工，完全有達到目標的能力。六、原因分析1 理論分析： 大體積混凝土裂縫中主要是因溫差和收縮而產生的。高強度的混凝土其負面效應最突出的是混凝土收縮裂縫。因為彈性模量高，在相同變形下，會引起較高的拉應力，其徐變能力低

12、，應力松弛量較小，抗裂性能相對較差，所以容易產生裂縫。2 綜合分析： 我們利用關聯圖來尋找造成混凝土裂縫的原因 (參見下圖)： 關聯圖：混凝土裂縫混凝土振搗質量差混凝土拌制質量不穩(wěn)定早期預應力不及時早期強度增長慢混凝土離析膠凝材料總量過大配合比設計性能差收漿及養(yǎng)護不夠水膠比過大膠凝材料組成不當攪拌時間不當原材料計量不準溫度控制不當過振分層不當養(yǎng)護材料不當養(yǎng)護方法不當收漿時間和方法不當內模拆除緩慢穿索緩慢下料順序不當3.要因確認：1 ）混凝土配合比問題2 ）混凝土生產質量不穩(wěn)定3 ）混凝土振搗質量差4 ）混凝土收漿抹面和養(yǎng)護不夠5 ）混凝土早期預應力實施不及時序號要因目標措施地點完成時間負責人1

13、混凝土配合比的問題謀求一個經濟、工作性能和力學性能良好的合理配合比優(yōu)化混凝土配合比試驗室2004931戴友保2混凝土生產質量不穩(wěn)定生產出質量穩(wěn)定的高性能海工混凝土加強混凝土拌制質量控制現 場2005131熊守富3混凝土振搗質量差避免由于混凝土振搗方面的原因產生的結構裂縫嚴格執(zhí)行灌注和振搗工藝，防止后灌混凝土進入初凝狀態(tài)后繼續(xù)振搗現 場2005430徐懷安4混凝土收漿抹面和養(yǎng)護不夠減少因失水產生的塑性收縮裂縫，防止內外溫差產生的溫度裂縫采用振動橋提漿整平、二次收漿工藝、針對不同的部位采取不同的養(yǎng)護方式現 場2005430王發(fā)先5混凝土早期預應力實施不及時避免由于混凝土早期預應力實施不及時造成的裂

14、縫采用低強早期張拉工藝現 場20041130趙劍發(fā)七、確定對策根據以上要因分析，結合工程實際情況，有針對性地制定預防措施如下表所示:八、對策實施根據對策表中的措施，由相應的責任人負責、組長、副組長監(jiān)督執(zhí)行，并在預定的日期內完成。實施對策 1 ：針對混凝土配合比的問題優(yōu)化混凝土配合比：海工耐久混凝土的設計，包括混凝土的原材料的選用和配比優(yōu)化設計原則，除滿足強度等級、水膠比、膠凝材料用量、含氣量、工作性能等普通混凝土的要求外，還應滿足混凝土抗裂性和抗氯離子滲透性的要求。在配合比設計階段：首先要控制原材料的配合比，高度重視配合比的設計工作，盡量避免早強、超強。配合比設計應遵循：試配階段應進行抗裂性能

15、的對比試驗，并從中優(yōu)選出抗裂性能良好的混凝土配合比，還要進行混凝土彈模、不同齡期自由收縮和徐變等試驗。為提高混凝土的結構耐久性，改善混凝土配合比應遵循的一般原則如下：選用質量穩(wěn)定并有利于改善混凝土抗裂性能的水泥等原材料。控制膠凝材料的總用量或膠凝材料總的熱量，并設法將水化熱的溫度峰值朝后推，即推遲水化熱溫度峰值到來的時間。適當降低混凝土的水膠比。實施 2 ：針對混凝土生產質量不穩(wěn)定方面的要因 、原材料的計量控制從混凝土生產過程控制要點入手： 粗、細集料稱重的允許偏差控制在規(guī)范規(guī)定的范圍內。、加料順序的控制 混凝土生產時，先加入粗細集料、水泥、摻合料、水攪拌一定時間后，再加入外加劑，以充分發(fā)揮外

16、加劑的作用。攪拌時間的控制、混凝土攪拌時間的控制以達到生產優(yōu)質高性能混凝土的目的，海工混凝土拌合時間也要比普通混凝土的拌和時間稍長一些，這是因為海工耐久混凝土比較脆弱，波動性較大。、混凝土關鍵溫度控制 控制混凝土的入模溫度，不宜超過 28 ，不應大于 30 ；混凝土與接觸物表面的溫差不大于 15 ；大體積混凝土入模后 30 分鐘的最大溫升應小于 30 ；混凝土的初始溫度及出機溫度應控制在 5 28 之間。實施 3 ：針對混凝土振搗質量問題的要因加強混凝土振搗作業(yè)質量，避免由于振搗問題造成的混凝土裂縫。混凝土灌注入模下料要均勻，注意與振搗相配合。操作插入式振動器時應快插慢拔，振動棒移動距離應不超

17、過振動棒作用半徑的 1.5 倍（約 40cm），每點振動時間約 20s 30s，振動時振動棒上下略為抽動，振動棒插入深度以進入前次灌注的混凝土面層下 50 100mm 為宜。實施 4 ：針對混凝土收漿抹面和養(yǎng)護不夠的要因收漿抹平：橋面混凝土必須執(zhí)行兩次以上的收漿抹平工藝，以防表面裂縫和不平整。及時養(yǎng)護：控制裂縫產生的另一個措施就是良好的養(yǎng)護,等待凝固的時間正是混凝土對塑性收縮裂縫最敏感的時間。因此，需要及時養(yǎng)護。盡量減少暴露：對于海工耐久混凝土，施工時應盡量減少混凝土暴露的工作面和暴露時間，澆注完后應立即抹平進入養(yǎng)護程序。我們養(yǎng)護采取的一般措施有：1)初凝前對混凝土面噴霧；2)建擋風設施； 3

18、)在抹面操作過程中，對還未來得及抹面的混凝土用塑料薄膜覆蓋；4)使用養(yǎng)護劑；5)進行二次抹面6）選擇養(yǎng)護材料：選擇保水性能好的粗麻布織物,工程織物（如土工 布），液體膜形成劑或者棉織墊層材料，對此許多技術規(guī)范有相關的規(guī)定，xx跨海大橋 70m箱梁預制采用的是比較好的土工布與養(yǎng)護劑相結合的措施。7）控制好養(yǎng)護開始時間：在澆注完畢后立即進行覆蓋保溫,對于所有暴露的沒有模板覆蓋的表面包括箱內底板頂面，在不影響混凝土表面質量的情況下應盡早覆蓋養(yǎng)護材料。對箱梁混凝土頂板，在澆注完并收漿抹平之后，立即覆蓋養(yǎng)護毯或麻布織物，并在搭接處有足夠的重疊，以形成有效的防干燥密封空間，然后立即澆水保濕（冬天除外），并

19、在整個 7 天養(yǎng)護期內保持濕潤狀態(tài)。在混凝土沒有初凝之前，橋面應鋪設木板等保護材料，以防止損壞混凝土表面。灑水養(yǎng)護宜用自動噴水系統(tǒng)或噴霧器，保濕養(yǎng)護應不間斷，不得形成干濕循環(huán)，同時應根據氣溫情況，掌握適當的時間間隔，在養(yǎng)護期內保持表面潮濕，如氣溫低于 5 時應覆蓋保溫，不得澆水養(yǎng)護，養(yǎng)護工作至少應持續(xù)到預應力張拉完為止。8）側翼模及內模拆模后養(yǎng)護以噴灑養(yǎng)護劑為主，也可立即采用不間斷的澆水養(yǎng)護。實施 5 ：針對混凝土早期預應力實施不及時的要因采用低強早期張拉的工藝：為防止箱梁混凝土早期出現裂縫，理論上來說初張是越早越好，但考慮到混凝土早期強度和彈性模量的不足，錨下應力過大容易造成錨下混凝土局部開

20、裂。我們控制初張拉時混凝土的強度不小于 25Mp，彈模不小于 18.8GPa，初張拉控制力按箱梁腹板設計索力的 30% 控制。 另外，由于內模、鋸齒塊和變截面段混凝土收縮產生約束作用，為了保證初張拉的有效應力，因此初張拉必須在內?？焖俨鸪蠓娇蛇M行。DAPC完成第一個循環(huán)九、實施效果序號裂縫種類裂縫部位數量1收縮裂縫橋面裂縫153溫度裂縫腹板（通風孔處）11 、 經過對策實施后,在2005 年 2月份，對采取措施后生產的片箱梁進行裂縫檢查,其檢查情況見下表:針對結果進行原因分析原因分析一機人料法環(huán)橋面收縮裂縫操作不熟練熟練工人少責任心強質量意識淡漠塑料搓板搓漿效果差塌落度較大富余漿體多抹面時

21、間不恰當收搓力度不夠海邊風大失水快橋面寬闊技術交底不清原因分析二沒有準備堵孔材料料人責任不心強經驗不足堵孔不及時技術交底不清箱內外溫差大形成風洞效應法環(huán)通風孔裂縫、要因確認序號末端原因確認情況要因確認質量意識淡漠責任心不強質量宣傳，質量教育不夠是操作不熟練技術交底不清培訓時間不夠，技術交底不到位是塑料搓板搓漿效果差沒有準備木搓板否抹面時間不恰當收搓力度不夠表面浮漿存在是海邊風大失水快邊覆蓋邊出現裂紋是箱內外溫差大形成風洞效應通風處出現裂紋是塌落度較大富余漿體多有富余浮漿的表面而出現裂紋否、對策及措施序號要因目標對策及措施負責人完成日期質量意識淡漠責任心不強提高質量意識曾強責任感建立健全質量管理

22、制度實行經濟掛鉤措施趙劍發(fā).操作不熟練技術交底不清操作人員應明確質量目標編寫詳細的交底材料，層層交底徐懷安熊守富.抹面時間不恰當收搓力度不夠表面搓毛加大搓抹力度實行次收漿楊文樹.海邊風大失水快及時覆蓋針對不同氣溫利用收漿平臺覆蓋杜國慶何之道.通風孔形成風洞及時堵孔拔出通風孔模板后用棉紗或者海綿堵孔程長江.實施措施：針對質量意識淡泊責任心不強制定質量管理制度，交全體人員學習。與協(xié)力隊簽定合同時，明確質量目標，明確賞罰金額。賞罰落實到人實施措施：針對操作不熟練技術交底不清編寫詳細實用技術交底材料層層交底，相互觀摩學習實施措施：針對搓漿效果差實行二次收漿搓抹后不得有富余漿體實施措施：針對覆蓋保溫保濕利用收漿平臺及時覆蓋， 覆蓋后噴水保濕，防止失水實施措施：針對通風孔處的的裂縫拔出通風孔模板后用棉紗或者海綿堵孔，防止竄風十、活動效果第二次PDCA循環(huán)后年月初隨機抽取兩片箱梁檢查裂縫見下表：序號