先簡(jiǎn)支后連續(xù)箱梁頂板負(fù)彎矩施工質(zhì)量控制

李傳靖

【摘要】本文針對(duì)先簡(jiǎn)支后連續(xù)箱梁頂板負(fù)彎矩施工中存在穿束穿不過(guò)、錨具碎裂、錨頭下錨板處混凝土變形開(kāi)裂、鋼絞線滑絲與斷絲、張拉后預(yù)應(yīng)力筋伸長(zhǎng)量偏差過(guò)大、壓漿不飽滿等問(wèn)題，進(jìn)行原因分析，提出了相應(yīng)的預(yù)防措施和處理方法。

【關(guān)鍵詞】預(yù)應(yīng)力筋;張拉力

0.前言

先簡(jiǎn)支后連續(xù)箱梁在體系轉(zhuǎn)換后，現(xiàn)澆濕接頭處承受著最大的負(fù)彎矩和最大的剪力，是連續(xù)箱梁的關(guān)鍵部位。負(fù)彎矩區(qū)的預(yù)應(yīng)力直接關(guān)系到橋梁的安全和使用壽命，橋面鋪裝的開(kāi)裂也與其有很大的關(guān)系。由于國(guó)內(nèi)施工單位的質(zhì)量意識(shí)和現(xiàn)場(chǎng)管理水平以及施工隊(duì)伍施工水平良莠不齊，先簡(jiǎn)支后連續(xù)預(yù)制箱梁頂板負(fù)彎矩施工很容易產(chǎn)生施工質(zhì)量問(wèn)題。主要有張拉時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼束的伸長(zhǎng)量不足；孔道壓漿不飽滿或局部空洞。本人根據(jù)多年施工經(jīng)驗(yàn)，著重探討頂板負(fù)彎矩施工中極易出現(xiàn)的問(wèn)題及防治處理措施。

1.張拉前理論計(jì)算

張拉施工中采用油壓表讀數(shù)和鋼絞線拉伸量測(cè)定值雙控。施工前確定張拉時(shí)的各項(xiàng)參數(shù)，計(jì)算出預(yù)應(yīng)力筋的理論伸長(zhǎng)量。

1.1張拉力及伸長(zhǎng)量計(jì)算

①預(yù)應(yīng)力平均張拉力計(jì)算公式及參數(shù)：

P=

式中：

P—預(yù)應(yīng)力筋平均張拉力（N）。

P—預(yù)應(yīng)力筋張拉端的張拉力（N）。

L—從張拉端至計(jì)算截面的孔道長(zhǎng)度（m）。

θ—從張拉端至計(jì)算截面的曲線孔道部分切線的夾角之和（rad）。

k—孔道每米局部偏差對(duì)摩檫的影響系數(shù)。

μ—預(yù)應(yīng)力筋與孔道壁的摩檫系數(shù)。

②預(yù)應(yīng)力筋的理論伸長(zhǎng)值計(jì)算公式及參數(shù)：

Δl=PL/（nAE）

式中：

P—預(yù)應(yīng)力筋平均張拉力（N）。

L—預(yù)應(yīng)力筋的長(zhǎng)度（mm）。

A—預(yù)應(yīng)力筋的截面面積（mm2）。

E—預(yù)應(yīng)力筋的彈性模量（N/mm2）。

1.2千斤頂張拉力與對(duì)應(yīng)油表讀數(shù)計(jì)算

根據(jù)校頂數(shù)據(jù)，按線性回歸方程求得千斤頂對(duì)應(yīng)的油表讀數(shù)（油表與千斤頂必須配套使用）。

2.張拉施工常見(jiàn)問(wèn)題成因及防治處理措施

2.1穿束穿不過(guò)

主要原因是預(yù)應(yīng)力波紋管破損漏漿或在施工中被踩、擠、壓癟。防治及處理措施：①波紋管必須具備足夠的承壓強(qiáng)度和剛度。有破損管材不得使用。波紋管連接應(yīng)根據(jù)其號(hào)數(shù)，選用配套的波紋管。連接時(shí)兩端波紋管必須擰至相碰為止，然后用膠布或防水包布將接頭縫隙封閉嚴(yán)密。②澆筑混凝土?xí)r應(yīng)保護(hù)預(yù)應(yīng)力管道，不得碰傷、擠壓、踩踏。發(fā)現(xiàn)破損應(yīng)立即修補(bǔ)。③砼澆筑前將預(yù)應(yīng)力筋穿入孔道，澆筑混凝土開(kāi)始后，派專人抽動(dòng)預(yù)應(yīng)力筋，如發(fā)現(xiàn)堵孔，應(yīng)及時(shí)疏通。④確認(rèn)堵孔嚴(yán)重?zé)o法疏通的，應(yīng)設(shè)法查準(zhǔn)堵孔的位置，鑿開(kāi)該處混凝土疏通孔道。

2.2錨具碎裂

主要原因有兩種：①錨具熱處理不當(dāng)，硬度偏大，導(dǎo)致鋼材延性下降太多，在高應(yīng)力下發(fā)生脆性斷裂。②錨具鋼本身存在裂紋、砂眼、夾雜等隱患或因熱處理淬火、鍛壓等原因產(chǎn)生裂縫源，在受到高應(yīng)力的集中作用裂縫發(fā)展碎裂。防治及處理措施：①加強(qiáng)對(duì)錨夾具的出廠前和工地檢驗(yàn)，錨夾具的技術(shù)要求應(yīng)符合我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《預(yù)應(yīng)力筋用錨夾具和連接器》（GB/T14370-93）類錨具的要求。②有缺欠、隱患或熱處理后質(zhì)量不穩(wěn)定的產(chǎn)品一律不得使用。③若已出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，應(yīng)立即更換有裂縫和已碎裂的錨具。同時(shí)對(duì)同批量的錨夾具進(jìn)行逐個(gè)檢查，確認(rèn)合格后才能繼續(xù)使用。

2.3錨頭下錨板處混凝土變形開(kāi)裂

主要原因有兩種①錨板附近鋼筋布置很密，澆筑混凝土?xí)r，振搗不密實(shí)。②錨墊板下的鋼筋布置不夠、受壓區(qū)面積不夠、錨板或錨墊板設(shè)計(jì)厚度不夠，受力后變形過(guò)大。防治及處理措施：①錨板、錨墊板必須有足夠的厚度以保證其剛度。錨墊板下應(yīng)布置足夠的鋼筋，以使鋼筋混凝土足以承受因張拉預(yù)應(yīng)力索而產(chǎn)生的壓應(yīng)力和主拉應(yīng)力。②澆筑混凝土?xí)r應(yīng)特別注意在錨頭區(qū)的混凝土質(zhì)量，因在該處往往鋼筋密集，混凝土的粗骨料不易進(jìn)入而只有砂漿，會(huì)嚴(yán)重影響混凝土強(qiáng)度。③若問(wèn)題已經(jīng)發(fā)生將錨具取下，鑿除錨下?lián)p壞部分，然后加筋用高強(qiáng)度混凝土修補(bǔ)，將錨下墊板加大加厚，使承壓面擴(kuò)大。

2.4鋼絞線滑絲與斷絲

主要原因有兩種：①錨夾片硬度指標(biāo)不合格，硬度過(guò)低，夾不住鋼絞線或鋼絲；硬度過(guò)高則夾傷鋼絞線或鋼絲，有時(shí)因錨夾片齒形和夾角不合理也可以引起滑絲與斷絲。②鋼絞線的質(zhì)量不穩(wěn)定，硬度指標(biāo)起伏較大，或外徑公差超限，與夾片規(guī)格不相匹配。③鋼絞線在施工過(guò)程中被電弧等外因所傷。防治及處理措施：①錨夾片硬度除了檢查出廠合格證外，在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)進(jìn)行復(fù)檢，有條件的最好進(jìn)行逐片復(fù)檢。②鋼絞線或鋼絲的直徑偏差、橢圓度、硬度指標(biāo)應(yīng)納入檢查內(nèi)容。如偏差超限，質(zhì)量不穩(wěn)定，應(yīng)考慮更換鋼絞線或鋼絲的產(chǎn)品供應(yīng)單位。③在施工過(guò)程中采取有效措施防止電焊等傷及預(yù)應(yīng)力筋。④滑絲斷絲若不超過(guò)規(guī)范允許的數(shù)量，可不預(yù)處理，若整束或大量滑絲和斷絲，應(yīng)將錨頭取下，經(jīng)檢查并更換鋼束重新張拉。

2.5張拉后預(yù)應(yīng)力筋伸長(zhǎng)量偏差過(guò)大

主要原因是①鋼絞線的實(shí)際彈性模量與設(shè)計(jì)采用值相差較大。②孔道實(shí)際線形與設(shè)計(jì)線形相差較大，以致實(shí)際的預(yù)應(yīng)力摩阻損失與設(shè)計(jì)計(jì)算值有較大的差異或?qū)嶋H孔道摩阻參數(shù)與設(shè)計(jì)取值有較大的出入也會(huì)產(chǎn)生延伸率偏差過(guò)大。③初應(yīng)力用值不合適或超張拉過(guò)多。④張拉過(guò)程中錨具滑絲或鋼束內(nèi)有斷絲。⑤張拉設(shè)備未做標(biāo)定或表具讀數(shù)離散性過(guò)大。防治及處理措施：①每批預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)復(fù)驗(yàn)，并按實(shí)際彈性模量修正計(jì)算延伸值。②箱梁澆筑砼時(shí)，預(yù)應(yīng)力管道按規(guī)定可靠固定。并注意保護(hù)管道，不得踩壓，不得將振搗棒靠在管道上振搗，造成管道變形、移動(dòng)、上浮等。③按照預(yù)應(yīng)錨具力筋的長(zhǎng)度和管道摩阻力確定合適的初應(yīng)力值和超張拉值。④檢查和鋼絞線有無(wú)滑絲或斷絲。⑤校核測(cè)力系統(tǒng)和表具。

2.6如張拉后預(yù)應(yīng)力筋延伸率偏差過(guò)大

應(yīng)更換該束，查明原因，重新張拉。

3.孔道壓漿質(zhì)量控制

孔道壓漿是保證預(yù)應(yīng)力實(shí)施有效作用的措施之一(起著防止鋼絞線銹蝕、傳遞應(yīng)力、約束鋼絞線滑動(dòng)、減少預(yù)應(yīng)力松弛等作用)，應(yīng)予以高度重視。目前預(yù)應(yīng)力混凝土灌漿技術(shù)只有兩種:①原始?jí)簼{法；②真空吸漿法。前種方法往往很難保證孔道內(nèi)水泥漿的密實(shí)性,而后種方法是目前改善灌漿密實(shí)性的最佳方案。但是由于受一些條件限制，目前國(guó)內(nèi)使用原始?jí)簼{法施工的仍然很多，下面主要探討一下原始?jí)簼{法的質(zhì)量控制。

3.1壓漿不飽滿的原因

預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁在體系轉(zhuǎn)換施工過(guò)程中，負(fù)彎矩孔道壓漿容易存在不飽滿或局部空洞的現(xiàn)象，主要有以下原因：①灌漿前孔道未用高壓水沖洗，灰漿進(jìn)入管道后，水分被大量吸附，導(dǎo)致灰漿難以流動(dòng)。②孔道中有局部堵塞或障礙物，灰漿被中途堵住；管道排氣孔堵塞，灌漿時(shí)空氣無(wú)法徹底排出。③壓漿工藝問(wèn)題，出漿口沒(méi)有止?jié){開(kāi)關(guān)，在壓漿過(guò)程中沒(méi)有持壓階段或灰漿在終端溢出后持荷繼續(xù)加壓時(shí)間不足，導(dǎo)致了不密實(shí)現(xiàn)象的存在。④在預(yù)制梁段尺寸不準(zhǔn)確，預(yù)制段和現(xiàn)澆段的扁波紋管連接成折線狀(有水平方向折線和豎直方向折線二種)，波紋管處鋼筋又較密，容易使壓漿堵塞；⑤波紋管在混凝土澆筑和箱梁安裝過(guò)程中發(fā)生變形，濕接頭澆注前沒(méi)有對(duì)變形的波紋管進(jìn)行有效的調(diào)整，使壓漿管道的有效空間減??；⑥灰漿配置不當(dāng)。如所有的水泥泌水率高（3h后超過(guò)3%），水灰比大（大于0.5）灰漿離析等。

3.2預(yù)防措施及處理方法

①孔道在灌漿前應(yīng)以高壓水沖洗，除去雜物、疏通和潤(rùn)濕整個(gè)管道。②配置高質(zhì)量的漿液。灰漿應(yīng)具有良好的流動(dòng)速度并不易離析，可摻入適量的減水劑和微膨脹劑，但不得摻入對(duì)管道和鋼束有腐蝕作用的的外摻劑，摻量和配方應(yīng)試驗(yàn)確定。③管道及排氣口應(yīng)通暢。壓漿時(shí)應(yīng)從低處往高處壓（參考?jí)毫?.3~0.5Mpa），待高端孔眼冒溢濃漿后，堵住排氣口持荷（0.5~0.6Mpa）繼續(xù)加壓，待泌水流干后在塞住孔口。④對(duì)管道較長(zhǎng)或第一次壓漿不夠理想的，可進(jìn)行二次壓漿。

4.結(jié)語(yǔ)

在實(shí)際施工過(guò)程中，要加強(qiáng)施工技術(shù)人員的質(zhì)量教育，提高操作人員的責(zé)任心，對(duì)每一道工序都要按照設(shè)計(jì)及規(guī)范要求施工。特別是在箱梁預(yù)制施工時(shí)對(duì)波紋管的定位、砼澆筑時(shí)對(duì)波紋管的保護(hù)、錨墊板位置及此處砼的振搗等加強(qiáng)監(jiān)管。在箱梁后期負(fù)彎矩施工時(shí)會(huì)避免一些質(zhì)量通病的出現(xiàn)，即滿足了施工質(zhì)量要求，也保證了橋梁運(yùn)營(yíng)后的安全性和使用壽命。[科]