預(yù)應(yīng)力梁板施工質(zhì)量通病分析與防治

王 浩

(黑龍江省高速公路建設(shè)局)

預(yù)應(yīng)力梁板施工質(zhì)量通病分析與防治

王 浩

(黑龍江省高速公路建設(shè)局)

摘 要:對(duì)橋梁預(yù)應(yīng)力梁板施工中常見的質(zhì)量問題進(jìn)行了總結(jié)，分析其產(chǎn)生的主要原因及預(yù)防措施，并提出了有效的處治方法。

關(guān)鍵詞:預(yù)應(yīng)力;質(zhì)量通病;梁板;分析;防治

隨著預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)、計(jì)算理論的不斷完善和施工工藝的逐步成熟，預(yù)應(yīng)力技術(shù)已廣泛應(yīng)用于公路橋梁的各種結(jié)構(gòu)中。根據(jù)多年從事公路橋梁施工的實(shí)踐，就預(yù)應(yīng)力梁(板)的施工過程中存在的一些問題進(jìn)行分析和采取相應(yīng)的預(yù)防措施，對(duì)其進(jìn)行歸類分析，并提出相應(yīng)的防治措施。

1 張拉前梁(板)底板跨中附近出現(xiàn)橫、豎向裂縫

主要是由制梁臺(tái)座在灌注混凝土?xí)r或之后出現(xiàn)了不均勻沉降引起的。有些施工單位不重視制梁臺(tái)座的地基處理，或在灌注混凝土前沒對(duì)制梁臺(tái)座進(jìn)行預(yù)壓，很容易出現(xiàn)不可挽救的質(zhì)量問題。某高速公路某大橋?yàn)?4×30 mT型梁橋，因制梁臺(tái)座在T梁灌注前未進(jìn)行預(yù)壓，結(jié)果前期灌注的4片T梁在拆模后全部在梁底跨中附近出現(xiàn)裂縫，直接導(dǎo)致這4片T梁全部報(bào)廢，造成了較大的經(jīng)濟(jì)損失。后經(jīng)測(cè)量，此4個(gè)制梁臺(tái)座最大沉降達(dá)8 cm。

所以，如果梁(板)是在預(yù)制場(chǎng)預(yù)制，制梁臺(tái)座地基應(yīng)用砂包做預(yù)壓處理;如果是在鋼管支架上預(yù)制或現(xiàn)澆，應(yīng)清除支架地基的浮土，大致整平、夯實(shí)，并做好排水工作，鋼管架立柱下應(yīng)放置枕木或條石。最后，鋼管架還要做預(yù)壓處理。

2 空心板或箱梁內(nèi)模上浮，甚至造成鋼筋骨架上移

這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，主要是由于內(nèi)模沒固定牢固，澆筑混凝土?xí)r，內(nèi)模經(jīng)振搗成流塑狀態(tài)混凝土的浮力作用下，自身向上浮起，嚴(yán)重時(shí)還能夠托起鋼筋骨架。

為了阻止內(nèi)模上浮，可在側(cè)模頂部的梁板斷面方向?qū)ΨQ焊接兩組限位槽，然后把槽鋼或方木放進(jìn)限位槽作為頂壓橫梁與側(cè)模固定，這樣通過安設(shè)于橫梁下方的壓件即可阻止內(nèi)模上浮。至于橫賂間距可視具體情況而定，對(duì)于固定式鋼木內(nèi)模一般為2～3 m。這種防浮裝置僅需設(shè)置4～5套即可，然后隨著澆筑段的前移依次拆后移前，重復(fù)使用。

3 張拉后空心板端部截面的頂、底板出現(xiàn)豎向微裂縫

主要是由于空心板端部橫向配筋較弱引起的。某高速公路一座大橋?yàn)?×16 m后張預(yù)應(yīng)力空心板梁，此橋上部用跨上預(yù)制橫移的方法施工，空心板在張拉后發(fā)現(xiàn)端部截面的頂、底板在中間附近出現(xiàn)豎向微裂縫，長(zhǎng)度達(dá)20 cm、寬達(dá)1 mm。經(jīng)檢查混凝土強(qiáng)度及鋼筋強(qiáng)度均達(dá)標(biāo)，預(yù)應(yīng)力張拉力控制良好，施工順序恰當(dāng)，而且此種情況在其他工程項(xiàng)目也較為常見。后來加強(qiáng)了空心板端部1 m范圍內(nèi)的橫向鋼筋后，此種情況消失。

4 預(yù)應(yīng)力筋孔道漏漿，致使張拉壓漿受阻

孔道漏漿在采用半剛性波紋管成孔時(shí)較為常見。對(duì)于先穿束后澆筑的梁板，致使預(yù)應(yīng)力筋在張位前不能自身活動(dòng)，張位后壓漿困難;對(duì)行澆筑后穿束的梁板，致使穿束困難，甚至根本穿不進(jìn)力筋。為了避免孔道漏漿，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。

(1)用于制作波紋管的鋼帶應(yīng)符合現(xiàn)行有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，其厚度應(yīng)根據(jù)管道直徑、形狀、鋼束設(shè)置時(shí)間而定，一般不宜小于0.3 mm。

(2)除進(jìn)場(chǎng)后的有關(guān)檢驗(yàn)外，安裝波紋管時(shí)需要、再次對(duì)其外觀進(jìn)行全面詳細(xì)的檢查，要求無孔洞和不規(guī)則的折皺。咬口寬度均勻，無開裂和脫扣現(xiàn)象。

(3)波紋管的接頭連接管應(yīng)采用大一個(gè)直徑級(jí)別的同類型管道，其長(zhǎng)度宜為被連接管道內(nèi)徑的5～7倍，同時(shí)不小于40 cm。在接頭處宜設(shè)置2處定位鋼筋使其定位準(zhǔn)確，以免角度變化導(dǎo)致波紋管道不圓順，造成穿束困難，最后把連接管道兩端纏緊密以防漏漿。

(4)對(duì)在澆筑混凝土之前穿束的孔道，應(yīng)注意兩點(diǎn):第一，預(yù)應(yīng)力筋安裝完畢后，應(yīng)再次對(duì)波紋管進(jìn)行詳細(xì)檢查，以查出穿束時(shí)可能被損壞的管道，并及時(shí)進(jìn)行修復(fù);第二、在澆筑混凝土中，應(yīng)每隔1 h拖拉一次預(yù)應(yīng)力筋直至澆筑完成后1～2 h為止。

(5)采用圓形波紋管成孔時(shí)，宜采用“先澆筑、后穿束”方法。具體做法是:在澆筑混凝土前先把直徑稍小于波紋管內(nèi)徑的高密度聚乙烯管(塑料管)穿入其中，澆筑中每隔1～2 h往復(fù)拖拉幾次，澆筑完畢后即抽出塑料管，張拉前再穿入力筋。這樣不但能夠避免漏漿頁(yè)堵塞孔道，還能有效避免壓漿前預(yù)應(yīng)力筋在孔道中長(zhǎng)時(shí)間放置而生銹。

(6)澆筑混凝土?xí)r，振動(dòng)棒切勿觸及波紋管道。

5 張拉時(shí)工作夾片與鋼絞線互相刮損

主要原因是工作夾片與限位板型號(hào)不配套。當(dāng)千斤頂拉出鋼絞線時(shí)，工作夾片跟著后退，退到后面的限位板后夾片找開，鋼絞線被順利拉出，當(dāng)限位板的限位值相對(duì)夾片偏小時(shí)，工作夾片張開的量不夠，工作夾片于是與鋼絞線互相刮損，這種情況會(huì)磨損工作夾片的刻絲，導(dǎo)致鋼絞線滑絲，出現(xiàn)質(zhì)量事故。

6 施加預(yù)應(yīng)力時(shí)，伸長(zhǎng)值超出規(guī)定范圍

《橋規(guī)》規(guī)定，預(yù)應(yīng)力筋采用應(yīng)力控制方法張拉時(shí)，應(yīng)以伸長(zhǎng)值進(jìn)行校核(即所謂“雙控”)，實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)值與理論伸長(zhǎng)值的差值應(yīng)控制在±6%以內(nèi)。但在實(shí)際操作過程中伸長(zhǎng)值超限問題時(shí)有發(fā)生。其原因除張拉機(jī)具本身有問題需再次標(biāo)定外，多數(shù)是與計(jì)算人員分析考慮不周、引用數(shù)據(jù)不當(dāng)有關(guān)，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

(1)實(shí)際伸長(zhǎng)值未考慮千斤頂部分力筋的伸長(zhǎng)量(簡(jiǎn)稱頂內(nèi)伸長(zhǎng)量)，導(dǎo)致實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)值偏大。

(2)未考慮張拉過程中力筋和夾片的內(nèi)縮量，導(dǎo)致實(shí)測(cè)值偏大。通常每張拉端張拉階段內(nèi)縮值達(dá)3 mm，若為兩端張拉，其實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)值要減去6 mm才是真正伸長(zhǎng)值。

(3)對(duì)于曲線預(yù)應(yīng)力筋或長(zhǎng)度超過25 m的直線預(yù)應(yīng)力筋，計(jì)算理論伸長(zhǎng)值時(shí)未考慮曲線孔道及孔道局部偏差的摩阻影響，使理論伸長(zhǎng)值偏大。

(4)初應(yīng)力選擇不當(dāng)，使實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)值偏大。一般人們不管力筋和短、孔道曲直等情況，均把初應(yīng)力選為10%δcom(δcom為張拉控制應(yīng)力)，這是不妥當(dāng)?shù)?，因?yàn)榇藭r(shí)各鋼束松緊程度不一定相同。具體初應(yīng)力選擇多大，應(yīng)經(jīng)試?yán)_定。具體方法是:假若3倍初應(yīng)力時(shí)的伸長(zhǎng)值(ΔL300)之差小于2倍初應(yīng)力與初應(yīng)力時(shí)的伸長(zhǎng)值之差，那么初應(yīng)力數(shù)值還應(yīng)提高一級(jí)，直至兩者相等或相關(guān)極小為止。根據(jù)具體情況，初應(yīng)力可選為δcom的10%、15%、20%、25%等幾個(gè)等級(jí)。

(5)彈性模量(Ep)取值不準(zhǔn)，致使理論伸長(zhǎng)值失真。每批預(yù)應(yīng)力鋼材進(jìn)場(chǎng)后，應(yīng)按實(shí)際檢驗(yàn)報(bào)告書不確定的彈性模量取值，不能套用規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)或經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。比如說鋼絞線，經(jīng)試驗(yàn)得出Ep=1.95×105MPa，那么理論伸長(zhǎng)值就縮短了5.1%，實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)量自然容易超出±6%的范圍了。

(6)由于預(yù)應(yīng)力鋼束產(chǎn)生斷絲、滑絲現(xiàn)象，致使其余力筋應(yīng)力增大，伸長(zhǎng)值增加。

7 伸縮縫處梁板封錨(端)混凝土不很規(guī)則

先封錨后吊裝的梁板吊裝完成后，端部邊線總是不很規(guī)則，呈鋸齒形或“長(zhǎng)城”形。這給伸縮裝置的安裝和伸縮縫的正常使用帶來了極大的麻煩:首先梁端不是一條直線，縫寬極不均勻，有的甚至達(dá)不到伸縮縫寬度要求或根本沒有間隙;其次，預(yù)埋伸縮縫鋼筋或前或后，不成直線排列，致使伸縮裝置難以安裝。這一點(diǎn)斜橋上表現(xiàn)得更為明顯。為了避免這個(gè)問題發(fā)生，可采取先吊裝后封錨的方法，至于臺(tái)帽背墻是在吊裝前還是在吊裝后澆筑，可根據(jù)梁板形式、施工難易情況具體決定。

8 張拉時(shí)錨下混凝土因局部受壓被壓裂

這種現(xiàn)象在各個(gè)項(xiàng)目中都比較常見，主要原因是錨下混凝土不密實(shí)或錨下混凝土配筋不足。預(yù)應(yīng)力梁(板)的腹板一般比較薄，而錨固區(qū)的鋼筋又很密，如果混凝土中碎石粒徑偏大或者振搗不好，很容易出現(xiàn)混凝土不密實(shí)的情況。所以，除了要控制好碎石級(jí)配外，還要嚴(yán)格控制碎石的最大粒徑。同時(shí)，在振搗錨固區(qū)的混凝土?xí)r，可以換成小一型號(hào)的振搗棒振搗或加長(zhǎng)底(側(cè))模振搗器的震動(dòng)時(shí)間。另外，設(shè)計(jì)人員在錨下一般只設(shè)計(jì)了螺旋形配筋或鋼筋的其中一種，根據(jù)施工實(shí)際情況應(yīng)同時(shí)采用兩種鋼筋，能圈套的提高錨下混凝土的局部承壓能力。

9 梁板起拱度較大，影響橋面厚度

預(yù)應(yīng)力梁板張拉后均有不同程度的起拱，為了不影響橋面鋪裝厚度，在制作臺(tái)座時(shí)應(yīng)當(dāng)按照設(shè)計(jì)要求設(shè)置相應(yīng)的下拱度;若圖紙中未加說明，則應(yīng)按彈性曲線方程計(jì)算出起拱度后再設(shè)置。盡管做了上述處理，在實(shí)際施工中仍然會(huì)有因起拱過大而影響橋面厚度的情況，這主要是由以下幾方面原因造成的。

(1)張拉時(shí)混凝土強(qiáng)度未達(dá)到設(shè)計(jì)要求，致使梁板剛度降低。

(2)張拉后放置時(shí)間過長(zhǎng)，沒有及時(shí)進(jìn)行壓漿和安裝。

(3)千斤頂校驗(yàn)精度不夠，實(shí)際張拉力往往偏大，表現(xiàn)在實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)值總是大于理論伸長(zhǎng)值，呈現(xiàn)正誤差。

(4)臺(tái)座上雖然設(shè)有反拱，但模板安裝時(shí)頂部仍然是一條直線，沒有跟著很下?lián)?，?shí)際上只是梁板中部加高了一個(gè)上撓值。

(5)梁板本身處于凹型豎曲線上，即使在臺(tái)座、側(cè)模上設(shè)有下?lián)隙?，也未考慮弓矢高對(duì)其標(biāo)高的影響。比如40 m梁處于8 000 m的凹型豎曲線上，僅其弓矢高值就達(dá)2.5 cm。

實(shí)際施工中，除應(yīng)注意上述幾點(diǎn)外，尚應(yīng)及早預(yù)制梁板，并應(yīng)在下部墩臺(tái)施工時(shí)完成部分梁板的預(yù)加應(yīng)力工作，然后根據(jù)實(shí)際起拱度大小決定是否需要變更墩臺(tái)標(biāo)高。這樣，既保證了橋面厚度，又避免了變更橋面縱斷高程帶來的麻煩。

10 結(jié)語

預(yù)應(yīng)力技術(shù)在我國(guó)得到了廣泛的應(yīng)用，但對(duì)于部分施工企業(yè)來說，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的運(yùn)用和掌握并不十分熟練，往往存在一些不足或錯(cuò)誤。這就要求我們應(yīng)善于發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)改正問題，從而更好的應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)。

中圖分類號(hào):U445.7

C

1008-3383(2011)06-0171-01

收稿日期:2011-03-13