淺談先張法預(yù)應(yīng)力空心梁底板裂縫的防治措施

摘要：文章主要闡述了先張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心板橋梁空心板梁底裂縫形成的原因及防治措施，供同行參考及借鑒。

關(guān)鍵詞：先張法；預(yù)應(yīng)力；混凝土空心板；裂縫成因；防治措施

中圖分類號：U445.71 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006—8937（2012）23—0157—02

我國橋梁科技的日益發(fā)展以及施工裝備技術(shù)水平的提高，使預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工技術(shù)得到了普及，先張法混凝土空心板橋梁建設(shè)也日益的增加，空心板的生產(chǎn)也朝著規(guī)?；⒐S化生產(chǎn)了。但在施工過程中，由于各種環(huán)節(jié)的控制沒有嚴格的到位等其他方面的原因，使得預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土橋梁的缺陷也一并暴露出來了，其中危害最大而又最常見的質(zhì)量缺陷就是裂縫，而混凝土最主要的缺點就是抗拉能力差，容易開裂，很多的工程實踐及理論研究結(jié)果得出，很多混凝土結(jié)構(gòu)都是帶裂縫工作的。有些裂縫在使用中或因各種物理化學(xué)因素的作用使裂縫不斷產(chǎn)生，發(fā)展擴大從而引起混凝土碳化，鋼筋保護層剝落，鋼筋、鋼絞線腐蝕，導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力損失，使混凝土強度和剛度受到削弱，耐久性降低，結(jié)構(gòu)物使用壽命縮短，給人民群眾的生命安全帶來隱患。

下面筆者就在工作中整理的監(jiān)理經(jīng)驗淺談一下在先張法預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土空心板橋梁中空心板底板部位出現(xiàn)裂縫的成因和防治，以供橋梁工程技術(shù)人員同行參考。

1 設(shè)計原因及防治措施

①設(shè)計斷面不足，寬度尺寸偏大。如一般薄壁式空心板底板寬度設(shè)計為1.0～1.2 m，底板厚為0.12 m。而有的年輕設(shè)計人員往往是從大學(xué)畢業(yè)就直接分到設(shè)計單位，搞的是純理論化的設(shè)計，往往不考慮工程施工過程當(dāng)中的可行性和可操作性。例如某省道二級公路大橋中20 m先張法預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土空心板的設(shè)計，在施工當(dāng)中就往往使底板混凝土難以從兩邊振搗到底板中部。

②設(shè)計計算當(dāng)中的結(jié)構(gòu)計算時漏算或部分沒有計算。計算的模型，結(jié)構(gòu)受力假設(shè)理論與實際受力不一致，荷載少算或漏算，結(jié)構(gòu)安全系數(shù)不夠，內(nèi)力分配筋計算錯誤，鋼筋布置錯誤或設(shè)置偏少也既是相應(yīng)的鋼筋間距過大，結(jié)構(gòu)剛度不足，構(gòu)造處理欠妥，設(shè)計圖紙技術(shù)交底不清。又例如某省道二級公路大橋高架橋當(dāng)中的空心板中間部位的箍筋間距為0.2 m有點偏大，而往往同類型空心板橋梁中部箍筋間距一般為0.15 m。又如某省有一座20 m先張法預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土空心板橋梁在經(jīng)業(yè)主請省內(nèi)知名橋梁專家會診部分空心板底板縱向裂縫質(zhì)量缺陷時，專家組都認為該橋設(shè)計圖紙為八十年代淘汰的設(shè)計圖紙，到現(xiàn)在還在套用，而我們的交通主管部門一直都在提倡采用新方案、新材料、新技術(shù)，我們施工單位所拿到手上的設(shè)計圖紙卻都還沒有緊跟時代步伐，與時俱進。這樣一來，還讓施工單位如何去采用新方案、新材料、新技術(shù)，施工單位又如何建設(shè)出精品工程、樣板工程，我想施工單位也最多只能做出合格的工程了。

當(dāng)然了，以上兩種情況也是極少數(shù)現(xiàn)象，現(xiàn)在大多數(shù)設(shè)計單位還是采用新技術(shù)如CAD制圖等，也考慮了施工過程當(dāng)中的可操作性，如果設(shè)計當(dāng)中沒考慮到施工的操作性的可能，那么施工單位就肯定也會出現(xiàn)馬虎施工、偷工減料、應(yīng)付了事，與監(jiān)理發(fā)生爭執(zhí)的情況，這樣也就會出現(xiàn)質(zhì)量缺陷?？傊谠O(shè)計計算時應(yīng)全面考慮空心板的受力情況，包括施工荷載作用下的受力計算。在梁板配筋時，注意剪力筋的布設(shè)，并要做到增加鋼筋根數(shù)，減小鋼筋截面，對薄弱位置應(yīng)做特殊設(shè)計。

2 施工原因及防治措施

①預(yù)制臺座平整度，強度。先張法預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土空心板施工一般為大批量預(yù)制生產(chǎn)，那么就要先建預(yù)制臺座，臺座必須保證有一定的強度和平整度，臺座表面的質(zhì)量相應(yīng)影響空心板底板的質(zhì)量。

②施工當(dāng)中鋼筋的安放位置。一定要按設(shè)計圖紙的要求，間距不能偏大也不能不均勻，否則會出現(xiàn)放張后空心板底板混凝土受力不均勻而出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。

③空心板底板鋼筋的保護層。保護層要嚴格按照設(shè)計圖紙的要求設(shè)置放好墊塊，保護層不能太薄也不能太厚，鋼筋混凝土空心板底板鋼筋的混凝土保護層過厚或過薄也同樣會使底板混凝土在放張后產(chǎn)生不同的內(nèi)應(yīng)力，從而使空心板底板出現(xiàn)縱向裂縫的質(zhì)量缺陷。

④預(yù)應(yīng)力鋼絞線的張拉。預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土空心板橋梁中預(yù)應(yīng)力的作用是最主要的，因此與預(yù)應(yīng)力張拉工作相聯(lián)系的預(yù)應(yīng)力鋼絞線、工具夾片、工具錨、張拉千斤頂、張拉機具設(shè)備、張拉油表，張拉臺座的穩(wěn)固性、抗傾覆性、抗滑移性、張拉臺座的強度和剛度等都有關(guān)系。預(yù)應(yīng)力鋼絞線要采用設(shè)計圖紙規(guī)定的型號規(guī)格，必須符合有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。工具夾片和工具錨必須要嚴格配套使用，否則會使夾片嚴重刮傷鋼絞線從而會引起在張拉時產(chǎn)生斷、滑絲現(xiàn)象，使鋼絞線的伸長值沒有在控制伸長值范圍內(nèi)，這樣產(chǎn)生的后果會導(dǎo)致在鋼絞線放張時產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力不均勻，相應(yīng)的使空心板底板的混凝土產(chǎn)生不均勻內(nèi)應(yīng)力而出現(xiàn)破壞，產(chǎn)生局部沿鋼絞線方向的縱向裂縫。因此預(yù)應(yīng)力鋼絞線錨具、夾片和連接器必須符合規(guī)范要求且具有可靠的錨固性能。同理，張拉千斤頂，張拉油表要嚴格按《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》要求進行標(biāo)定，張拉機具也應(yīng)經(jīng)常檢查并加好液壓油。張拉臺座張拉端和固定端必須具有一定的剛度，千斤頂?shù)南尬怀叽鐟?yīng)在把工具夾片敲緊、敲平齊后量得的外露量的基礎(chǔ)上加上1～2 mm，以保證鋼絞線工具夾片、錨具的回縮量在施工技術(shù)規(guī)范規(guī)定的范圍內(nèi)，且也不會損傷刮壞鋼絞線，這樣才能使鋼絞線的預(yù)應(yīng)力不會產(chǎn)生過大的不均勻損失，從而保證空心板混凝土在鋼絞線放張時均勻受力而不致開裂。預(yù)應(yīng)力鋼絞線的安裝應(yīng)嚴格按照設(shè)計圖紙要求對稱安放，且空心板兩端鋼絞線的失效長度應(yīng)按圖紙要求對稱相等設(shè)置。預(yù)應(yīng)力鋼絞線的張拉一定要對稱張拉，以防止局部變形過大，這樣才能充分保證發(fā)揮預(yù)應(yīng)力鋼絞線的作用，安全地實現(xiàn)預(yù)應(yīng)力的張拉作業(yè)，使預(yù)應(yīng)力鋼絞線受力均勻。預(yù)應(yīng)力鋼絞線的放張必須要等空心板混凝土強度達到設(shè)計要求的混凝土強度后，如設(shè)計沒有規(guī)定時，不得低于設(shè)計混凝土強度等級值的75%且不低于4個晝夜，冬季放張施工則還要視氣溫情況而定，一般不得低于8個晝夜后才能放張，且放張必須按設(shè)計要求的順序放張，如設(shè)計未規(guī)定時，應(yīng)分階段、對稱，相互交錯的放張。在放張之前應(yīng)將限制位移的側(cè)模、翼緣模板或內(nèi)模拆除，多跟整批預(yù)應(yīng)力筋的放張可采用砂箱法或千斤頂法，用砂箱放張時，放砂速度應(yīng)均勻一致，用千斤頂放張時，放張宜分數(shù)次完成，單根鋼絞線放張時，宜先兩側(cè)后中間，并不得一次將一根鋼絞線放張完，這樣才能使空心板底板混凝土在放張時均勻受力，不致產(chǎn)生扭曲、裂變進而引起縱向裂縫。

⑤預(yù)應(yīng)力混凝土的組成材料和配合比?；炷恋慕M成材料一般為碎石、砂、水泥、水及外加劑。碎石的壓碎值、含泥量、針片狀必須符合規(guī)范要求，級配良好，在滿足鋼筋間距要求的條件下，盡可能的選用較大粒徑的碎石，但也不可過大。砂應(yīng)采用含泥量小于1.5%、級配良好、細度模數(shù)為2.6～3.2的中、粗砂，砂率應(yīng)為35%～40%左右。水泥應(yīng)選用水化熱較低，水化速度較慢的礦渣或粉煤灰等低水化熱的水泥。外加劑應(yīng)在試配前做好各項檢測，防止對鋼絞線及鋼筋的銹、腐蝕，而影響混凝土對鋼絞線的不均勻握裹力。另外還要防止骨料間產(chǎn)生的堿—集料反應(yīng)。水應(yīng)采用干凈的經(jīng)檢測合格的水，水灰比應(yīng)能滿足施工澆注的流動性、和易性，水灰比不可過大，否則會使混凝土的強度降低，也會使混凝土的后期收縮增加，從而產(chǎn)生裂縫。在滿足施工要求的混凝土的工作性的前提下，應(yīng)盡可能的采用偏小的水灰比，應(yīng)在施工現(xiàn)場檢測各種砂石材料的含水量后，扣除集料水份，按設(shè)計配合比準(zhǔn)確地調(diào)整好實際施工配合比。另外設(shè)計配合比一定要試驗工程師精心看懂圖紙，理解透徹混凝土配合比設(shè)計中各項技術(shù)參數(shù)的應(yīng)用范圍，真正做到設(shè)計出最佳的設(shè)計配合比，最優(yōu)的施工配合比，用來正確的指導(dǎo)空心板混凝土的施工生產(chǎn)。

⑥混凝土的溫度變化。由于溫度的變化而引起混凝土開裂的情況也是存在的，關(guān)鍵是要防止混凝土在施工、養(yǎng)護當(dāng)中的溫度變化速度。因鋼筋、鋼絞線和混凝土的熱脹系數(shù)不一致，因此不能使混凝土空心板在澆注施工和養(yǎng)護中受到驟然升溫和降溫，否則混凝土?xí)a(chǎn)生裂縫。這就要求對預(yù)應(yīng)力混凝土的養(yǎng)護一定要到位，養(yǎng)生時間按規(guī)范要求7～14 d以上，因為預(yù)應(yīng)力混凝土比普通混凝土要“嬌貴”些。

⑦預(yù)應(yīng)力混凝土的施工技術(shù)情況。預(yù)應(yīng)力混凝土的施工千萬要選擇有一定經(jīng)驗的橋梁專業(yè)隊伍施工，不能隨便拉支隊伍就開始橋梁建設(shè)，否則會走很多彎路的。一個專業(yè)化施工隊伍選的好，各種環(huán)節(jié)的施工也就能夠管理很好，搭接的順利。例如鋼筋加工制作、綁扎，鋼絞線安裝、張拉，模板的拼裝，混凝土的拌和、澆注和振搗成型、養(yǎng)生，預(yù)應(yīng)力的放張，每個環(huán)節(jié)每道工序都有可能產(chǎn)生使底板縱向開裂的因素，關(guān)鍵是如何避免。混凝土的澆注特別是腹板和底板的振搗成型，振搗的方式、方法、結(jié)果如何都要把握好?？招陌寤炷恋氖┕た刹捎孟葷驳装寤炷猎傺b芯模方法施工，先張法空心板底板的振搗也可采用固定于底板上的附著式平板振搗器，且間距不能超過80～100 cm，腹板可用手提式振動棒，特別要交代操作人員不能漏振，也不要過振，漏振會使底板混凝土不夠密實，產(chǎn)生蜂窩、麻面、氣孔多等松散表面現(xiàn)象，過振也會使底板混凝土產(chǎn)生離析，使底板也出現(xiàn)蜂窩，這樣會使底板混凝土強度不均勻，強度降低，達不到設(shè)計要求。在放張時會使空心板底板產(chǎn)生縱向裂縫等其他形式的裂縫，因此混凝土的振搗對空心板混凝土的強度的影響也是重要的。如果振搗方式方法和振搗效果越不理想，那么混凝土的收縮、徐變變形也就越大，空心板底板開裂的情況也就越容易出現(xiàn)。因此應(yīng)嚴格控制好混凝土施工當(dāng)中的澆注、振搗及成型，混凝土的養(yǎng)生也應(yīng)及時且符合規(guī)范要求，使空心板混凝土保持在良好的養(yǎng)生狀態(tài)，空心板內(nèi)部也應(yīng)注意養(yǎng)生?？招陌逶诘跻瞥鲱A(yù)制底座時，混凝土的強度不得低于設(shè)計所要求的吊裝強度。另外現(xiàn)場施工員、橋梁工程師、試驗工程師、質(zhì)檢工程師等技術(shù)人員也應(yīng)技術(shù)交底到各班組民工當(dāng)中并盡職負責(zé)、精心施工、管理到位。

3 結(jié) 語

總之，預(yù)應(yīng)力混凝土空心板橋梁產(chǎn)生裂縫的原因很多，為了保證空心板滿足設(shè)計和規(guī)范要求，從設(shè)計、施工、監(jiān)理等各個環(huán)節(jié)都要層層嚴格把關(guān)，設(shè)計單位按設(shè)計規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進行優(yōu)化設(shè)計，施工單位嚴格按圖操作施工，監(jiān)理單位按監(jiān)理規(guī)范嚴格監(jiān)理，要對混凝土裂縫進行認真研究、區(qū)別對待，采用合理的方法進行處理，并在施工中采取各種有效的預(yù)防措施來預(yù)防裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，保證建筑物和構(gòu)件安全、穩(wěn)定地工作，這樣才能避免預(yù)應(yīng)力混凝土空心板裂縫的產(chǎn)生，施工單位也才能交出業(yè)主滿意的橋梁工程。

參考文獻：

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