淺談后張法現(xiàn)澆箱梁預(yù)應(yīng)力張拉施工問題處理

徐金宇

摘 要：預(yù)應(yīng)力混凝土在公路橋梁施工中已普遍采用，且施工方法較多，尤其是在跨線、立交現(xiàn)澆梁建設(shè)中，普遍采用后張法預(yù)應(yīng)力。筆者結(jié)合龍青高速公路T-J8標(biāo)段華山南互通立交橋后張法現(xiàn)澆箱梁施工實(shí)踐，對張拉施工過程中遇見的非常見問題進(jìn)行初步分析和對實(shí)際問題采取的特殊處理方法，供從事預(yù)應(yīng)力施工同行參考。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)澆箱梁；后張法施工；非常見問題；特殊處理

1 引言

隨著我國大規(guī)?；A(chǔ)建設(shè)的開展，以鋼絞線為主作為鐵路公路橋梁、路基高邊坡抗滑加固、房屋建筑等工程施加預(yù)應(yīng)力的載體，特別是大型構(gòu)件及現(xiàn)澆構(gòu)件中，得到了普遍的應(yīng)用。由于預(yù)應(yīng)力有其獨(dú)特的施工工藝要求，在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力施工時(shí)，由于設(shè)計(jì)、施工的原因就會(huì)發(fā)生各種異常情況。下面就后張法預(yù)應(yīng)力混凝土在預(yù)應(yīng)力張拉施工中遇到的一些問題的原因分析及采取的處理措施作簡單的介紹。

2 工程概況

龍口至青島公路起自煙臺(tái)的龍口市，經(jīng)招遠(yuǎn)市、萊陽市，青島的萊西市、即墨市，至青島城陽區(qū)接已建青（島）新（河）聯(lián)絡(luò)線，全線長89.608km。華山南互通立交所屬第八合同段，位于即墨市境內(nèi)，設(shè)計(jì)為雙向六車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，設(shè)計(jì)速度120公里/小時(shí)橋涵設(shè)計(jì)荷載為公路-Ⅰ級(jí)。華山南互通立交有37片現(xiàn)澆箱梁，梁高分別為1.4m、1.6m和2.3m，其中需進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉作業(yè)的有36片，包括兩端張拉、單端張拉，需要進(jìn)行單端張拉的箱梁均設(shè)有施工縫，一片單端張拉的箱梁需澆筑兩次張拉兩次，施工縫處使用連接器完成梁體預(yù)應(yīng)力體系的連續(xù)。每孔鋼絞線根數(shù)分別為9束、12束、13束和15束四種，單端張拉錨固端采用擠壓頭鋼絞線穿固定錨板預(yù)埋的形式錨固。

3 后張法預(yù)應(yīng)力施工

3.1 預(yù)應(yīng)力鋼絞線下料

3.3 預(yù)應(yīng)力張拉

3.3.1 張拉前的準(zhǔn)備工作

復(fù)核預(yù)應(yīng)力筋伸長量，由錨下墊板開始向中間逐段分段計(jì)算，由錨下墊板制應(yīng)力開始逐段計(jì)算應(yīng)力值和伸長量，每段應(yīng)力值為該段起、終點(diǎn)應(yīng)力平均值。對所使用千斤頂及配套油壓表進(jìn)行標(biāo)定，進(jìn)行錨具安裝。

3.3.2 預(yù)應(yīng)力張拉

（1）張拉順序

張拉順序按照設(shè)計(jì)所給施工順序進(jìn)行，遵循先腹板，后底板，先短索，后長索，先外側(cè)，再內(nèi)側(cè)的原則，施工時(shí)嚴(yán)格按此步驟進(jìn)行對稱張拉。

（2）張拉控制

混凝土強(qiáng)度和彈性模量達(dá)到90%設(shè)計(jì)值以上且混凝土澆筑時(shí)間大于7d時(shí)方可進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉。預(yù)應(yīng)力張拉分四級(jí)進(jìn)行控制，即15%δk、30%δk、60%δk、100δk每級(jí)張拉完后測量活塞伸長值，張拉達(dá)到設(shè)計(jì)應(yīng)力時(shí)持荷5min回油至2Mpa，夾片自行回縮錨固，測量活塞伸長值，確定夾片回縮值和千斤頂內(nèi)鋼鉸線伸長值之和。預(yù)應(yīng)力張拉過程中進(jìn)行引伸量與張拉力雙控，以張拉力為準(zhǔn)，引伸量校核，要求實(shí)測引伸量與設(shè)計(jì)引伸量兩者誤差在±6%以內(nèi)。當(dāng)實(shí)際伸長量與理論伸長量的差值超過6%時(shí)暫停張拉，待查明原因并采取有效措施予以調(diào)整后方可繼續(xù)張拉。

3.4 管道壓漿

預(yù)應(yīng)力束張拉完畢在24h后，48h內(nèi)進(jìn)行壓漿施工。壓漿前壓水沖洗管道然后由較低一端向另一端進(jìn)行壓漿，另一端及通氣孔無空氣排出、出與壓漿端一樣的漿液停止壓漿，封閉通氣孔和出漿孔，加壓至0.6-0.7Mpa，持荷2min。壓漿要連續(xù)進(jìn)行不得中途停頓，若中途堵塞不能連續(xù)壓漿時(shí)，立即用壓力水沖洗管道，確保管道通暢。

4 預(yù)應(yīng)力施工問題分析及處理

4.1 錨具沉陷

4.1.1 問題敘述

單孔12束鋼絞線兩端張拉完畢后，錨墊具周圍有起皮現(xiàn)象，12h后無明顯發(fā)展隨之切割鋼絞線進(jìn)行堵頭封錨做壓漿準(zhǔn)備。6h查看封錨水泥硬度情況發(fā)現(xiàn)半球形封錨碎裂，其后錨具已向梁體內(nèi)沉陷并且錨墊板有裂紋，經(jīng)量測沉陷2.1cm，再過6h沉陷量未增加。

4.1.2 問題分析

通常錨墊板附近鋼筋布置很密，澆筑混凝土?xí)r，振搗不密實(shí)，混凝土疏松或僅有砂漿，以致該處混凝土強(qiáng)度低，薄弱處混凝土在長時(shí)間受力后發(fā)生變形或者壓碎；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，受力后變形過大。

4.1.3 問題處理

此束鋼絞線已經(jīng)割除如果更換錨具、鋼絞線及處理張拉位置混凝土將對下步施工造成很大影響，我標(biāo)段鋼絞線在混凝土澆筑前完成的穿束，澆筑過程波紋管存在漏漿、變形的可能性，更換鋼絞線有可能不能夠?qū)?2束鋼絞線全部穿到位，少一根鋼絞線將影響此孔8.3%的施力，同時(shí)錨后混凝土需要進(jìn)行處理及更換錨墊板。此束設(shè)計(jì)伸長量兩端之和為54.6cm，查施工記錄實(shí)際伸長量兩端之和與設(shè)計(jì)偏差為+1.2%。錨具沉陷2cm，為設(shè)計(jì)伸長值的3.7%，在±6%范圍內(nèi)，同時(shí)張拉偏差為正值，鋼絞線回縮2cm不影響此孔在整體應(yīng)力體系中的作用。同時(shí)錨具下沉量一直未增加，沉陷應(yīng)經(jīng)平穩(wěn)。

通過以上綜合分析，我標(biāo)段決定不更換錨具及鋼絞線立即組織人員進(jìn)行注漿作業(yè)，在此孔張拉30h時(shí)完成了注漿，經(jīng)過觀察再無其他變化。通過此實(shí)例，在規(guī)范允許的偏差內(nèi)、確實(shí)不影響實(shí)體質(zhì)量的情況下此種問題應(yīng)及時(shí)完成注漿讓應(yīng)力穩(wěn)定，不是每一次錨具回縮、錨墊板碎裂的情況都要進(jìn)行返工處理。

4.2 錨下混凝土壓潰

4.2.1 問題敘述

單孔15束鋼絞線施工縫處單端張拉（位于梁體倒角處），在應(yīng)力達(dá)到90%時(shí)，混凝土突然崩裂，經(jīng)查錨后下側(cè)面混凝土開裂、錨墊板崩碎、連接器的支撐環(huán)變形。

4.2.2 原因分析

梁體混凝土澆注完畢養(yǎng)護(hù)不當(dāng)出現(xiàn)混凝土試件強(qiáng)度、彈性模量合格而可能實(shí)際梁體混凝土強(qiáng)度還未達(dá)到設(shè)計(jì)的張拉強(qiáng)度要求；錨具角度設(shè)置有偏差或連接器未卡入錨墊板的刻槽中造成偏壓；混凝土振搗不密實(shí)存在蜂窩、孔洞等質(zhì)量缺陷；張拉端錨墊板后起加固作用的鋼筋網(wǎng)片或彈簧筋漏設(shè)、加固數(shù)量不足或設(shè)置位置不準(zhǔn)確布置不合理導(dǎo)致混凝土局部承載力過大。

4.2.3 錨下混凝土壓潰的處理

常規(guī)做法對鋼絞線放張、松錨取下張拉端錨墊板將破裂的混凝土全部鑿除并清洗干凈再安設(shè)錨墊板、澆注高強(qiáng)混凝土待混凝土強(qiáng)度和彈性模量達(dá)到設(shè)計(jì)張拉條件時(shí)重新張拉。

由于后補(bǔ)混凝土是在側(cè)面進(jìn)行、體積較小，混凝土的密實(shí)度難得到保證同時(shí)新老混凝土結(jié)合面必然也是個(gè)薄弱點(diǎn)，再次張拉很少有拉到設(shè)計(jì)應(yīng)力的一般都要打個(gè)折扣拉至80%-90%設(shè)計(jì)值。同樣我們再次張拉拉至設(shè)計(jì)85%，應(yīng)力尚未達(dá)到要求不滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，此束長度29m，伸長值19.1cm。經(jīng)計(jì)算連接的后一束超張3%時(shí)根據(jù)鋼絞線分段應(yīng)力計(jì)算到連接器位置時(shí)此束設(shè)計(jì)應(yīng)力能夠達(dá)到97%，經(jīng)咨詢預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)方面的專家24孔現(xiàn)澆梁有一孔應(yīng)力小3%不影響此箱梁質(zhì)量。此束張拉完畢暫不注漿，連接鋼絞線正常連接，保護(hù)套筒加長3cm，后半聯(lián)澆筑完畢進(jìn)行超張3%進(jìn)行整體灌漿，完成此箱梁預(yù)應(yīng)力體系。

4.3 壓漿后堵管

4.3.1 問題敘述

壓漿沒有完成，再次補(bǔ)壓已經(jīng)壓不動(dòng)，造成后半部分空洞無漿。

4.3.2 原因分析

壓漿過程中突然斷電、設(shè)備損壞或者拌漿將不及時(shí)壓至一半料供應(yīng)不上注漿料開始凝固導(dǎo)致堵管。

4.3.3 問題處理

注漿料已經(jīng)注超過50m以上即使發(fā)現(xiàn)堵管使用高壓水清理也不能夠清除，事后根據(jù)壓漿料灌注量及橫梁位置的通氣孔估測漿料到達(dá)位置，根據(jù)波紋管標(biāo)高使用電鉆打孔確定準(zhǔn)確位置，找到漿料到達(dá)位置并在其位置往后空洞鉆一孔安設(shè)出漿管，從另一端再次注漿注滿。

5 結(jié)束語

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展預(yù)應(yīng)力混凝土工程造價(jià)低、結(jié)構(gòu)形式多樣、跨度大、抗裂性好的優(yōu)點(diǎn)越來越明顯，現(xiàn)代橋梁建設(shè)中應(yīng)用也越來越廣泛，為了確保結(jié)構(gòu)安全使用，充分發(fā)揮設(shè)計(jì)功能我們在預(yù)應(yīng)力施工過程中針對容易出現(xiàn)的問題必須提前預(yù)控，嚴(yán)格執(zhí)行，科學(xué)施工確保結(jié)構(gòu)應(yīng)力值和整體受力正確，最大限度發(fā)揮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)功能和使用壽命。在遇到問題時(shí)不要盲目處理，分析各項(xiàng)處理方案能夠保證結(jié)構(gòu)質(zhì)量又能夠操作時(shí)在進(jìn)行處理，科學(xué)組織、認(rèn)真對待、妥善處理。

參考文獻(xiàn)

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