后張法現(xiàn)澆箱梁預(yù)應(yīng)力張拉常見缺陷預(yù)防及處理

1、后張法現(xiàn)澆箱梁預(yù)應(yīng)力張拉常見缺陷預(yù)防及處理劉向東于淼摘 要 結(jié)合工程實例，介紹了后張法預(yù)應(yīng)力張拉控制措施，從理論分析、減少應(yīng)力損失等 方面做出了客觀的見解，對常見缺陷預(yù)防和處理進行了分析。關(guān)鍵詞 后張法 預(yù)應(yīng)力 控制措施1 概述隨著我國橋梁建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁（板）越來越多地應(yīng)用到高等級公路橋梁建設(shè)中，但在后張法預(yù)應(yīng)力張拉施工過程中常出現(xiàn)的諸如：伸長值偏大或偏小、滑絲與斷絲、壓漿不通等問題，一直是施工單位最頭痛的問題。這些問題如果處理不當(dāng)，將 直接影響橋梁的工程質(zhì)量，現(xiàn)結(jié)合工程實例就后張法預(yù)應(yīng)力施工過程中常出現(xiàn)的問題及其 防治措施作全面闡述。人文路跨賈魯河大橋橋梁全長526m全

2、寬55m分南、北引橋和主橋。主橋采用鋼主梁和混凝土主梁兩種?；炷林髁翰捎妙A(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)?；炷林髁悍譃?#-6#現(xiàn)澆箱梁和7#-8#現(xiàn)澆箱梁，其中 5#-6#現(xiàn)澆箱梁共332束，7#-8#現(xiàn)澆箱梁共358束。縱向束的 張拉采用一端錨固、一端張拉的方式，橫向束的張拉采用兩端張拉的方式，采用穿心式大 噸位千斤頂整體張拉。且所有預(yù)應(yīng)力管道曲線復(fù)雜，轉(zhuǎn)角多，為預(yù)應(yīng)力施工增加了難度。2常見問題預(yù)防及處理2.1 伸長量偏大或偏小施工規(guī)范要求預(yù)應(yīng)力張拉以控制張拉應(yīng)力為主，以伸長值校核為輔，實際伸長值與理 論伸長值之差應(yīng)控制在 6現(xiàn)內(nèi)，但在實際操作中伸長量不可避免超出規(guī)定值的上下限范圍。2.1.1 伸長量

3、偏大2.1.1.1 現(xiàn)象在張拉結(jié)束后計算鋼絞線伸長值，有個別束超出規(guī)范伸長值的上限。2.1.1.2 原因分析預(yù)應(yīng)力鋼束翹曲端管道在混凝土澆筑過程中，管道隨鋼筋下沉造成鋼束相對平順，按 照設(shè)計給定的控制應(yīng)力實施張拉后，產(chǎn)生了相似于“超張”的效應(yīng)，因此計算得出的伸長 值較理論值偏大，因伸長值超出理論值偏差小，由伸長值推算張拉應(yīng)力在鋼束允許使用應(yīng) 力的安全范圍內(nèi)，該現(xiàn)象造成的伸長值偏大不影響主體質(zhì)量和結(jié)構(gòu)安全。2.1.2 伸長量偏小2.1.2.1 現(xiàn)象在張拉結(jié)束后計算鋼絞線伸長值，有個別束超出規(guī)范伸長值的下限。2.1.2.2 原因分析一是鋼束過長，澆筑過程中混凝土振搗造成預(yù)應(yīng)力管道偏移引起管道軸線變

4、化，因而 由管道摩阻損失增大而引起伸長值偏小，該錨固端預(yù)應(yīng)力雖有損失，但錨固端應(yīng)力仍遠大 于其設(shè)計安全儲備值，不影響總體施工質(zhì)量和結(jié)構(gòu)安全；二是對過長的鋼束設(shè)置初始張拉 力時，為保證鋼束順直將初始張拉力加大以便鋼束順直，從而造成鋼束順直長度中含有部 分伸長量，影響了計算結(jié)果的精確性，造成鋼束伸長值過小的假象，該現(xiàn)象不影響總體施 工質(zhì)量和結(jié)構(gòu)安全；三是為避開主塔鋼束管道、鋼筋、勁性骨架施工，部分預(yù)應(yīng)力管道經(jīng) 設(shè)計、監(jiān)理、施工及參建方現(xiàn)場決定有局部預(yù)應(yīng)力管道在水平面上有轉(zhuǎn)角，但計算時，未 考慮其影響，致使管道摩阻損失增大而引起伸長值偏小，該錨固端預(yù)應(yīng)力雖有損失，但錨 固端應(yīng)力仍遠大于其設(shè)計安全儲備

5、值，不影響總體施工質(zhì)量和結(jié)構(gòu)安全。四是量測伸長值 的讀尺人員在液壓泵未穩(wěn)壓情況下第一次讀尺，穩(wěn)壓后又第二次讀尺，施工記錄的數(shù)據(jù)采 用了穩(wěn)壓前的數(shù)據(jù)，計算結(jié)果造成鋼絞線伸長值偏小，后利用穩(wěn)壓后的數(shù)據(jù)計算數(shù)據(jù)伸長 值滿足規(guī)范規(guī)定要求。該現(xiàn)象反應(yīng)了張拉過程中液壓泵穩(wěn)壓時間過短或施工記錄不統(tǒng)一， 不影響施工質(zhì)量和結(jié)構(gòu)安全，但應(yīng)強調(diào)穩(wěn)壓時間保持3-5min ,并由現(xiàn)場指揮提出統(tǒng)一、適時記錄口令后再作記錄，防止此類現(xiàn)象的再次發(fā)生，引起不必要麻煩。此外，本項目因鋼束長短多變造成線型多變，單端張拉長度達60余米的線型布置也為其它工程所少見，有錨固端翹曲的曲線線型，也有張拉端為翹曲的線型，翹曲點有1點至4個點不

6、等，因此，僅限于 1-2組管道摩阻試驗取得的成果用于指導(dǎo)型式多樣的鋼束張拉 施工，使得計算成果會存在一定的誤差。因此，本項目預(yù)應(yīng)力施工以控制張拉控制應(yīng)力為 主，其伸長值或長或短超出規(guī)范規(guī)定6班圍，有其客觀原因，好在其誤差范圍可控，對實體施工質(zhì)量和結(jié)構(gòu)安全未造成影響。2.2 錨墊板面與孔道軸線不垂直或錨墊板中心偏離孔道軸線2.2.1 現(xiàn)象張拉過程中錨環(huán)突然抖動或移動，張拉力下降。有時會發(fā)生錨杯與錨墊板不緊貼的現(xiàn)象。2.2.2 原因分析錨墊板安裝時沒有仔細(xì)對中，墊板面與預(yù)應(yīng)力索軸線不垂直。造成鋼絞線或鋼絲束內(nèi) 力不一，當(dāng)張拉力增加到一定程度時，力線調(diào)整，會使錨環(huán)突然發(fā)生滑移或抖動，拉力下 降。2.

7、2.3 預(yù)防措施錨墊板安裝應(yīng)仔細(xì)對中，墊板面應(yīng)與預(yù)應(yīng)力索的力線垂直。錨墊板要可靠固定，確保在混凝土澆筑過程中不會移動。2.2.4 處理方法另外加工一塊楔形鋼墊板，楔形墊板的坡度應(yīng)能使其板面與預(yù)應(yīng)索的力線垂直。2.3 錨頭下錨板處混凝土變形開裂2.3.1 現(xiàn)象預(yù)應(yīng)力張拉后，錨板下混凝土變形開裂。2.3.2 原因分析通常錨板附近鋼筋布置很密，澆筑混凝土?xí)r，振搗不密實，混凝土疏松或僅有砂漿， 以致該處混凝土強度低。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)計厚度不夠，受力后變 形過大。2.3.3 預(yù)防措施錨板、錨墊板必須在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

8、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。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 粗骨料不易進入而只有砂漿，會嚴(yán)重影響混凝土的強度。2.3.4 處理方法將錨具取下，鑿除錨下?lián)p壞部分，然后加筋用高強度混凝土修補，將錨下墊板加大加 厚，使承壓面擴大。2.4 滑絲與斷絲2.4.1 現(xiàn)象錨夾具在預(yù)應(yīng)力張拉后，夾片“咬不住”鋼絞線或鋼絲，鋼絞線或鋼絲滑動，達不到 設(shè)計張拉值。張拉鋼絞線或鋼絲時，夾片將其“咬斷”，即齒痕較深，在夾片處斷絲。2.4.2 原因分析錨夾片硬度指標(biāo)不合格，硬度過低，夾不住鋼絞線或鋼絲；硬度過高則夾傷鋼絞線或 鋼絲，有時因錨夾片齒形和夾角不

9、合理也可引起滑絲或斷絲。鋼絞線或鋼絲的質(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。2.4.3 防治措施錨夾片的硬度除了檢查出廠合格證外，在現(xiàn)場應(yīng)進行復(fù)驗，有條件的最好進行逐片復(fù) 檢。鋼絞線和鋼絲的直徑偏差、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?；z斷絲若不超過規(guī)范允許數(shù)量，可不予處理，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 波紋管線形與設(shè)計偏差較大2.5.1 現(xiàn)象最終成型的預(yù)應(yīng)力孔道與設(shè)計線形相差較大。2.5.2 原因分析澆筑混凝土?xí)r，預(yù)應(yīng)力波紋管沒有按規(guī)定可靠固定。波紋管被踩壓

10、、移動、上浮等， 造成波紋管變形。2.5.3 預(yù)防措施要按設(shè)計線形準(zhǔn)確放樣，并用U形鋼筋按規(guī)定固定波紋管的空間位置，再點焊牢固。曲線及接頭處 U形鋼筋應(yīng)加密。澆筑混凝土?xí)r注意保護波紋管，不得踩壓，不得將振動棒靠在波紋管上振搗。應(yīng)有防止波紋管在混凝土尚未凝固時上浮的措施。2.6 波紋管漏漿堵管2.6.1 現(xiàn)象用通孔器檢查波紋管時發(fā)現(xiàn)內(nèi)有堵塞；采用在混凝土未澆筑前波紋管內(nèi)先布置鋼絞線 后澆混凝土的，發(fā)現(xiàn)先布置的鋼絞線拉不動。2.6.2 原因分析波紋管接頭處脫開漏漿，流入孔道。波紋管破損漏漿或在施工中被踩、擠、壓癟。波紋管有孔洞。2.6.3 防治措施使用波紋管必須具備足夠的承壓強度和剛度。有破損管材

11、不得使用。波紋管連接應(yīng)根 據(jù)其號數(shù)，選用配套的波紋套管。連接時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。澆筑混凝土?xí)r應(yīng)保護波紋管，不得碰傷、擠壓、踩踏。發(fā)現(xiàn)破損應(yīng)立即修補。施工時應(yīng)防止電焊火花灼燒波紋管的管壁。波紋管安裝好后，宜插入塑料管作為內(nèi)襯，以加強波紋管的剛度和順直度，防止波紋 管變形，碰癟、損壞。澆筑混凝土開始后，在其初凝前，應(yīng)用通孔器檢查并不時拉動疏通；如采用預(yù)置預(yù)應(yīng) 力索的措施，則應(yīng)時時拉動預(yù)應(yīng)鋼絞線。堵孔嚴(yán)重?zé)o法疏通的，應(yīng)設(shè)法查準(zhǔn)堵孔的位置， 鑿開該處混凝土疏通孔道。2.7 張拉鋼絞線延伸率偏差過大2.7.1 現(xiàn)象張拉力達到了設(shè)計要求，但鋼絞線延伸量與

12、理論計算相差較大。2.7.2 原因分析鋼絞線的實際彈性模量與設(shè)計采用值相差較大?？椎缹嶋H線形與設(shè)計線形相差較大，以致實際的預(yù)應(yīng)力摩阻損失與設(shè)計計算值有較大差異；或?qū)嶋H孔道摩阻參數(shù)與設(shè)計取值有較大出入也會產(chǎn)生延伸率偏差過大。初應(yīng)力采用值不合適或超張拉過多。張拉過程中錨具滑絲或鋼絞線內(nèi)有斷絲。張拉設(shè)備未作標(biāo)定或表具讀數(shù)離散性過大。2.7.3 防治措施每批鋼絞線均應(yīng)復(fù)驗，并按實際彈性修正計算延伸值。校正預(yù)應(yīng)力孔道的線形。按照鋼絞線的長度和管道摩阻力確定合格的初應(yīng)力值和超張拉值。檢查錨具和鋼絞線有無滑絲或斷絲。校核測力系統(tǒng)和表具。2.8 預(yù)應(yīng)力損失過大2.8.1 現(xiàn)象預(yù)應(yīng)力施加完畢后鋼絞線松馳，應(yīng)力值

13、達不到設(shè)計值。2.8.2 原因分析錨具滑絲或鋼絞線內(nèi)有斷絲。鋼絞線的松馳率超限。量測表具數(shù)值有誤，實際張拉值偏小。錨具下混凝土局部破壞變形過大。鋼絞線與孔道間摩阻力過大。2.8.3 防治措施檢查鋼絞線的實際松馳率，張拉時應(yīng)采取張拉力和引伸量雙控制。事先校正測力系統(tǒng),包括表具。錨具滑絲失效，應(yīng)予更換。鋼絞線斷絲率超限，應(yīng)將其錨具、預(yù)應(yīng)力筋更換。錨具下混凝土破壞，應(yīng)將預(yù)應(yīng)力釋放后，用環(huán)氧混凝土或高強度混凝土補強后重新張 拉。改進鋼束孔道施工工藝，使孔道線形符合設(shè)計要求，必要時可使用減摩劑。2.9 預(yù)應(yīng)力孔道注漿不密實2.9.1 現(xiàn)象水泥漿從入口壓入孔道后，前方通氣孔或觀察孔不見有漿水流過；或有的是

14、溢出的漿水稀薄。鉆孔檢查發(fā)現(xiàn)孔道中有空隙，甚至沒有灰漿。2.9.2 原因分析灌漿前孔道未用高壓水沖洗，灰漿進入管道后，水分被大量吸附，導(dǎo)致灰漿難以流動?？椎乐杏芯植慷氯蛘系K物，灰漿被中途堵住?；覞{在終端溢出后，持續(xù)荷載繼續(xù)加壓時間不足?；覞{配制不當(dāng)。如所用的水泥沁水率高、水灰比大，灰漿離析等。2.9.3 防治措施孔道在灌漿前應(yīng)以高壓水沖洗，除去雜物、疏通和濕潤整個管道。配制高質(zhì)量的漿液。選用的水泥可用強度等級不低于32.5MPa的普通硅酸鹽水泥，灰漿水灰比宜控制在 0.10.45 ,沁水率宜小于2%最大不應(yīng)超過3%灰漿應(yīng)具有良好的流 動度并不易離析，可摻入適量的減水劑和微膨脹劑，但不得使用對管道和預(yù)應(yīng)力索有腐蝕 作用的外摻劑，摻量和配方應(yīng)根據(jù)試驗確定