預應力混凝土箱梁施工質量病害及防治措施

1、預應力混凝土箱梁施工質量病害及防治措施    摘要：預應力混凝土箱梁近年來在公路建設中得到了廣泛的應用，但在施工實踐中，經(jīng)常會出現(xiàn)裂縫、空洞、蜂窩、麻面、斷絲、滑絲等各種病害。本文分析了這些質量病害產(chǎn)生的原因并提出了相應的防治措施。 關鍵詞：預應力混凝土;箱梁;質量;病害;措施 Abstract: Prestressed concrete box girder in highway construction in recent years has been widely used in construction, but in practice, oft

2、en cracks, voids, honeycomb, surface voids, broken wires, wires and other diseases. This paper analyzes the quality of disease causes and puts forward the corresponding prevention and control measures. Key words: concrete; box girder; quality; disease; measures 中圖分類號：TU74 文獻標識碼： A 文章編號：2095-2104（201

3、2）08-0020-02 預應力混凝土箱梁具有造型簡潔美觀、結構剛度大、伸縮縫少、行車平順性好，抗震能力強等特點。近年來在公路建設中得到廣泛的應用。但預應力混凝土箱梁存在有裂縫、箱梁拆模后在腹板與底板承托部位出現(xiàn)空洞、蜂窩、麻面,預應力鋼束張拉時,鋼束伸長值超出了充許偏差值以及預應力筋的斷絲和滑絲等。本文就對這些質量病害產(chǎn)生的原因和防治措施進行探討。   一、預應力混凝土箱梁常見裂縫  （一）、常見裂縫的分類:1、縱向彎曲裂縫;2、縱向彎曲剪應力裂縫;3、預應力筋未能覆蓋截面產(chǎn)生的裂縫;4、橋墩兩側箱梁腹板和獨立支撐處箱梁橫隔板中的裂縫;5、溫度收縮裂縫

4、;6、箱梁底板的錨下裂縫。（二）、常見裂縫產(chǎn)生原因:針對常用的預應力混凝土連續(xù)箱梁而言,裂縫形成的原因主要有以下幾點:  1、主橋總體設計中對箱梁截面尺寸的擬定不合理,其中包括梁高,腹板、底板及頂板厚度尺寸,承托布置及尺寸等。  2、設計抗彎剪能力不足;  3、對超靜定預應力混凝土連續(xù)梁橋設計中的次內力影響估計不足。  4、未考慮溫度應力;  5、預應力鋼束布置不合理;  6、預應力張拉未達到設計要求。  7、材料自身強度不足。  8、

5、施工技術差錯或未考慮施工精度誤差。 （三）、防治措施1、設計時除按照有關規(guī)范進行主應力計算外,還要對各種應力,尤其是局部應力的可能分布狀態(tài)要有足夠的定性分析和進行必要的定量分析,以便優(yōu)化調整箱梁截面尺寸,合理布置預應力鋼束;對預應力鋼束錨固端兩側的危險截面應加以驗算。  2、布置適量的普通鋼筋,以提高箱梁結構局部區(qū)域的抗裂性能,增加構件的局部強度,取用合理的技術經(jīng)濟指標。  3、精心施工,充分考慮施工中的各種不利因素,對施工方法、材料強度及預應力張拉工藝等需要有可靠的保證,做到符合設計要求。  4、對工程中出現(xiàn)的裂縫應作詳細

6、調整,進行科學分析。必要時還應進行有關試驗和測試,對癥下藥,采取相應的對策,以確保結構的強度、安全性和耐久性。二、箱梁底板在沿預應力鋼束波紋管位置下出現(xiàn)的縱向裂隙（一）、縱向裂縫的現(xiàn)象:采用支架現(xiàn)澆法施工的預應力混凝土箱梁底板,在沿預應力鋼束波紋管位置下出現(xiàn)斷斷續(xù)續(xù)、長度不等的裂縫,寬度大都在0.2cm以下。 （二）、原因分析:  1、形成這一類裂縫的主要原因之一是預應力鋼束的保護層厚度偏薄,加上采用的高標號水泥用量偏多,水泥漿含量偏大,導致較大的收縮變形。由于箱梁結構的內約束,包括底板截面的不均勻收縮和波紋管對混凝土收縮的約束作用,導致較大的混凝土收縮應力,超過

7、了當時混凝土的抗拉強度,從而出現(xiàn)了沿波紋管縱向的收縮裂縫。  2、箱梁底板橫向分布鋼筋間距偏大;或箱梁底板預應力鋼束布置不夠合理;  3、混凝土振搗不密實,養(yǎng)擴展措施不到位;  4、張拉預應力束時的混凝土齡期偏小。  （二）、防治措施  1、改進泵送混的級配,優(yōu)化降低混凝土收縮變形的材料配合比,其中包括水泥用量、水灰比、外加劑等。  2、采取技術措施,確保預應力波紋管保護層的厚度,一般不小于5cm。  3、對底板構造鋼筋和底板預應力鋼束的間距采取合理布置。

8、  4、加強對箱梁底板混凝土外表面的養(yǎng)護工作。  5、適當延長混凝土張拉齡期。  三、箱梁腹板出現(xiàn)斜向裂縫 （一）、病害表現(xiàn):懸臂現(xiàn)澆混凝土箱梁拆模后張拉預應力索,腹板混凝土出現(xiàn)裂縫。一種是有規(guī)律地出現(xiàn)于底板約呈45°的斜裂縫。另一種為沿預應力索管方向的斜向裂縫,往往是靠近錨頭處裂縫開展較寬,逐漸變窄而至消失。（二）、原因分析:  1、出現(xiàn)與底板呈現(xiàn)呈45°的斜裂縫的原因極大可能是該區(qū)域的主拉應力,超過了該處的預應力索和普通鋼筋的抗剪力及混凝土的抗拉強度,也有可能是混凝土拆模時間過早,

9、混凝土尚未達到其設計的抗拉強度。  2、出現(xiàn)沿預應力索管方向的裂縫的原因往往是由于預應力索張拉時,索管及其周邊混凝土受較集中的壓應力,由于柏松效應導致索管及其周邊混受到索管徑向的巨大張力,如保護層混凝土不足以抵抗拉應力,則會在其最薄弱處開裂。  3、混凝土未達到拆模、張拉的齡期或強度。  4、腹板的非預應力普通鋼筋網(wǎng),鋼筋間距較大,不能滿足抗裂要求。  5、施工臨時荷載超載或在作用點產(chǎn)生過大的集中應力。  （三）預防措施  懸臂現(xiàn)澆混凝土箱梁腹板斜向裂縫的出現(xiàn)往往是設計、施工

10、、材料、工藝等綜合因素作用的結果,原因比較復雜,但其中必然有一、二個原因是主要的,為此,應針對不同的情況,采取相應的對策。設計:  1、布置有彎起預應力筋部位,往往能有效地克服主拉應力,因此在無彎起預應力筋部位應特別注意驗算該部位的主拉應力,并布置相應的抗裂鋼筋。  2、加密普通鋼筋間距以增強抗裂性。必要時可在易發(fā)生斜向裂縫的區(qū)段,加設鋼絲網(wǎng)片;  3、在預應力束張拉集中的近錨頭區(qū)域,增設鋼盤網(wǎng)片,提高抗壓能力和分散集中力。   施工:1、施工工況、工藝流程必須與設計相符。如有變更,應立即與設計單位取得聯(lián)

11、系,核算無誤后方可施工。2、混凝土未達到齡期或強度,不能拆除模板。為掌握混凝土的實際強度,可在澆筑混凝土時多制件幾組混凝土試塊,在不同齡期進行試壓。 3、施工時嚴格控制施工荷載,不得有超載或有不同于設計工況的集中荷載。 4、確?；毂Ｗo層的厚度及其質量。 （四）、治理方法  1、加強觀察。如發(fā)現(xiàn)裂縫繼續(xù)發(fā)展、加寬、錯臺,應立即停止施工,會同有關部門分析原因加固補強,以免釀成嚴重后果。  2、如裂縫無繼續(xù)擴大和發(fā)展,或逐漸閉合,可待其穩(wěn)定后預以封閉。  3.箱梁拆模后在腹板與底板承托部位出現(xiàn)空洞、蜂窩、麻面&

12、#160;四、病害表現(xiàn):箱梁澆筑混凝土拆模后,在底板與腹板連接處的承托部位,部分腹板離底板1米高范圍內出現(xiàn)空洞、蜂窩、麻面。 （一）、原因分析:  1、箱梁腹板一般較高,厚度較薄,在底板與腹板連接部位鋼筋較密,又布置有預應力筋使得腹板混凝土澆筑時不易振實,也有漏振情況,易造成蜂窩。  2、若箱梁設置模隔板,一般會設預留入孔,澆筑混凝土時從預留入孔兩邊同時進料,易造成預留孔下部空氣被封堵,形成空洞。  3、澆筑混凝土時,若氣溫較高,混凝土坍落度小,模板濕水不夠,局部鋼筋太密,振搗困難,易使混凝土出現(xiàn)蜂窩、不密實。 &

13、#160;4、箱梁混凝土澆筑量較大,若供料不及時,易造成混凝土振搗困難,出現(xiàn)松散或冷縫。  5、模板支撐不牢固,接縫不密貼,易發(fā)生漏漿、跑模,使混凝土產(chǎn)生蜂窩、麻面。  6、施工人員操作不熟練,振搗范圍分工不明確,未能嚴格做到對相鄰部位交叉振搗,從而發(fā)生漏振情況,使混凝土出現(xiàn)松散、蜂窩。 （二）、預防處理措施  1、箱梁混凝土澆筑前應做好合理組織和分工,對操作人員進行技術交度,劃分振搗范圍,澆筑層次清楚,相互重復振搗長度應取50cm左右,一邊下料。  2、對設置模隔板的箱梁,混凝土要輪流從橫隔板洞口一邊下

14、料,并從洞口下另一邊振出混凝土,避免使空氣封堵在洞口下部,這樣就不易在洞口下部形成空洞。  3、合理組織混凝土供料,如采用商品混凝土,現(xiàn)場宜有臨時備用攪拌設備,以便當商品混凝土因運輸或其他原因帶來供料中斷時預以臨時供料。  4、根據(jù)施工氣溫,合理調整混凝土坍落度和混凝土水灰比,當氣溫高時,應做好模板濕潤工作。  5、當箱梁腹板較高時,模板上應預留入孔處,使得振搗棒可達到各部位。  6、對箱梁底板與腹板承托處及模隔板預留入孔處,應重點進行監(jiān)護,確?；鞚仓|量。五、預應力鋼束張拉時,鋼束伸長值超出了允許偏差值 

15、;（一）、病害現(xiàn)象:預應力鋼束張拉時,鋼束伸長值超過了規(guī)定的允許偏差范圍,如包含平彎、豎彎的長鋼束其伸長值比設計值偏小;短鋼束的伸長值比設計值偏大。（二）、原因分析  1、實際使預應力鋼材彈性模量和鋼束截面積與設計計算值不一致。  2、由于預應力預留孔道的位置不準確,波紋管形成空間曲線,使張拉時鋼束的摩阻力變大,當張拉到設計噸位時,預應力的實際伸長值偏小。  3、預應力施工工序不規(guī)范。如在箱梁澆筑混凝土前已將雙向張拉的預應力束穿好,若澆筑混凝土時產(chǎn)生孔道堵塞,不能用通孔器檢查,張拉時摩阻力會增大,造成伸長值偏小。  

16、;4、千斤頂與壓力表等預應力張拉機具未能按規(guī)定定期進行校驗,也會造成張拉力與伸長值不一致。  （三）、防治措施  1、預應力筋在使用前必須按實測的彈性模量和截面積修正計算。  2、正確量得預應力筋的引伸量,按計算的引伸量誤差修正伸長值。  3、確保波紋管的定位準確,為此,應將波紋管的定位鋼筋,點焊在上、下排的受力鋼筋上,防止?jié)仓炷吝^程中波紋管上浮。根據(jù)需要可進行實測預應力張拉摩阻力試驗,修正設計用的摩擦系數(shù)值,以調正預應力筋的設計伸長值。  4、若實際發(fā)生的摩阻力偏大,預應力鋼束張拉后的實測

17、值相差較大,此時可考慮使用備用孔道增加預應力束。 六、預應力筋的斷絲和滑絲（一）、病害表現(xiàn):預應力混凝土箱梁張拉時發(fā)生預應力鋼索的斷絲和滑絲,使得箱梁的預應力鋼束受力不均勻或使構件不能達到所要求的預應力度。 （二）、原因分析:  1、實際使用的預應力鋼絲或預應力鋼鉸線直徑偏大,錨具與夾片不密貼,張拉時易發(fā)生斷絲或滑絲。  2)預應力束沒有或未按規(guī)定要求梳理編束,使得鋼束長短不一致或發(fā)生交叉,張拉時造成鋼絲受務不均,易發(fā)生斷絲。3)錨夾具的尺寸不準,夾片的錐度誤差大,夾片的硬度與預應力筋不配套,易斷絲和滑絲。  3、

18、錨圈放置位置不準,支承墊塊傾斜,千斤頂安裝不正,也會造成預應力鋼束斷絲。  4、施工焊接時,把接地線接在預應力筋上,造成鋼絲間短路,損傷鋼鉸線,張拉時發(fā)生斷絲。 5、澆筑箱梁混凝土前已先把鋼束穿入波紋管,造成鋼絲銹蝕,澆筑的混凝土砂漿留在鋼束上,又未清理干凈,張拉時產(chǎn)生滑絲。 （三）、防治措施  1、穿束前,預應力鋼束必須按技術規(guī)程進行梳理編束,并正確綁扎。  2、張拉前錨夾具需要按規(guī)范要求進行檢驗,特別對夾片的硬度一定要進行測定,不合格的予以調換。  3、張拉預應力時錨具、千斤頂安裝要準確。  4、當預應力張拉達到一定噸位后,如發(fā)現(xiàn)油壓回