預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁施工質(zhì)量病害及防治措施

1、預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁施工質(zhì)量病害及防治措施    摘要：預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁近年來(lái)在公路建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用，但在施工實(shí)踐中，經(jīng)常會(huì)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(zhì)量病害產(chǎn)生的原因并提出了相應(yīng)的防治措施。 關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力混凝土;箱梁;質(zhì)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(hào)：TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：2095-2104（201

3、2）08-0020-02 預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁具有造型簡(jiǎn)潔美觀、結(jié)構(gòu)剛度大、伸縮縫少、行車平順性好，抗震能力強(qiáng)等特點(diǎn)。近年來(lái)在公路建設(shè)中得到廣泛的應(yīng)用。但預(yù)應(yīng)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(yù)應(yīng)力鋼束張拉時(shí),鋼束伸長(zhǎng)值超出了充許偏差值以及預(yù)應(yīng)力筋的斷絲和滑絲等。本文就對(duì)這些質(zhì)量病害產(chǎn)生的原因和防治措施進(jìn)行探討。   一、預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁常見(jiàn)裂縫  （一）、常見(jiàn)裂縫的分類:1、縱向彎曲裂縫;2、縱向彎曲剪應(yīng)力裂縫;3、預(yù)應(yīng)力筋未能覆蓋截面產(chǎn)生的裂縫;4、橋墩兩側(cè)箱梁腹板和獨(dú)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(jiàn)裂縫產(chǎn)生原因:針對(duì)常用的預(yù)應(yīng)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(diǎn):  1、主橋總體設(shè)計(jì)中對(duì)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(shè)計(jì)抗彎剪能力不足;  3、對(duì)超靜定預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋設(shè)計(jì)中的次內(nèi)力影響估計(jì)不足。  4、未考慮溫度應(yīng)力;  5、預(yù)應(yīng)力鋼束布置不合理;  6、預(yù)應(yīng)力張拉未達(dá)到設(shè)計(jì)要求。  7、材料自身強(qiáng)度不足。  8、

5、施工技術(shù)差錯(cuò)或未考慮施工精度誤差。 （三）、防治措施1、設(shè)計(jì)時(shí)除按照有關(guān)規(guī)范進(jìn)行主應(yīng)力計(jì)算外,還要對(duì)各種應(yīng)力,尤其是局部應(yīng)力的可能分布狀態(tài)要有足夠的定性分析和進(jìn)行必要的定量分析,以便優(yōu)化調(diào)整箱梁截面尺寸,合理布置預(yù)應(yīng)力鋼束;對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼束錨固端兩側(cè)的危險(xiǎn)截面應(yīng)加以驗(yàn)算。  2、布置適量的普通鋼筋,以提高箱梁結(jié)構(gòu)局部區(qū)域的抗裂性能,增加構(gòu)件的局部強(qiáng)度,取用合理的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。  3、精心施工,充分考慮施工中的各種不利因素,對(duì)施工方法、材料強(qiáng)度及預(yù)應(yīng)力張拉工藝等需要有可靠的保證,做到符合設(shè)計(jì)要求。  4、對(duì)工程中出現(xiàn)的裂縫應(yīng)作詳細(xì)

6、調(diào)整,進(jìn)行科學(xué)分析。必要時(shí)還應(yīng)進(jìn)行有關(guān)試驗(yàn)和測(cè)試,對(duì)癥下藥,采取相應(yīng)的對(duì)策,以確保結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、安全性和耐久性。二、箱梁底板在沿預(yù)應(yīng)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(yù)應(yīng)力混凝土箱梁底板,在沿預(yù)應(yīng)力鋼束波紋管位置下出現(xiàn)斷斷續(xù)續(xù)、長(zhǎng)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(yù)應(yīng)力鋼束的保護(hù)層厚度偏薄,加上采用的高標(biāo)號(hào)水泥用量偏多,水泥漿含量偏大,導(dǎo)致較大的收縮變形。由于箱梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)約束,包括底板截面的不均勻收縮和波紋管對(duì)混凝土收縮的約束作用,導(dǎo)致較大的混凝土收縮應(yīng)力,超過(guò)

7、了當(dāng)時(shí)混凝土的抗拉強(qiáng)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(yù)應(yīng)力鋼束布置不夠合理;  3、混凝土振搗不密實(shí),養(yǎng)擴(kuò)展措施不到位;  4、張拉預(yù)應(yīng)力束時(shí)的混凝土齡期偏小。  （二）、防治措施  1、改進(jìn)泵送混的級(jí)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(shù)措施,確保預(yù)應(yīng)力波紋管保護(hù)層的厚度,一般不小于5cm。  3、對(duì)底板構(gòu)造鋼筋和底板預(yù)應(yīng)力鋼束的間距采取合理布置。

8、  4、加強(qiáng)對(duì)箱梁底板混凝土外表面的養(yǎng)護(hù)工作。  5、適當(dāng)延長(zhǎng)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(yù)應(yīng)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(yù)應(yīng)力索管方向的斜向裂縫,往往是靠近錨頭處裂縫開(kāi)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(yīng)力,超過(guò)了該處的預(yù)應(yīng)力索和普通鋼筋的抗剪力及混凝土的抗拉強(qiáng)度,也有可能是混凝土拆模時(shí)間過(guò)早,

9、混凝土尚未達(dá)到其設(shè)計(jì)的抗拉強(qiáng)度。  2、出現(xiàn)沿預(yù)應(yīng)力索管方向的裂縫的原因往往是由于預(yù)應(yīng)力索張拉時(shí),索管及其周邊混凝土受較集中的壓應(yīng)力,由于柏松效應(yīng)導(dǎo)致索管及其周邊混受到索管徑向的巨大張力,如保護(hù)層混凝土不足以抵抗拉應(yīng)力,則會(huì)在其最薄弱處開(kāi)裂。  3、混凝土未達(dá)到拆模、張拉的齡期或強(qiáng)度。  4、腹板的非預(yù)應(yīng)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(shí)荷載超載或在作用點(diǎn)產(chǎn)生過(guò)大的集中應(yīng)力。  （三）預(yù)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(shè)計(jì)、施工

10、、材料、工藝等綜合因素作用的結(jié)果,原因比較復(fù)雜,但其中必然有一、二個(gè)原因是主要的,為此,應(yīng)針對(duì)不同的情況,采取相應(yīng)的對(duì)策。設(shè)計(jì):  1、布置有彎起預(yù)應(yīng)力筋部位,往往能有效地克服主拉應(yīng)力,因此在無(wú)彎起預(yù)應(yīng)力筋部位應(yīng)特別注意驗(yàn)算該部位的主拉應(yīng)力,并布置相應(yīng)的抗裂鋼筋。  2、加密普通鋼筋間距以增強(qiáng)抗裂性。必要時(shí)可在易發(fā)生斜向裂縫的區(qū)段,加設(shè)鋼絲網(wǎng)片;  3、在預(yù)應(yīng)力束張拉集中的近錨頭區(qū)域,增設(shè)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(shè)計(jì)相符。如有變更,應(yīng)立即與設(shè)計(jì)單位取得聯(lián)

11、系,核算無(wú)誤后方可施工。2、混凝土未達(dá)到齡期或強(qiáng)度,不能拆除模板。為掌握混凝土的實(shí)際強(qiáng)度,可在澆筑混凝土?xí)r多制件幾組混凝土試塊,在不同齡期進(jìn)行試壓。 3、施工時(shí)嚴(yán)格控制施工荷載,不得有超載或有不同于設(shè)計(jì)工況的集中荷載。 4、確?；毂Ｗo(hù)層的厚度及其質(zhì)量。 （四）、治理方法  1、加強(qiáng)觀察。如發(fā)現(xiàn)裂縫繼續(xù)發(fā)展、加寬、錯(cuò)臺(tái),應(yīng)立即停止施工,會(huì)同有關(guān)部門分析原因加固補(bǔ)強(qiáng),以免釀成嚴(yán)重后果。  2、如裂縫無(wú)繼續(xù)擴(kuò)大和發(fā)展,或逐漸閉合,可待其穩(wěn)定后預(yù)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(nèi)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(yù)應(yīng)力筋使得腹板混凝土澆筑時(shí)不易振實(shí),也有漏振情況,易造成蜂窩。  2、若箱梁設(shè)置模隔板,一般會(huì)設(shè)預(yù)留入孔,澆筑混凝土?xí)r從預(yù)留入孔兩邊同時(shí)進(jìn)料,易造成預(yù)留孔下部空氣被封堵,形成空洞。  3、澆筑混凝土?xí)r,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(shí)。 &

13、#160;4、箱梁混凝土澆筑量較大,若供料不及時(shí),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(yán)格做到對(duì)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(yù)防處理措施  1、箱梁混凝土澆筑前應(yīng)做好合理組織和分工,對(duì)操作人員進(jìn)行技術(shù)交度,劃分振搗范圍,澆筑層次清楚,相互重復(fù)振搗長(zhǎng)度應(yīng)取50cm左右,一邊下料。  2、對(duì)設(shè)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(chǎng)宜有臨時(shí)備用攪拌設(shè)備,以便當(dāng)商品混凝土因運(yùn)輸或其他原因帶來(lái)供料中斷時(shí)預(yù)以臨時(shí)供料。  4、根據(jù)施工氣溫,合理調(diào)整混凝土坍落度和混凝土水灰比,當(dāng)氣溫高時(shí),應(yīng)做好模板濕潤(rùn)工作。  5、當(dāng)箱梁腹板較高時(shí),模板上應(yīng)預(yù)留入孔處,使得振搗棒可達(dá)到各部位。  6、對(duì)箱梁底板與腹板承托處及模隔板預(yù)留入孔處,應(yīng)重點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)護(hù),確?；鞚仓|(zhì)量。五、預(yù)應(yīng)力鋼束張拉時(shí),鋼束伸長(zhǎng)值超出了允許偏差值 

15、;（一）、病害現(xiàn)象:預(yù)應(yīng)力鋼束張拉時(shí),鋼束伸長(zhǎng)值超過(guò)了規(guī)定的允許偏差范圍,如包含平彎、豎彎的長(zhǎng)鋼束其伸長(zhǎng)值比設(shè)計(jì)值偏小;短鋼束的伸長(zhǎng)值比設(shè)計(jì)值偏大。（二）、原因分析  1、實(shí)際使預(yù)應(yīng)力鋼材彈性模量和鋼束截面積與設(shè)計(jì)計(jì)算值不一致。  2、由于預(yù)應(yīng)力預(yù)留孔道的位置不準(zhǔn)確,波紋管形成空間曲線,使張拉時(shí)鋼束的摩阻力變大,當(dāng)張拉到設(shè)計(jì)噸位時(shí),預(yù)應(yīng)力的實(shí)際伸長(zhǎng)值偏小。  3、預(yù)應(yīng)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(yù)應(yīng)力束穿好,若澆筑混凝土?xí)r產(chǎn)生孔道堵塞,不能用通孔器檢查,張拉時(shí)摩阻力會(huì)增大,造成伸長(zhǎng)值偏小。  

16、;4、千斤頂與壓力表等預(yù)應(yīng)力張拉機(jī)具未能按規(guī)定定期進(jìn)行校驗(yàn),也會(huì)造成張拉力與伸長(zhǎng)值不一致。  （三）、防治措施  1、預(yù)應(yīng)力筋在使用前必須按實(shí)測(cè)的彈性模量和截面積修正計(jì)算。  2、正確量得預(yù)應(yīng)力筋的引伸量,按計(jì)算的引伸量誤差修正伸長(zhǎng)值。  3、確保波紋管的定位準(zhǔn)確,為此,應(yīng)將波紋管的定位鋼筋,點(diǎn)焊在上、下排的受力鋼筋上,防止?jié)仓炷吝^(guò)程中波紋管上浮。根據(jù)需要可進(jìn)行實(shí)測(cè)預(yù)應(yīng)力張拉摩阻力試驗(yàn),修正設(shè)計(jì)用的摩擦系數(shù)值,以調(diào)正預(yù)應(yīng)力筋的設(shè)計(jì)伸長(zhǎng)值。  4、若實(shí)際發(fā)生的摩阻力偏大,預(yù)應(yīng)力鋼束張拉后的實(shí)測(cè)

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

18、錨圈放置位置不準(zhǔn),支承墊塊傾斜,千斤頂安裝不正,也會(huì)造成預(yù)應(yīng)力鋼束斷絲。  4、施工焊接時(shí),把接地線接在預(yù)應(yīng)力筋上,造成鋼絲間短路,損傷鋼鉸線,張拉時(shí)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(shí)產(chǎn)生滑絲。 （三）、防治措施  1、穿束前,預(yù)應(yīng)力鋼束必須按技術(shù)規(guī)程進(jìn)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(jìn)行檢驗(yàn),特別對(duì)夾片的硬度一定要進(jìn)行測(cè)定,不合格的予以調(diào)換。  3、張拉預(yù)應(yīng)力時(shí)錨具、千斤頂安裝要準(zhǔn)確。  4、當(dāng)預(yù)應(yīng)力張拉達(dá)到一定噸位后,如發(fā)現(xiàn)油壓回