淺談橋梁豎向預應力施工質量的控制

【摘要】針對預應力混凝土箱梁腹板出現斜向裂縫的現象，介紹必須重視腹板豎向預應力的施工質量，對如何減小預應力損失，改進壓漿工藝，確保壓漿質量提出了具體方法。該文分析了豎向預應力施工質量的通病，提出了確保豎向預應力施工質量的控制措施，并從錨具系統、管道系統和張拉錨固工藝方面提出了有關改進建議。

【關鍵詞】預應力砼箱梁；豎向預應力；施工；質量控制

【中圖分類號】U44【文獻標識碼】B【文章編號】1005-1074(2008)07-0265-01

1箱梁腹板開裂的情況及原因分析

預應力砼箱粱結構在我國大、中型跨徑橋梁中廣泛被采用 近年來發現箱粱出現開裂的現象相當嚴重，特別是箱梁腹板開裂占了一定的比例。就開裂的橋梁來看，竣工通車時間在10年左右，開裂的情況比較嚴重，裂縫寬度在0，25mm以上，裂縫貫通腹板厚度，多發生在腹板的薄弱部位，如預留的過人孔和通氣孔，裂縫呈傾斜向，明顯表現出斜截面上抗主拉應力不夠。個別橋梁發現得比較早，通車1年后就發現了，后逐漸擴展，影響到橋梁的正常使用。隨著交通量的迅猛增長，以及車輛載重超載現象嚴重，而當時技術標準偏低；設計時對結構構造、主拉應力等問題考慮不周；施工中對質量要求不嚴；工程質量監理體系不健全；橋梁竣工通車后，橋面損壞不及時維修，隨意加厚加載；有少數橋在橋下建房，改變橋梁原設計的應力狀態。

2豎向預應力的結構形式簡介

2.1預應力筋通常采用高強度精軋螺紋鋼筋和鋼絞線作為豎向預應力筋。其中高強度精軋螺紋鋼筋最為常用，在橋梁中一般使用 Φ32、Φ36和魚Φ40等4種規格的精軋螺紋鋼筋；其強度級別一般為 L540級(屈服強度大于540 MPa，抗拉強度大于835MPa)，]L750級(屈服強度大于750 MPa，抗拉強度大于990 MPa)，JL800級(屈服強度大于800 MPa，抗拉強度大于l 000 MPa)，JL930級(屈服強度大于930MPa，抗拉強度大于1 080 MPa)，JL1080級(屈服強度大于1 080 MPa，抗拉強度大于l 230 MPa)5種，其中 Φ32規格、JL750級和JL1080級精軋螺紋鋼筋在橋梁中使用普遍；其彈性模量Ey=2.0 ×105MPa。預應力筋的作用是通過張拉后，使預應力筋伸長，并錨定于混凝土中，通過混凝土阻止預應力筋的自由回縮，使構件在承擔使用荷載以前在其內部形成一種人為的應力狀態，并使結構在使用階段所產生的部分主拉應力能被預加壓應力抵消，有效地消除或延緩橋梁裂縫的出現和開展，提高結構的耐久性，并相應增加構件的剛度。

2.2波紋管對于 Φ32規格的精軋螺紋鋼筋，一般采用D外一56 mm 的金屬圓形波紋管和D內=50mm的塑料圓形波紋管。波紋管主要起成孔、導向與定位的作用。

2.3錨具錨具根據布置位置和作用，分為固定端錨具與張拉端錨具；固定端錨具(包括錨墊板、螺母)在混凝土澆筑后與構件連為一體，以利于預應力傳遞給構件；張拉端錨具則只有錨墊板在混凝土澆筑后與構件連為一體，而其螺母可自由松緊，以便于張拉時進行預應力筋鎖定錨固。采用高強度精軋螺紋鋼筋作為預應力筋時，錨具一般由錨墊板和螺母組成，亦有自錨式錨具(用于固定端，即錨墊板和螺母集為一體，該錨具起錨墊板作用，又起螺母作用，一般為端平面圓錐孔錐形結構)。錨墊板通常采用普通厚鋼板和鑄鋼制作；普通厚鋼板墊板一般為平板圓孔方形和平板圓錐孔方形兩種結構；鑄鋼墊板一般為端平面圓孔錐形和端平面圓錐孔錐形兩種結構。螺母與錨墊板配套使用，有錐面錐形螺母、錐面六角螺母和平面六角螺母3種主要形式。

2.4水泥漿根據設計要求，采用不低于42．5水泥，按一定的水灰比，并摻人一定量外加劑，用壓漿機攪拌而成，壓人管道內；使預應力筋和混凝土粘結成整體，以防止預應力筋生銹，并相應增加構件的剛度，確保構件獲得長期的有效預應力，使其結構受力良好。

3豎向預應力筋壓漿存在的質量問題

豎向預應力筋普遍存在壓漿質量不好的問題，豎向預應力筋一般采用Φ32精軋螺紋鋼筋是目前使用較多的一種。

3．1壓漿不通設計的壓漿管道不牢固，一般為波紋管和薄鐵皮管，厚度只3 mm，由于管道上設的壓漿管在安裝過程、混凝土澆注，以及振搗時很容易脫落，造成壓漿孔堵塞。而排氣孔是錨固螺母上開十字槽，或者依靠錨固螺母和螺紋鋼筋的問隙來排氣、排漿，施工中很容易堵塞，造成壓漿不通。

3．2 壓漿不飽滿豎向壓漿一般采用縱向預應力通用的壓漿設備，壓漿機排量大、壓力大，水泥漿水灰比偏大，而1根豎向預應力筋管道所需要水泥漿量很小，壓漿時間很短，螺母上的十字槽和空隙也在排氣，沒有持壓裝置，豎向鋼筋是垂直的，水泥漿必然會分泌、沉淀，即使壓通了，但造成上端總有一段空隙部分沒有水泥漿，而這一段恰恰又是預應力錨頭的關鍵部位。

3．3壓漿很難起到粘結、握裹作用由于豎向預應力鋼筋不同于多根鋼絞線和平行鋼絲，單根鋼筋本身剛度大，周邊面積小，加上壓進去水泥漿不飽滿，很難起到粘結、握裹作用。也考慮過將波紋管直徑加大，但握裹力不一定會增加，如果壓漿不飽滿對腹板斷面削弱加大，反而不利。

4豎向預應力施工質量控制措施

①首先根據設計圖紙對預應力束和管道的坐標和平面位置進行放樣。在預應力管道和鋼束定位后，要檢查管道是否暢通、是否被刮破有孔、接頭是否松動和位置及坐標是否準確等，發現問題要及時處理。②下料前，如有目測可見的彎折必須調直并清除表面浮銹、污物、泥土，鋼筋表面如有明顯凹坑及其他缺陷，則應剔除該段，另外還應去除兩端由于鋼廠剪切造成的扁頭。采用砂輪切割機切割下料，切割后需去除毛刺。在波紋管附近電焊鋼筋時，要對波紋管加以防護，焊完再仔細檢查。并嚴格禁止電焊火花和氧割靠近預應力束，防止電焊手線觸及預應力束及其管道，影響張拉施工質量。③在波紋管相接處用大一號的接頭套接，套接長度為30 cm左右；接管處及管道與喇叭管連接處應用膠帶或冷縮塑料管將其密封防止漏漿，并用黑膠布膠封接頭，要求接頭牢靠可行。波紋管定位時用定位鋼筋焊接在箍筋或主筋上，定位后的管道軸線偏差要求不大于5 mm 將波紋管攜鋼柬定位牢靠和準確安裝時，定位鋼筋應焊接牢固，波紋方向與穿束方向要一致；預應力束孔道要求錨墊板與錨束垂直，擴孔中與束孔中心、錨固中心與墊板中心均應同心。④安裝豎向預應力管道和豎向預應力鋼筋錨固端時，預應力精軋螺紋鋼筋下端要支墊牢固，以防下墜；錨固端螺母與錨墊板之間要擰緊，并用黃油將間隙填滿，防止水泥漿從下口進入堵管；波紋管下口與固定端錨墊板要密封好，且在安裝時防止波紋管變形、穿孔，造成管道漏漿而堵管；在混凝土澆筑前，張拉端螺母與錨墊板要擰緊到位，并用黃油或棉紗將縫隙堵塞好，以防進漿，在混凝土澆筑后，及時清理槽口混凝土，及時進行張拉和壓漿，防止管道堵塞而無法壓漿。⑤預應力高強精軋螺紋鋼筋在固定端露出錨具的長度應等于或大于鋼筋的直徑；在張拉端露出錨具的長度應大于或等于鋼筋六扣螺距，張拉結束后用砂輪切割機切割多余部分，割后露出錨具長度與固定端相同。澆筑混凝土時，振搗人員應熟悉孔道位置，嚴禁振動棒與波紋管接觸而使波紋管受傷，造成成孔尺寸偏差過大或波紋管漏漿；在混凝土澆筑后試通水洗管。⑥混凝土澆筑完成以后，要及時清理豎向預應力張拉端面，并將每段梁上預應力筋編上相應的號碼，張拉過程依據號碼進行，并認真做好張拉記錄。

5參考文獻

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