淺談現澆箱梁錨墊板破裂處理方案

闞久彥

(江蘇省徐州市三環路公路管理站)

1 事故經過

寧常高速公路某橋現澆箱梁在對中腹板縱向鋼絞線(編號:N2-1)進行張拉作業時，在千斤頂達到第一個回程(設計應力60％、伸長值19.20cm)后，進行第二個回程張拉，當應力達到18MPa(設計值的57％)時，其錨墊板發生破裂，錨環下坐混凝土3cm左右，事故發生后，現場作業人員立即停止了作業。

2 事故原因分析與處理方案

經過對現場的仔細勘察，初步分析事故的主要原因是由于錨具周圍混凝土振搗不密實，有局部空洞現象，錨下應力集中區混凝土強度不夠，在張拉作業時，混凝土受壓破壞，錨頭在錨環的壓力下發生向后位移，而錨墊板卻因周圍混凝土的阻力保持原位，于是在錨墊板與錨頭的結合處出現拉應力，導致鑄鐵錨墊板發生破裂。

在對現場的仔細勘查中，發現中腹板張拉槽不僅N2-1號束有空洞，在N1號束與N3號束的錨后混凝土均有大小不同程度的空洞，而且在邊腹板張拉槽錨后混凝土也發現較小的空洞，如果不慎重處理，很難保證在張拉過程中不出現類似事故。經過研究，制定了以下處理方案。

(1)對N2-1束首先退錨更換鋼鉸線，然后清理破壞錨具和破碎混凝土，安排人員對中腹板張拉槽混凝土全部鑿除，取出剩下的5個錨墊板，鑿到密實新鮮混凝土后重新安裝錨墊板，然后用鋼纖維混凝土局部補強。

(2)對其余的錨墊板后混凝土仔細檢查，特別注意空洞情況，有個別小空洞要取出錨墊板，將周邊混凝土鑿到密實新鮮混凝土，然后整修成楔形用環氧樹脂砂漿補強。

(3)對所有的錨墊板上全部加裝30mm的鋼板增加強度。

3 施工過程及技術措施

3.1 退錨施工

(1)退錨作業程序

首先將退錨器安裝在穿心油頂上，然后按照先邊后中兩側對稱的原則逐根張拉鋼鉸線，張拉前轉動油頂，注意使夾片位于退錨器側面中空位置。在張拉過程中控制張拉力不超過鋼鉸線極限強度的80％，發現夾片稍有松動后，穩住油頂，用鋼釬向外撥動夾片，如果夾片不能一次全部撥出，用鋼釬卡住夾片，油頂回油退頂，再次張拉，經過多次重復，將夾片撥出。

(2)更換鋼鉸線

退錨作業全部結束后，退出錨環。由于鋼鉸線已經被張拉過，有可能被損傷，為確保施工質量，對該束鋼鉸線全部予以更換。更換鋼鉸線時采取一根帶一根的方法，即在舊鋼鉸線一端用空心鋼管(直徑稍大于鋼鉸線)和新鋼鉸線套接在一起，焊接后注意將焊疤磨平。在另一端用人工或機械緩慢將舊鋼鉸線拉出，同時把新鋼鉸線帶出。

3.2 鋼纖維混凝土的施工

鋼纖維混凝土就是在混凝土中加入鋼纖維而形成一種性能優良且應用廣泛的新型復合材料。

(1)對N2-1束首先退錨更換鋼鉸線，然后清理破壞錨具和破碎混凝土，安排人工對該處張拉槽混凝土全部鑿除，鑿到密實新鮮混凝土后重新安裝錨墊板，形狀為楔形，期間應注意對外露波紋管的保護，不得破壞波紋管。

(2)然后用壓縮空氣吹出里面的粉塵及混凝土塊，并用毛巾仔細清理。

(3)接長波紋管，長度以露出錨墊板為準，注意接頭處一定要緊密，并用膠帶裹好，防止水泥漿漏入。

(4)安裝錨墊板，將取出錨墊板時割斷的端橫梁橫向鋼筋重新焊接，錨后加強鋼筋網片在保證間距不小于5cm的前提下，盡量達到設計要求。錨墊板反釘在模板上(注意要堵塞注漿孔)，模板上切割一個10×10cm的方口，以方便鋼絞線穿出，將錨墊板裝入錨孔并調整好位置，與鋼絞線垂直，同時固定模板，模板與混凝土之間的間隙要用雙面膠填塞好。

由于張拉槽斷面很小，從上至下裝有三排錨墊板和鋼筋網片，施工時震動棒的工作間隙太小。為保證振搗質量，避免出現空洞，在第二排錨墊板頂部預留一塊10cm寬的橫向活動木板。

(5)鋼纖維混凝土的配制

水泥:P.O52.5普通硅酸鹽水泥。

外加劑:聚羧酸高效減水劑，摻量為0.9％。

細集料:中粗砂，平均粒徑0.35～0.48mm，含泥量＜2％。

粗集料:碎石5～20mm，含泥量＜1％，質地堅硬。

鋼纖維:選用長度30mm、當量直徑0.60mm由浙江某廠生產的低碳結構。

鋼剪切扭曲型，型號DN-30，其強度380MPa以上，摻量為30kg/m3;配合比:(由東南大學提供經驗配比)

水泥∶砂∶碎石∶水∶外加劑∶鋼纖維=492∶699∶1048∶177∶4.428∶30

(6)鋼纖維混凝土拌和，鋼纖維混凝土的攪拌原則是先干拌后濕拌。為防止鋼纖維混凝土在攪拌時綱纖維結團，不宜將水泥與鋼纖維直接拌和，應采用“集料+鋼纖維+集料+水泥”的投料方法，且在施工時每拌一次的攪拌量不宜大于攪拌機額定攪拌量的80％。采用60L強制式攪拌機拌和，在攪拌混凝土過程中必須保證鋼纖維均勻分布，即將過磅的鋼纖維投入拌和機料斗中，一層鋼纖維一層砂，使砂起到分散隔離作用。為保證混凝土混合料的攪拌質量，采用先干后濕的拌和工藝。鋼纖維與水泥、粗細骨料和砂先干拌不得少于1min，在拌和時鋼纖維分三次加入拌和機中，最后加水濕拌35s，總攪拌時間不超過6min，超攪拌會引起鋼纖維結團。一旦發現有鋼纖維結團，就必須剔除掉;有銹蝕、易結塊的鋼纖維不得使用，以防止因此而影響混凝土的質量。

(7)混凝土的振搗，混凝土灌注時分兩次灌入，首次混凝土灌至第二排錨墊板頂部，取出活動木板，將震動棒插入振搗，待振搗密實后，封死木板，灌注上部混凝土，再從頂部插入震動棒，將混凝土振搗密實。

(8)24h后拆除模板，薄膜覆蓋7d，灑水養生14d。

(9)在錨墊板上安裝錨環上夾片。

3.3 環氧樹脂砂漿的局部補強施工

(1)鑿出錨墊板并鑿除有空洞的混凝土，直至鑿到密實堅硬的混凝土為止，形狀為楔形，大小應以錨具安裝后與周邊混凝土至少有3cm間距為準，以保證環氧樹脂砂漿的飽滿密實，增加錨固效果，期間應注意對外露波紋管的保護，不得破壞波紋管。

(2)然后用壓縮空氣吹出里面的粉塵及混凝土塊，并用毛巾仔細清理，晾干，注意切記不能用水清洗，以免潮濕影響環氧樹脂錨固性能。

(3)接長波紋管，長度以露出錨墊板為準，注意接頭處一定要緊密，并用膠帶裹好，防止環氧樹脂砂漿漏入。

(4)安裝錨墊板，先將錨墊板反釘在模板上(注意要堵塞注漿孔)，模板上切割一個10×10cm的方口，以方便鋼絞線穿出，將錨墊板裝入錨孔并調整好位置，使錨墊板與相鄰錨墊板處在同一平面，與鋼絞線垂直，并保證與四周混凝土間距在3cm左右，同時固定模板，模板與混凝土之間的間隙要用雙面膠填塞好。

(5)配制環氧樹脂砂漿，配制量以錨孔體積為準，配合比如下(質量比)

環氧樹脂:1.0

二丁脂:0.1

乙二胺:0.12

水泥∶砂(1∶3)3.5

摻入順序為:環氧樹脂→二丁脂→水泥砂→乙二胺

配制時應攪拌均勻，黃砂應炒干，水泥標號應為42.5以上，配制時由于氣溫低，樹脂粘稠必須用水浴加熱至80度液化，但在摻入乙二胺前一定要冷卻以后，否則由于樹脂溫度過高，與乙二胺反應迅速硬化，無法施工。

(6)灌注砂漿，灌注時采用小口勺子或漏斗緩慢從模板上口灌入，切記不能過快，以免堵塞灌注孔里面氣體無法排出形成空洞。灌注完成后在錨墊板后及時插入數根10cm左右的鋼筋頭，以增加密實度及抗壓強度。

(7)24h后拆除模板，在錨墊板上安裝30mm鋼板，安裝錨環上夾片。

4 結束語

在對橋錨后混凝土進行處理后，我們順利進行了預應力張拉作業，沒出現任何質量事故，應該說，處理方案是正確的。但在此次質量事故中，要痛定思痛，深刻吸取此次事故的經驗教訓，在以后的施工中，緊抓每一道施工工序，將質量隱患消除，才是最好的處理方案。

[1] 交通部標準.公路橋涵施工技術規范(JTJ041-2000)[S].北京:人民交通出版社，2004.

[2] 劉治宇.現澆預應力混凝土箱梁錨頭崩裂處理[J].北方交通，2010，(7).