预应力混凝土箱梁锚垫板破坏事故分析与处理吴昊.doc

预应力混凝土箱梁锚垫板破坏事故分析与处理摘要：本文主要对30+35+35m预应力混凝土箱梁锚垫板张拉破坏事故的原因进行了分析，并给出了处理措施。首先，对锚垫板张拉破坏事故发生的情况进行了说明。其次对锚垫板张拉破坏事故的原因从3个方面进行了分析：锚下结构、锚下混凝土施工质量和锚垫板及工作锚的安装。最后，给出了锚垫板张拉破坏事故处理措施。关键字 预应力混凝土箱梁 锚垫板 张拉破坏 事故分析处理1 概述李村河桥所处位置为世园大道上跨李村河处，墩台轴线相互平行与道路中心线斜交角为60度。跨径布置为30+35+35米，采用双幅桥面，A桥宽度为26.2m，B桥宽度为29.2m。桥面面积约5360平方米。全桥为预应力混凝土结构，梁体采用C50高性能混凝土，桥体预应力筋采用15.2低松弛钢绞线，管道采用塑料波纹管成孔，张拉端采用夹片式锚具，垫板及锚下螺旋筋采用厂家定型产品（OVM）。预应力束采用张拉应力和伸长量双控制。2 锚垫板张拉破坏事故说明箱梁端部通长预应力钢筋布置图（图1）图26月22日下午，两侧对称张拉A桥腹板B-N1a预应力束，在终张拉过程中将西侧锚垫板压碎，锚下混凝土破坏，锚垫板下侧压碎，工作锚下侧进入梁体2-3cm，导致钢绞线无法锚固，须进行放张后重新张拉以保证施工质量。根据现场记录，锚垫板碎裂时，张拉应力已达到100%。图2所示为压碎的锚垫板。3 箱梁锚垫板张拉破坏事故分析事故发生后，对箱梁锚垫板张拉破坏事故的原因从以下3个方面进行了分析。3.1 从锚下钢筋结构分析在箱梁结构体系中，钢筋较密，特别是在锚下局部位置，钢筋网密集，钢筋间距小，在浇筑混凝土时，混凝土中的粗骨料与胶凝材料分离，导致波纹管上方钢筋网处粗骨料较多，波纹管下方粗骨料较少，混凝土出现离析。3.2 从锚下混凝土施工质量分析从施工记录中看出，对A桥进行预应力钢束张拉时混凝土抗压强度为53.9MPa，满足桥梁上部结构施工中要求的主梁混凝土强度达到设计强度的90%，可进行预应力钢束张拉。但从施工质量来看，浇筑过程中对波纹管下方混凝土振捣不到位，导致波纹管下方的混凝土不密实，有空洞现象，锚下混凝土抗压强度降低，达不到设计强度，锚垫板在受到压力时破碎陷落。3.3 从锚垫板和工作锚的安装上分析张拉前安装工作锚时，工作锚未能卡入锚垫板凹槽内，导致张拉时锚垫板与工作锚不同心，出现偏心张拉情况，锚垫板下侧受到的压应力远大于锚垫板上侧，致使锚垫板下侧被压碎。上述原因为本桥箱梁锚垫板张拉破坏事故的主要原因，而在施工中，造成锚垫板破坏的可能还存在其他原因，比如锚下局部混凝土的承载力设计值不够、锚下螺旋筋安装不到位、锚垫板质量不符合要求等问题。这些常见的问题都会导致张拉过程中出现锚垫板破坏甚至更严重的事故。4 箱梁锚垫板张拉破坏事故处理针对A桥腹板B-N1a预应力束锚垫板破坏处理措施及方法如下。根据现场记录，锚垫板是在张拉应力达到100%时被压碎，说明锚垫板后面出现空洞的混凝土面积不是太大，可以通过用高强、无收缩灌浆材料修补锚下混凝土的方法来进行重新张拉。根据实际情况，选取青岛华千建材有限公司生产的HGM-4高强无收缩灌浆材料。该灌浆材料性能特点：高强、无收缩灌浆材料为支座灌浆、混凝土修补专用材料，强度发展迅速（48小时强度可达60MPa），便于尽快进行张拉和压浆。此灌浆材料具有微膨胀作用，可以将锚垫板后面填充密实，并不需捣和和抹压，不会留下因收缩造成的空隙。和易性好，不但流动性好而且保持时间长，具有很好粘聚力，不分层离析，不泌水，并具有很好的施工性能。4.1 预应力束放张预应力束放张采用250t穿心千斤顶单束放张，由A桥西侧左右对称放张。此预应力束总伸长量为636.19mm，每次放张100mm，需放张7次。放张时，先在工作锚上套入反力架，待放张预应力束穿入千斤顶，千斤顶空拉150mm，装上工具锚及工具夹片，千斤顶继续拉出至180mm，挑出工作夹片，千斤顶缓慢回油至剩余50mm富余量，装上工作夹片，然后千斤顶继续回油至0mm，挑出工具夹片，至此，第1次放张结束，放张量为100mm。重复上述过程7次，此束放张结束。在第7次放张时，由于放张量较小，可适当减少千斤顶空拉长度。4.2 锚下混凝土修补4.2.1 放张结束后，卸下工作锚，拆除破坏的锚垫板，槽口破坏处按工作缝处理，凿毛至密实的砼，清理碎渣。图34.2.2 安装新的锚垫板，新的锚垫板的位置、角度应与原设计一致。将锚垫板用方木固定，并将锚垫板周围的空隙封堵严密防止漏浆，将波纹管内塞毛毡布以防灌浆材料将管道堵塞，并在顶部预留一个小口用于灌浆。（如图3、图4）图44.2.3 根据灌浆料使用说明，计算好水量与灌浆料用量。先将计量好的灌浆材料加入搅拌桶中，然后2/3的计算用水量，搅拌均匀，然后再加入剩下的1/3用水量，再继续搅拌2-4min，再次搅拌均匀。图54.2.4 灌浆采用重力灌浆法，将搅拌好的砂浆倒入漏斗槽中，接一软管到锚穴预留的小口，软管不可将小口全部封住，以防内部形成高压，浆料灌浆不饱满密实，为增大灌浆压力，应尽量抬高灌浆用漏斗。（如图5）4.2.5 制作三组同条件试件，作为张拉依据。4.2.6 待灌浆料的强度达到50Mpa时，安装工作锚及工作夹片，然后对B-N1a钢束进行张拉，并及时进行灌浆、封锚。5 结束语锚垫板张拉破坏事故在预应力施工现场是较为常见的，此次采用支座灌浆材料修补，成功解决了A桥腹板B-N1a预应力束锚垫板的破损问题，节约了时间，保证了质量。通过后续张拉来看，修补的效果非常好，达到了设计和使用要求。参考文献1 杨宗放，李金根.现代预应力工程施工M.中国建筑工业出版社，20082