预应力桥梁施工质量通病与防治的探讨

预应力桥梁施工质量通病与防治的探讨发表时间：2011-04-20来源：中国鸣网作者：何志强 摘要：随着我国道路建设的不断发展，预应力混凝土桥梁日益显示出广阔的应用前景。对于后张预应力混凝土空心板梁，由于不需要张拉台座，适宜于配置曲线预应力钢束，便于现场施工，因此目前在道路桥梁上得到广泛的应用。但后张法预应力板梁施工技术难度大，人员、材料和机械要求高，在现场施工中更易出现一些质量技术问题，现把后张预应力桥梁施工常易出现的质量问题和预防措施简要进行分析，以供参考。关键词：预应力，质量通病，防治措施1.预应力筋的滑丝和断丝1.1现象后张法预应力筋张拉时，预应力钢丝和钢绞线发生断丝和滑丝，使得构件和预应力筋受力不均匀或使构件不能达到所要求的预应力值。1.2原因分析（1）实际使用的预应力钢丝或钢绞线直径偏大，使锚塞或夹片安装不到位，张拉时易发生断丝或滑丝。（2）预应力筋没有或未按规定要求梳理编束，使得预应力筋松紧不一或发生交叉，张拉时造成钢丝受力不均，易发生断丝。（3）锚具的尺寸不准，夹片的锥度误差大，夹片的硬度与预应力筋不配套，易断丝或滑丝。（4）锚环安装位置不准，支承垫板倾斜，千斤顶安装不正，也会造成预应力筋断丝。（5）施工焊接时，将接地线接在预应力筋上，造成钢丝间短路，损伤钢绞线，张拉时发生脆断。（6）预应力筋张拉端表面的浮锈、水泥浆等未清除干净，张拉时会发生滑丝。（7）预应力筋事先受损伤或强度不足，张拉时产生断丝。1.3预防措施（1）预应力钢材与锚具应当具有良好的匹配，是保证锚固性能的关键。现场实际使用的预应力钢材与锚具，应与预应力筋锚具组装件锚固性能试验用的材料一致。如现场更换预应力钢材与锚具之一，应重作组装件锚固性能试验。（2）预应力钢材下料时，应随时检查其表面质量；如局部线段不合格，则应切除。（3）预应力筋编束时，应逐根理顺捆扎成束，不得紊乱。（4）预应力筋穿入孔道后，应将其锚固夹持段及外端的浮锈和污物擦拭干净，以免钢绞线张拉锚固时夹片齿槽堵塞而引起钢绞线滑脱。（5）夹片式锚具安装时，应使各根预应力钢材平顺，至少在距端部的长度内不扭绞交叉。（6）千斤顶安装时，工具锚应与前端工作锚对正，使工具锚与工作锚之间的各根预应力钢材相互平行，不得扭绞错位。工具锚夹片外表面和锚板锥形孔内表面使用前宜涂润滑剂，并经常将夹片表面清洗干净，以确保张拉工作顺利进行。如工具夹片或开裂或牙面缺损较多，工具锚板出现明显变形或工作表面损伤显著时，均不得继续使用。（7）焊接时，严禁利用预应力筋作为接地线。在预应力筋旁进行烧割或焊接操作时，应非常小心，使预应力筋不受过高温度、焊接火花或接地电流的影响。1.4治理方法根据道路桥涵施工技术规范第条的规定：后张预应力钢材断丝、滑丝的数量，对每束钢丝或钢绞线不得超过一根，每个断面断丝之和不得超过该断面钢丝总数的，且严禁相邻两根断裂或滑脱。超过上述限制，应更换钢绞线及锚具重新张拉。2金属波纹管孔道漏浆2.1现象现浇预应力混凝土结构浇筑混凝土时，金属波纹管（螺旋管）孔道漏进水泥浆。轻则减小孔道截面面积，增加摩阻力；重则堵孔，使穿筋困难，甚至无法穿入，当采用先穿工艺时，一旦漏入浆液将预应力筋铸固，造成无法张拉。2.2原因分析（1）金属波纹管没有出厂合格证，进场时又未验收，混入劣质产品，表现为管刚度差、咬口不牢、表面锈蚀等。（2）波纹管接长处、波纹管与喇叭管连接处、波纹管与灌浆排气管接头处等接口封闭不严密，流入浆液。（3）波纹管遭意外破损。如普通钢筋压伤管壁、电焊火花烧伤管壁、先穿筋时由于戳撞使咬口开裂、浇筑混凝土时振动器碰伤管壁等。（4）波纹管安装就位时，在拐弯处折死角，或反复弯曲等，会引起管壁开裂。2.3防治措施（1）金属波纹管出厂时，应有产品合格证并附有质量检验单，其各项指标应符合行业标准预应力混凝土用金属螺旋管（JG/T3013-94）的要求。金属波纹管进场时，应从每批中抽取3根，先检查管的直径，再将其弯成半径为30d的圆弧，高度不小于1m，检查有无开裂与脱扣现象；同时作灌水试验，检查管壁有无渗漏现象。合格后方可使用。（2）金属波纹管搬运时应轻拿轻放，不得抛甩或在地上拖拉；吊装时不得以一根绳索在当中拦腰捆扎起吊。波纹管在室外保管的时间不可过长，应架空堆放并用毡布等有效措施防止雨露和各种腐蚀性气体或介质的影响。（3）金属波纹管的接长，可采用大一号同型波纹管。接头管的长度为200-300mm，在接头处波纹管与居中碰口；接头管两端用密封胶带或塑料热塑管封裹。（4）波纹管与张拉端喇叭管连接时，波纹管应埋入式固定端钢绞线连接时，可采用水泥胶泥或棉丝与胶带封堵。（5）灌浆泌水管与波纹管的连接，其作法是在波纹管上开洞，用带嘴的塑料弧形压板与海绵垫片覆盖并用铁丝扎牢，再接增强塑料管，外径20mm，内径16mm，并伸出梁面约40mm。为防止泌水管与波纹管连接处漏浆，波纹管上可先不开洞并在外接塑料管内插一根钢筋，待孔道灌浆前再用钢筋打穿波纹管，拔出钢筋。（6）波纹管在安装过程中，应尽量避免反复弯曲；如遇到折线孔道，应采取圆弧线过渡，不得折死角，以防管壁开裂。（7）加强对波纹管的保护；防止电焊火花烧伤管壁；防止普通钢筋戳穿或碰伤管壁；防止先穿筋使管壁受损；浇筑混凝土时应有专人值班，保护张拉端埋件、管道、排气孔等。如发现波纹管破损，应及时修复。2.4治理方法（1）对后穿筋孔道，在浇筑混凝土过程中在混凝土凝固前，可用通孔器通孔或用水冲孔，及时将漏进孔道的水泥浆散开或冲出。（2）对先穿筋的孔道，应在混凝土终凝前，用倒链拉动孔道内的预应力筋，以免水泥浆堵孔。（3）如金属波纹管孔道堵塞，应查明堵塞位置，凿开疏通。对后穿筋的孔道，可采用细钢筋插入孔道探出堵塞位置。对先穿筋的孔道，细钢筋不易插入，可改用张拉千斤顶从一端试拉，利用实测伸入值推算堵塞位置。试拉时，另端预应力筋要用千斤顶楔紧，防止堵塞砂浆被拉裂后，张拉端千斤顶飞出。转贴于 中3曲线孔道竖向位置偏差3.1现象在多跨连续预应力混凝土桥梁中，曲线预应力筋的竖向坐标是以预埋的波纹管中心线为准。在实际施工中，检查曲线孔道竖向坐标时经常遇到跨中处坐标偏高与支座处坐标偏低的现象，降低了预应力筋的有效高度，影响梁的承载力和抗裂要求。3.2原因分析（1）控制曲线孔道竖向坐标的钢筋支托位置计算有误或安装不准。（2）设计图纸上所标明的曲线孔道在支座处的竖向坐标有时偏高，但在该节点处纵横钢筋较多，使曲线孔道难以安装到位。（3）在钢筋安装与绑扎过程中，操作工人贪图方便，没有严格控制钢筋位置，尤其在支座处对曲线孔道的竖向坐标影响较大。3.3防治措施（1）在编制施工组织设计期间，应核对曲线预应力筋的坐标高度是否会引起波纹管与梁的钢筋相碰。如在内支座处遇到这种情况，应与设计人员商讨，能否调整钢筋的规格和排列方式，不得已时考虑降低波纹管的坐标高度。在跨中处也可参照处理。至于在其它部位，钢筋应避开波纹管，不得影响波纹管的曲线形状。（2）施工单位应分解绘制预应力筋曲线坐标图、支座（跨中）处钢筋与预应力筋孔道排列详图，并交待给有关操作人员。施工中加强督促检查，严格按图施工。（3）金属小波纹管可采用钢筋支托定位，钢筋支托可点焊在箍筋上，间距为0.5-1mm，防止混凝土浇注后波纹管上浮。3.4治理方法（1）金属波纹管的坐标高度超出允许偏差，但不大于10mm，可不必调整。（2）金属波纹管的坐标高度如超出允许偏差大于10mm，应局部拆开调整至允许偏差内。（3）金属波纹管的坐标高度超出允许偏差较大而无法调整的情况，应会同设计人员根据实际受力情况商讨解决办法。4曲线孔道灌浆密实4.1现象曲线孔道的上曲部位，尤其是大曲率曲线孔道的顶部，孔道灌浆后会产生较大的月牙形空隙，甚至有一段空隙。4.2原因分析（1）孔道灌浆后，水泥浆中的水泥向下沉，水向上浮，泌水趋向于聚集在曲线孔道的上曲部位，随后可能被吸收，而留下空隙或空洞。（2）钢绞线比钢丝泌水多，是由于其灯芯作用。这种现象是由于高的液体压力迫使泌水进入钢绞线的缝隙里，并由此向上流动而被禁锢在顶部锚头的下面。（3）水泥浆的水灰比大，没有掺减水剂与膨胀剂等，在竖向孔道内泌水更为明显。（4）灌浆设备的压力不足，使水泥浆不能压送到位，浆体不密实，孔道顶部的泌水排不出去。（5）灌浆工艺依赖工人的正确与熟练操作技术，否则难以保证灌浆质量。4.3治理方法（1）对重要的预应力工程，孔道灌浆用水泥浆应根据不同类型的孔道要求进行试配，合格后方可使用。（2）对高差大于0.5m的曲线孔道，应在其上曲部位设置泌水管（也可作灌浆用）。泌水管应伸出梁顶面400mm，以便泌水向上浮，水泥向下沉，使曲线孔道的上曲部位灌浆密实。（3）竖向孔道的灌浆方法，可采取一次灌浆到顶或分段接力灌浆，根据孔道高度与灌浆泵的压力等确定，孔道灌浆的压力应符合规范要求。不提倡分段压浆，当确需采用分段灌浆时要防止接浆处憋气。（4）灌浆操作工人应经过培训上岗，严格执行灌浆操作规程，确保孔道灌浆密实。（5）孔道灌浆后，应检查孔道顶部灌浆密实度情况。如有空隙，应采用人工徐徐补入水泥浆，使空气逸出，孔道密实。5张拉作业管理混乱5.1现象（1）张拉设备使用混乱，表现为未经标定、检验或超期使用，随意配套组合使用，造成张拉力不准确，影响结构的抗裂性能。（2）操作人员没有遵照原定的张拉顺序进行张拉，使结构受力不均衡，造成构件变形（侧弯、扭转、起拱不均等），出现不正常裂缝，严重时会使构件失稳。张拉操作不同步、不分级、升压快等，易发生应力骤增，应力变化不均衡，不利于应力调整。5.2原因分析（1）受力概念不清楚，不了解规范、规程要求，不按设计文件和施工方案规定施工，不了解随意操作的严重后果。（2）张拉设备不足，设备使用状态不好，凑合使用。（3）张拉设备不按规定标准标定、检验。（4）施工管理不善，图省事，减少张拉设备调动。5.3防治措施（1）千斤顶、油泵及压力表要经编号配套后进行标定。每套设备标定后应及时绘出张拉力与压力表读数的关系曲系。（2）标定张拉设备用的试验机或测力计精度不得低于2；压力表的直径不得小于150mm，其精度不得低于1.5。（3）经配套标定的张拉设备，必须配套使用，不许随便更换随意搭配组合使用。（4）使用过程中，一旦其中某项设备发生故障，需要更换时，仍须再行配套标定。（5）张拉设备的标定期限，不宜超过半年。对性能稳定的张拉设备，标定期间可放宽，但不得大于一年，设专人管理和督办。（6）张拉前，由质检人员对张拉设备和标定曲线进行验证检查。6预应力筋改变方向处混凝土开裂6.1现象在预应力筋改变方向（弯曲或弯折）处，会产生局部横向力，使混凝土出现裂缝、撕裂、甚至崩出现象。6.2原因分析（1）如果预应力筋偏离直线，在预应力筋与周围混凝土之间会产生径向应力。半径为R的曲线预应力筋，将以单位长度P/R的力挤压混凝土（P预应力筋拉力）。在预应力筋的弯折处，将引起Pa力（a弯折处预应力筋转角，以弧度计）。（2）尽管设计中的预应力筋是直线的，实际施工中的预应力筋会出现有小的偏离，从而在混凝土中产生横向力。由于这些横向力的存在，可能会造成梁中的混凝土出现裂缝。（3）当预应力筋在齿板上锚固时，齿板附近的混凝土会出现裂缝。6.3防治措施（1）在预应力筋弯折处宜加密箍筋或在弯折内侧设置附加钢筋网片国鸣2）为防止实际施工中预应力筋出现偏离，在所有后张梁的腹板中布置一定数量的横向分布钢筋。（3）对预应力