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天津市市政工程质量检测中心

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天津市市政工程质量检测中心隶属于天津市交通科学研究院(原天津市市政工程研究院,2015年4月起更名),为独立事业法人单位,是从事市政、公路、桥梁、房建工程材料和实体的质量检测、鉴定验收、法律仲裁、技术咨询的综合性第三方专业检测服务机构。

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【转载】预应力梁板施工中常见质量问题探讨  

2014-04-28 13:34:45|  分类: 桥梁工程 |  标签: |举报 |字号 订阅

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本文转载自预应力张拉设备《预应力梁板施工中常见质量问题探讨》
预应力技术应用于工程建设的时间仅有半个世纪,但是,随着我国公路桥梁建设事业的迅速发展,随着预应力设计、计算理论的不断完善和施工工艺的逐步成熟,今天,预应力技术已广泛应用于公路桥梁的各种结构中。笔者根据多年从事公路桥梁施工的实践,就预应力梁(板)的施工过程中存在的一些问题进行分析和采取相应的预防措施。
  1、常见问题产生的主要原因和预防措施
  (1)预应力钢筋或金属螺旋管生锈。主要是材料堆放不符合要求造成的。考虑到运输成本等原因,预应力钢筋和金属螺旋管一次进场的数量都较多,如果工程进度滞后,它们在现场堆放的时间就会很长,一旦受潮,很容易生锈,从而影响工程质量。预应力钢筋应放置在离开地面清洁、干燥的环境中,并应覆盖防水帆布。而金属螺旋管应搭棚堆放,并离开地面至少40cm。
  (2)张拉前梁(板)底板跨中附近出现横、竖向裂缝。主要是由制梁台座在灌注混凝土时或之后出现了不均匀沉降引起的。有些施工单位不重视制梁台座的地基处理,或在灌注混凝土前没对制梁台座进行预压,很容易出现不可挽救的质量问题。重庆高速公路某大桥为14*30米T型梁桥,因制梁台座在T梁灌注前未进行预压,结果前期灌注的4片T梁在拆模后全部在梁底跨中附近出现裂缝,直接导致这4片T梁全部报废,造成了较大的经济损失。后经测量,此4个制梁台座最大沉降达8cm。所以,如果梁(板)是在预制场预制,制梁台座地基应用砂包做预压处理;如果是在钢管支架上预制或现浇,应清除支架地基的浮土,大致整平、夯实,并做好排水工作,钢管架立柱下应放置枕木或条石。最后,钢管架还要做预压处理。
  (3)张拉后空心板端部截面的顶、底板出现竖向微裂缝。主要是由于空心板端部横向配筋较弱引起的。江西泰赣高速公路一座大桥为7×16M后张预应力空心板梁,此桥上部用跨上预制横移的方法施工,空心板在张拉后发现端部截面的顶、底板在中间附近出现竖向微裂缝,长度达20cm、宽达1mm。经检查混凝土强度及钢筋强度均达标,预应力张拉力控制良好,施工顺序恰当,而且此种情况在其他工程项目也较为常见。后来加强了空心板端部1m范围内的横向钢筋后,此种情况消失。
  (4)张拉时工作夹片与钢绞线互相刮损。主要原因是工作夹片与限位板型号不配套。当千斤顶拉出钢绞线时,工作夹片跟着后退,退到后面的限位板后夹片找开,钢绞线被顺利拉出,当限位板的限位值相对夹片偏小时,工作夹片张开的量不够,工作夹片于是与钢绞线互相刮损,这种情况会磨损工作夹片的刻丝,导致钢绞线滑丝,出现质量事故。
  (5)张拉时锚下混凝土因局部受压被压裂。这种现象在各个项目中都比较常见,主要原因是锚下混凝土不密实或锚下混凝土配筋不足。预应力梁(板)的腹板一般比较薄,而锚固区的钢筋又很密,如果混凝土中碎石粒径偏大或者振捣不好,很容易出现混凝土不密实的情况。所以,除了要控制好碎石级配外,还要严格控制碎石的最大粒径。同时,在振捣锚固区的混凝土时,可以换成小一型号的振捣棒振捣或加长底(侧)模振捣器的震动时间。另外,设计人员在锚下一般只设计了螺旋形配筋或钢筋的其中一种,根据施工实际情况应同时采用两种钢筋,能圈套的提高锚下混凝土的局部承压能力。
  (6)张拉时预应力筋出现断。这种现象原因很多,第一,预应力强度指标等不符合要求;其次,施工时实际张拉力超出设计张拉力许多;另外,预应力管道渗入了水泥浆。预应力筋出现断丝情况,应首先对预应力盘进行检验,看预应力筋是否质量合格。如果预应力筋质量合格,则应校验千斤顶和油表,检查实际张拉力是否超出设计张拉力。有些施工队伍习惯或根据实际情况要在灌注混凝土前将预应力筋穿进预应力金属管,而金属管在灌注主梁混凝土时有可能会渗进水泥浆,凝固的水泥浆会对张拉预应力筋生产影响。当千斤顶一次张拉多根预应力钢筋时,预应力钢筋会出现受力不均匀的情况,从而导致断丝的发生。在条件允许的情况下,应先在预应力管道内穿入橡胶棒后再灌注混凝土。预应力管道的接头一定要用胶布缠密实,而且在浇注混凝土时,振捣棒注意不要直接接触预应力管道,以免把它戳穿。为防万一,在梁(板)混凝土灌注完毕,终凝之前,将预应力筋或橡胶棒前后拉动,防止渗进去的水泥浆凝固成块。
  (7)张拉实际伸长值超出理论计算范围。如果发现预应力钢筋实际伸长值超出理论计算值6%以上,应首先重新校验张拉千斤顶和压力表。如果张拉千斤顶和压力表都正常,那么出现这种情况可能是以下几个原因:理论计算时预应力钢筋弹性模量ES取值不准,导致理论计算伸长值偏小或偏大(一般是偏小),所以如果实验条件许可,ES值都应该通过试验取得;计算预应力钢筋理论伸长时预应力筋的长度L没有加上锚垫板至工具夹片的前端的距离,导致理论伸长值偏小;计算预应力钢筋理论伸长值时,计算张拉最大控制应力采用设计值,但实测伸长值时却是在预应力筋在超张拉应力(1.03QK或1.05QK)的情况下量测,这就导致理论伸长值相对实测值偏小
  (8)灌浆时孔道堵塞。其原因主要有:一是在浇注混凝土时,水泥浆渗进管道,凝固后堵塞孔道;二是灌注水泥浆水灰比不当,水泥用量过多;三是灌注水泥浆搅拌后放置时间过长;四是灌浆时中途出现停顿。
  (9)灌浆后梁(板)底板预应力管道位置出现裂缝。有混凝土保护层过薄或灌浆时压力过大的原因,还有另外一个原因就是水泥浆中膨胀剂用量过大,水泥浆凝固后膨胀将混凝土干用胀裂。所以预应力管道应严格按照设计图中预应力筋的曲线坐标用定位筋牢牢固定;空心板梁的芯模应使用可靠有效的措施固定,防止芯模上浮或下沉;压灌水泥浆中膨胀剂的用量一定要通过试验确定,具体试验方法可以参考《桥涵施工技术规范》。
  2、处治方法
  在实际施工过程中,应尽量避免出现质量问题,但问题真的出现时,只要不影响外观和使用安全,可采取一些措施来纠正或弥补这些缺陷。
  (1)预应力钢筋允许有轻微的浮锈,但如果有肉眼可见的麻坑,预应力钢筋应作废。金属螺旋管生锈,如果除锈后其有效厚度小于规范规定的最小厚度,金属管应作废。
  (2)张拉前底板跨中附近出现横、竖向裂缝,如果缝宽超过0.2㎜,应报废重新制作。
  (3)张拉后空心板端部截面的顶、底板出现的竖向微裂缝一般不影响结构的正常使用,因为端部截面还要进行封端,所以只要裂缝宽度不超过0.4㎜,对裂缝进行修补后即可继续使用。
  (4)张拉过程中如果发现锚座下混凝土开裂,应立即停止张拉,并放松已经张拉的预应力钢筋,凿除锚下混凝土;如果是配筋不够的原因,还要增加配筋。然后,用高强混凝土、环氧树脂或两者的混合物(强度不低于梁体混凝土的设计强度等级)修补,待混凝土达到设计强度后,即可张拉灌浆。
  (5)每块板中不允许有一根钢绞线断裂,每根钢绞线束中断丝不得超过两丝,张拉时如果预应力钢筋断丝数量超过以上规定时,原则上要更换,当不能更换时,可采取其他补救措施,如提高其他束的应力值等。
  (6)灌浆时应尽量避免孔道堵塞,如果发生堵塞应从另一端灌水,观测梁体两侧的色泽与水印,判定堵塞部位,然后在梁体一侧钻孔清除堵塞处钢纹线上的混凝土或水泥浆,并认真填补钻孔(可用高强混凝土地、环氧树脂或两者的混合物填补),最后再进行孔道的正常压浆。
  (7)灌浆后梁(板)底预应力钢筋管道附近出现裂缝,如果裂缝宽度不超过0.2㎜,对裂缝进行修补后梁(板)可以继续使用。
  3、结语
  预应力技术虽然在我国得到了迅猛的发展,但对于一些中小型施工企业来说,预应力技术的运用并不十分熟练,往往存在一些不足或错误。这时候,我们就应该善于发现问题,及时改正问题,让预应力技术为交通建设事业更好地服务。
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