浅谈桥梁竖向预应力施工质量的控制

浅谈桥梁竖向预应力施工质量的控制摘要：针对预应力混凝土箱梁腹板出现斜向裂缝的现象，介绍必须重视腹板竖向预应力的施工质量，对如何减小预应力损失，改进压浆工艺，确保压浆质量提出了具体方法。该文分析了竖向预应力施工质量的通病，提出了确保竖向预应力施工质量的控制措施，并从锚具系统、管道系统和张拉锚固工艺方面提出了有关改进建议关键词：预应力砼箱梁；竖向预应力；施工；质量控制Abstract:aimingattheprestressedconcreteboxgirdercrackappearedinclinedtoredesignphenomenon,mustpayattentiontotheverticalwebsintroductiontheprestressedconstructionofthequality,ofhowtoreducethelossofprestress,improvedgroutingprocess,ensuregroutingqualityputforwardtheconcretemethod.Thispaperanalyzesthecommonproblemsofverticalprestressedconstructionquality,putforwardtoensuretheconstructionqualityofverticalprestresscontrolmeasures,andfromtheanchoragesystem,pipingsystemsandtensionanchorprocessthispaperputsforwardsomeSuggestionsforimprovementKeywords:prestressedconcretebox;Verticalprestressed;construction;Qualitycontroll箱梁腹板开裂的情况及原因分析预应力砼箱粱结构在我国大、中型跨径桥梁中广泛被采用近年来发现箱粱出现开裂的现象相当严重，特别是箱梁腹板开裂占了一定的比例。就开裂的桥梁来看，竣工通车时间在10a左右，开裂的情况比较严重，裂缝宽度在0，25mm以上，裂缝贯通腹板厚度，多发生在腹板的薄弱部位，如预留的过人孔和通气孔，裂缝呈倾斜向，明显表现出斜截面上抗主拉应力不够。个别桥梁发现得比较早，通车1a后就发现了，后逐渐扩展，影响到桥梁的正常使用。随着交通量的迅猛增长，以及车辆载重超载现象严重，而当时技术标准偏低；设计时对结构构造、主拉应力等问题考虑不周；施工中对质量要求不严；工程质量监理体系不健全；桥梁竣工通车后，桥面损坏不及时维修，随意加厚加载；有少数桥在桥下建房，改变桥梁原设计的应力状态。2竖向预应力的结构形式简介(1)预应力筋。通常采用高强度精轧螺纹钢筋和钢绞线作为竖向预应力筋。其中高强度精轧螺纹钢筋最为常用，在桥梁中一般使用25、32、36和鱼40等4种规格的精轧螺纹钢筋；其强度级别一般为L540级(屈服强度大于540MPa，抗拉强度大于835MPa)，]L750级(屈服强度大于750MPa，抗拉强度大于990MPa)，JL800级(屈服强度大于800MPa，抗拉强度大于l000MPa)，JL930级(屈服强度大于930MPa，抗拉强度大于1080MPa)，JL1080级(屈服强度大于1080MPa，抗拉强度大于l230MPa)5种，其中32规格、JL750级和JL1080级精轧螺纹钢筋在桥梁中使用普遍；其弹性模量Ey=2.0105MPa。预应力筋的作用是通过张拉后，使预应力筋伸长，并锚定于混凝土中，通过混凝土阻止预应力筋的自由回缩，使构件在承担使用荷载以前在其内部形成一种人为的应力状态，并使结构在使用阶段所产生的部分主拉应力能被预加压应力抵消，有效地消除或延缓桥梁裂缝的出现和开展，提高结构的耐久性，并相应增加构件的刚度。(2)波纹管。对于32规格的精轧螺纹钢筋，一般采用D外一56mm的金属圆形波纹管和D内=50mm的塑料圆形波纹管。波纹管主要起成孔、导向与定位的作用。(3)锚具。锚具根据布置位置和作用，分为固定端锚具与张拉端锚具；固定端锚具(包括锚垫板、螺母)在混凝土浇筑后与构件连为一体，以利于预应力传递给构件；张拉端锚具则只有锚垫板在混凝土浇筑后与构件连为一体，而其螺母可自由松紧，以便于张拉时进行预应力筋锁定锚固。采用高强度精轧螺纹钢筋作为预应力筋时，锚具一般由锚垫板和螺母组成，亦有自锚式锚具(用于固定端，即锚垫板和螺母集为一体，该锚具起锚垫板作用，又起螺母作用，一般为端平面圆锥孔锥形结构)。锚垫板通常采用普通厚钢板和铸钢制作；普通厚钢板垫板一般为平板圆孔方形和平板圆锥孔方形两种结构；铸钢垫板一般为端平面圆孔锥形和端平面圆锥孔锥形两种结构。螺母与锚垫板配套使用，有锥面锥形螺母、锥面六角螺母和平面六角螺母3种主要形式。(4)水泥浆。根据设计要求，采用不低于42．5水泥，按一定的水灰比，并掺人一定量外加剂，用压浆机搅拌而成，压人管道内；使预应力筋和混凝土粘结成整体，以防止预应力筋生锈，并相应增加构件的刚度，确保构件获得长期的有效预应力，使其结构受力良好。3竖向预应力筋压浆存在的质量问题竖向预应力筋普遍存在压浆质量不好的问题竖向预应力筋一般采用如图l所示构造32精轧螺纹钢筋是目前使用较多的一种3．1压浆不通设计的压浆管道不牢固，一般为波纹管和薄铁皮管，厚度只3mm，由于管道上设的压浆管在安装过程、混凝土浇注，以及振捣时很容易脱落，造成压浆孔堵塞。而排气孔是锚固螺母上开十字槽，或者依靠锚固螺母和螺纹钢筋的问隙来排气、排浆，施工中很容易堵塞，造成压浆不通。3．2压浆不饱满竖向压浆一般采用纵向预应力通用的压浆设备，压浆机排量大、压力大，水泥浆水灰比偏大，而1根竖向预应力筋管道所需要水泥浆量很小，压浆时间很短，螺母上的十字槽和空隙也在排气，没有持压装置，竖向钢筋是垂直的，水泥浆必然会分泌、沉淀，即使压通了，但造成上端总有一段空隙部分没有水泥浆，而这一段恰恰又是预应力锚头的关键部位。3．3压浆很难起到粘结、握裹作用由于竖向预应力钢筋不同于多根钢绞线和平行钢丝，单根钢筋本身刚度大，周边面积小，加上压进去水泥浆不饱满，很难起到粘结、握裹作用。也考虑过将波纹管直径加大，但握裹力不一定会增加，如果压浆不饱满对腹板断面削弱加大，反而不利;4竖向预应力施工质量控制措施(1)首先根据设计图纸对预应力束和管道的坐标和平面位置进行放样。在预应力管道和钢束定位后，要检查管道是否畅通、是否被刮破有孔、接头是否松动和位置及坐标是否准确等，发现问题要及时处理。(2)下料前，如有目测可见的弯折必须调直并清除表面浮锈、污物、泥土，钢筋表面如有明显凹坑及其他缺陷，则应剔除该段，另外还应去除两端由于钢厂剪切造成的扁头。采用砂轮切割机切割下料，切割后需去除毛刺。在波纹管附近电焊钢筋时，要对波纹管加以防护，焊完再仔细检查。并严格禁止电焊火花和氧割靠近预应力束，防止电焊手线触及预应力束及其管道，影响张拉施工质量。(3)在波纹管相接处用大一号的接头套接，套接长度为30cm左右；接管处及管道与喇叭管连接处应用胶带或冷缩塑料管将其密封防止漏浆，并用黑胶布胶封接头，要求接头牢靠可行。波纹管定位时用定位钢筋焊接在箍筋或主筋上，定位后的管道轴线偏差要求不大于5mm将波纹管携钢柬定位牢靠和准确安装时，定位钢筋应焊接牢固，波纹方向与穿束方向要一致；预应力束孔道要求锚垫板与锚束垂直，扩孔中与束孔中心、锚固中心与垫板中心均应同心。(4)安装竖向预应力管道和竖向预应力钢筋锚固端时，预应力精轧螺纹钢筋下端要支垫牢固，以防下坠；锚固端螺母与锚垫板之间要拧紧，并用黄油将间隙填满，防止水泥浆从下口进入堵管；波纹管下口与固定端锚垫板要密封好，且在安装时防止波纹管变形、穿孔，造成管道漏浆而堵管；在混凝土浇筑前，张拉端螺母与锚垫板要拧紧到位，并用黄油或棉纱将缝隙堵塞好，以防进浆，在混凝土浇筑后，及时清理槽口混凝土，及时进行张拉和压浆，防止管道堵塞而无法压浆。(5)预应力高强精轧螺纹钢筋在固定端露出锚具的长度应等于或大于钢筋的直径；在张拉端露出锚具的长度应大于或等于钢筋六扣螺距，张拉结束后用砂轮切割机切割多余部分，割后露出锚具长度与固定端相同。浇筑混凝土时，振捣人员应熟悉孔道位置，严禁振动棒与波纹管接触而使波纹管受伤，造成成孔尺寸偏差过大或波纹管漏浆；在混凝土浇筑后试通水洗管。(6)混凝土浇筑完成以后，要及时清理竖向预应力张拉端面，并将每段梁上预应力筋编上相应的号码，张拉过程依据号码进行，并认真做好张拉记录。参考文献：[1]周覆无粘结力筋与体外力筋预应力砼桥梁的发展历程与现状[J]．桥梁建设．1997．(3)[2]JTJ041—2000，公路桥涵施工技术规范[S]．[3]刘孝平．桥梁设计的极限状态理论[M]．北京：人民交通出版社，1989．[4]杨晓玲，陈湘林箱梁腹板开裂与竖向预应力质量的探讨[J]．湖南交通科技，2001(1)