预应力混凝土连续箱梁施工质量缺陷及防治
摘要预应力混凝土箱梁由于其结构轻盈、建筑高度小、配筋少等优点,在公路建设中得到普遍使用,但这种结构桥型在施工中存在一些质量通病或质量缺陷,应引起高度重视。本文对产生通病和缺陷的原因做了剖析,并提出了防治措施。
关键词预应力混凝土箱梁;质量通病;缺陷;防治
预应力混凝土箱梁在施工中存在一些质量通病或质量缺陷及防治措施如下:
1预应力混凝土箱梁预制
1.1箱梁底板与腹板交接处
箱梁底板与腹板交接处易发生漏浆、不密实,出现孔洞、冷缝、水波纹等现象:
1)形成原因:除了设计上钢筋间距、保护层过小外,从施工质量控制角度看主要是:施工工艺不完善,粗集料配级、粒径选择不合理,粗集料偏大。在底层波纹管上缘,粗集料易堆积在一起,而为了保证梁体密实性,必然要加强腹板波纹管下混凝土振捣,有时就可能振捣过度,在波纹管下缘形成一层砂浆层,从外观上看,梁板在腹板局部出现不密实或沿底层波纹管方向出现一层水波纹。
2)预防和质量措施:①制作预制台座时,顶面两侧预埋『50槽钢,凹槽朝外,支侧模前槽内塞寸半胶皮管。即与模板贴附严密,有防治混凝土振捣时渗水、漏浆。②配备30型振捣棒,对梁端机腹板钢筋密集处进行振捣。③箱梁侧模按间距2~4m安装附着式振捣
器。浇筑腹板时插入式振捣器振完后,间断开启附着振捣器三次,每次不超过5s。④采用底板、腹板、顶板全断面、斜向阶梯渐进、分层浇筑工艺,基本同步浇筑。浇筑腹板混凝土要严格控制粗集料粒径,在施工时要控制现场坍落度。
1.2预应力箱梁张拉后反拱度过大,影响桥面系施工
在桥面系施工中,经常发现反拱度偏大,特别是箱梁边梁时反拱度甚至达到2~4cm,导致桥面系施工困难。
1)主要原因:①边跨梁与中跨梁相比,孔道钢绞线设置要多,而且边跨梁有一端不存在负弯矩张拉。②箱梁正弯矩张拉时,由于龄期等原因,混凝土强度未达到设计混凝土强度的75%以上或设计另有要求,张拉后引起跨中反拱过大。③储梁期过长,从正弯矩张拉结束到负弯矩张拉时间间隔过长,甚至超过60d。常常引起前面铺装开裂,此后带来桥面水毁等质量问题。
2)防治措施:①预制台座不起拱或反拱5~15mm,一抵消部分张拉拱度。②严格控制箱梁混凝土施工配合比、拌合时间、坍落度。③注意控制张拉时,混凝土强度、梁体养护龄期尽量接近,如7~10d强度。④及时张拉、出坑、减少存梁期。及时安装,并进行湿接头、中横梁湿接缝施工。⑤浇筑墩台盖梁垫石时,严格控制其高程,尽量控制在负偏差值,既浆低垫石标高5~10mm。
1.3混凝土粘接强度差
梁端封锚、现浇湿接缝湿接头质量控制不严,湿接缝、张拉孔等处混凝土粘接强度差,不能保证箱梁间混凝土受力的连续性。
1)产生原因:箱梁翼板、张拉孔未严格按施工图纸及规范要求预埋环形钢筋、纵向受力钢筋,有少筋、错筋现象发生;浇湿接缝、张拉孔混凝土时,未严格按施工缝处理,直接影响桥梁总体安全。
2)防治措施:①加强检查,落实三检制,强调专检;预埋筋根数、间距,预制梁成型后及时凿出、扳正。②湿接缝施工时,顶板环形锚筋要对齐、焊接。③封锚、湿接头施工前要专人跟班检查凿锚程度、钢筋焊接质量、搭接长度;及时扳正、焊接顶板钢筋,新混凝土前洒水湿润。
2预应力张拉与压浆
2.1预应力张拉
预应力张拉时,张拉力控制不准,实测伸长量与理论计算伸长量偏差,超出规范要求的±6%。
1)主要原因:①油表读数不够准确。目前,一般油表读数精确至1MPa,而末位小于1MPa读数均只能估读,加之持荷时油表指针摆动、视误差等。②千斤顶校验方法有缺陷。千斤顶校验时无论采用主要加压,还是被动加压,往往都是依据加压至整数时对应的千斤顶读数,绘出千斤顶校验曲线。张拉计算时,再将张拉力代入回归曲线技术或进行内插,这样得到的油表读数与千斤顶实际张拉力有误。③计算理论伸长量时,预应力钢绞线弹性模量取值不准确。一般弹模取值主要根据实验确定,取试验值的中间值,钢绞线出厂时虽然能符合GB要求,但本身弹性模量离散较大,甚至超出规范要求。
2)防治措施:①张拉人员的责任心要强且要相对固定,张拉时采用拉应力和伸长量“双
控”。②千斤顶、油表要定期校验,按实际初应力、控制应力校验对应的油表读数。③如有必要加大钢绞线检测频率,每捆钢绞线取样做弹模试验,及时调整钢绞线理论伸长量。
2.2预应力孔道压浆不及时、压浆不饱满
1)施工规范规定:预应力张拉锚固到压浆这段时间控制在48h,这主要是防治预应力筋锈蚀、梁体徐变、拱度过大。但有些施工单位由于施工安排不当,工序衔接不好,一周甚至更长时间才进行压浆,由于张拉后钢绞线锚孔已张拉,比原始钢材碳素晶体间隙加大,水分子及不良气体极易入侵,锈蚀明显加快,加大预应力损失。
2)防治措施:多备一台压浆机,或多备一些易损配件;张拉后及时压浆、封锚。
2.3压浆不够密实
1)除了设计波纹管尺寸选择过小外,从施工角度看,由于压浆时压力不足(许多工地压浆机甚至无压力表)或操作不当,少掺、漏掺膨胀剂或水泥净浆流动度过大,向低处流淌,导致孔道压浆不够饱满,降低了钢绞线与混凝土间的握裹力。
2)防治措施:经设计单位或业主同意,略加大波纹管内径;压浆作业时,现场随时配备稠度计、秒表;技术人员必须跟班检查,控制水灰比、压浆压力;孔道较长或采用一次压浆时,可以适当加大压力。压浆时,应达到孔道另一端溢出浓浆、排气孔排出与规定稠度相同的水泥浆为止,并及时用木塞等塞紧。
3箱梁安装
3.1不能保证支座均匀受力
不能保证支座均匀受力,安装时,很难保证每片箱梁4个临时支座或永久支座均匀受力。
1)由于盖梁支座垫石顶面难以保证完全在一个平面上;有时即使在一个平面上,也因梁底承托或预埋钢板不水平而造成受力不均。特别是端跨连续临时支座与伸缩缝滑动支座变形不一样,更易造成受力不均,甚至脱落,直接影响桥梁使用寿命。
2)防治措施:①定期检测预制台座处平整度应控制在1mm内。②严格控制支座顶面高度,发现误差及时调整。③临时支座设计要考虑施工期间临时荷载作用,并进行超载预压,使用前密封保存。
3.2施工顺序安排不当
1)一联内湿接头、湿接缝施工顺序没有按要求依次、对称施工。这主要是由于施工安排不当、工期过长造成的。按照设计要求,一般一联内箱梁完成体系转换时,施工顺序要求从联端向中间对称进行现浇湿接头、负弯矩张拉,而实际施工中受工期制约,往往不能按照安装顺序浇筑湿接头,这样由于施工方法的改变,箱梁由简支向连续体系转换时,梁长收缩、温度应力影响等均与设计意图有差异。
2)防治措施:①科学、合理安排施工,严格按设计要求顺序进行湿接头施工,并依次、对称张拉。②如果不能做到一联内湿接头对称施工,一联内负弯矩两次张拉。张拉负弯矩时,相邻墩湿接头若已浇筑,则先张拉短束,待一联内湿接头混凝土均已浇筑完成后,再张拉长束,完成体系转换。
参考文献
[1]JTJ041-2000公路桥涵施工技术规范。