先简支后连续箱梁顶板负弯矩施工质量控制

李传靖

【摘要】本文针对先简支后连续箱梁顶板负弯矩施工中存在穿束穿不过、锚具碎裂、锚头下锚板处混凝土变形开裂、钢绞线滑丝与断丝、张拉后预应力筋伸长量偏差过大、压浆不饱满等问题，进行原因分析，提出了相应的预防措施和处理方法。

【关键词】预应力筋;张拉力

0.前言

先简支后连续箱梁在体系转换后，现浇湿接头处承受着最大的负弯矩和最大的剪力，是连续箱梁的关键部位。负弯矩区的预应力直接关系到桥梁的安全和使用寿命，桥面铺装的开裂也与其有很大的关系。由于国内施工单位的质量意识和现场管理水平以及施工队伍施工水平良莠不齐，先简支后连续预制箱梁顶板负弯矩施工很容易产生施工质量问题。主要有张拉时预应力钢束的伸长量不足；孔道压浆不饱满或局部空洞。本人根据多年施工经验，着重探讨顶板负弯矩施工中极易出现的问题及防治处理措施。

1.张拉前理论计算

张拉施工中采用油压表读数和钢绞线拉伸量测定值双控。施工前确定张拉时的各项参数，计算出预应力筋的理论伸长量。

1.1张拉力及伸长量计算

①预应力平均张拉力计算公式及参数：

P=

式中：

P—预应力筋平均张拉力（N）。

P—预应力筋张拉端的张拉力（N）。

L—从张拉端至计算截面的孔道长度（m）。

θ—从张拉端至计算截面的曲线孔道部分切线的夹角之和（rad）。

k—孔道每米局部偏差对摩檫的影响系数。

μ—预应力筋与孔道壁的摩檫系数。

②预应力筋的理论伸长值计算公式及参数：

Δl=PL/（nAE）

式中：

P—预应力筋平均张拉力（N）。

L—预应力筋的长度（mm）。

A—预应力筋的截面面积（mm2）。

E—预应力筋的弹性模量（N/mm2）。

1.2千斤顶张拉力与对应油表读数计算

根据校顶数据，按线性回归方程求得千斤顶对应的油表读数（油表与千斤顶必须配套使用）。

2.张拉施工常见问题成因及防治处理措施

2.1穿束穿不过

主要原因是预应力波纹管破损漏浆或在施工中被踩、挤、压瘪。防治及处理措施：①波纹管必须具备足够的承压强度和刚度。有破损管材不得使用。波纹管连接应根据其号数，选用配套的波纹管。连接时两端波纹管必须拧至相碰为止，然后用胶布或防水包布将接头缝隙封闭严密。②浇筑混凝土时应保护预应力管道，不得碰伤、挤压、踩踏。发现破损应立即修补。③砼浇筑前将预应力筋穿入孔道，浇筑混凝土开始后，派专人抽动预应力筋，如发现堵孔，应及时疏通。④确认堵孔严重无法疏通的，应设法查准堵孔的位置，凿开该处混凝土疏通孔道。

2.2锚具碎裂

主要原因有两种：①锚具热处理不当，硬度偏大，导致钢材延性下降太多，在高应力下发生脆性断裂。②锚具钢本身存在裂纹、砂眼、夹杂等隐患或因热处理淬火、锻压等原因产生裂缝源，在受到高应力的集中作用裂缝发展碎裂。防治及处理措施：①加强对锚夹具的出厂前和工地检验，锚夹具的技术要求应符合我国国家标准《预应力筋用锚夹具和连接器》（GB/T14370-93）类锚具的要求。②有缺欠、隐患或热处理后质量不稳定的产品一律不得使用。③若已出现质量问题，应立即更换有裂缝和已碎裂的锚具。同时对同批量的锚夹具进行逐个检查，确认合格后才能继续使用。

2.3锚头下锚板处混凝土变形开裂

主要原因有两种①锚板附近钢筋布置很密，浇筑混凝土时，振捣不密实。②锚垫板下的钢筋布置不够、受压区面积不够、锚板或锚垫板设计厚度不够，受力后变形过大。防治及处理措施：①锚板、锚垫板必须有足够的厚度以保证其刚度。锚垫板下应布置足够的钢筋，以使钢筋混凝土足以承受因张拉预应力索而产生的压应力和主拉应力。②浇筑混凝土时应特别注意在锚头区的混凝土质量，因在该处往往钢筋密集，混凝土的粗骨料不易进入而只有砂浆，会严重影响混凝土强度。③若问题已经发生将锚具取下，凿除锚下损坏部分，然后加筋用高强度混凝土修补，将锚下垫板加大加厚，使承压面扩大。

2.4钢绞线滑丝与断丝

主要原因有两种：①锚夹片硬度指标不合格，硬度过低，夹不住钢绞线或钢丝；硬度过高则夹伤钢绞线或钢丝，有时因锚夹片齿形和夹角不合理也可以引起滑丝与断丝。②钢绞线的质量不稳定，硬度指标起伏较大，或外径公差超限，与夹片规格不相匹配。③钢绞线在施工过程中被电弧等外因所伤。防治及处理措施：①锚夹片硬度除了检查出厂合格证外，在现场应进行复检，有条件的最好进行逐片复检。②钢绞线或钢丝的直径偏差、椭圆度、硬度指标应纳入检查内容。如偏差超限，质量不稳定，应考虑更换钢绞线或钢丝的产品供应单位。③在施工过程中采取有效措施防止电焊等伤及预应力筋。④滑丝断丝若不超过规范允许的数量，可不预处理，若整束或大量滑丝和断丝，应将锚头取下，经检查并更换钢束重新张拉。

2.5张拉后预应力筋伸长量偏差过大

主要原因是①钢绞线的实际弹性模量与设计采用值相差较大。②孔道实际线形与设计线形相差较大，以致实际的预应力摩阻损失与设计计算值有较大的差异或实际孔道摩阻参数与设计取值有较大的出入也会产生延伸率偏差过大。③初应力用值不合适或超张拉过多。④张拉过程中锚具滑丝或钢束内有断丝。⑤张拉设备未做标定或表具读数离散性过大。防治及处理措施：①每批预应力筋应复验，并按实际弹性模量修正计算延伸值。②箱梁浇筑砼时，预应力管道按规定可靠固定。并注意保护管道，不得踩压，不得将振捣棒靠在管道上振捣，造成管道变形、移动、上浮等。③按照预应锚具力筋的长度和管道摩阻力确定合适的初应力值和超张拉值。④检查和钢绞线有无滑丝或断丝。⑤校核测力系统和表具。

2.6如张拉后预应力筋延伸率偏差过大

应更换该束，查明原因，重新张拉。

3.孔道压浆质量控制

孔道压浆是保证预应力实施有效作用的措施之一(起着防止钢绞线锈蚀、传递应力、约束钢绞线滑动、减少预应力松弛等作用)，应予以高度重视。目前预应力混凝土灌浆技术只有两种:①原始压浆法；②真空吸浆法。前种方法往往很难保证孔道内水泥浆的密实性,而后种方法是目前改善灌浆密实性的最佳方案。但是由于受一些条件限制，目前国内使用原始压浆法施工的仍然很多，下面主要探讨一下原始压浆法的质量控制。

3.1压浆不饱满的原因

预应力混凝土连续箱梁在体系转换施工过程中，负弯矩孔道压浆容易存在不饱满或局部空洞的现象，主要有以下原因：①灌浆前孔道未用高压水冲洗，灰浆进入管道后，水分被大量吸附，导致灰浆难以流动。②孔道中有局部堵塞或障碍物，灰浆被中途堵住；管道排气孔堵塞，灌浆时空气无法彻底排出。③压浆工艺问题，出浆口没有止浆开关，在压浆过程中没有持压阶段或灰浆在终端溢出后持荷继续加压时间不足，导致了不密实现象的存在。④在预制梁段尺寸不准确，预制段和现浇段的扁波纹管连接成折线状(有水平方向折线和竖直方向折线二种)，波纹管处钢筋又较密，容易使压浆堵塞；⑤波纹管在混凝土浇筑和箱梁安装过程中发生变形，湿接头浇注前没有对变形的波纹管进行有效的调整，使压浆管道的有效空间减小；⑥灰浆配置不当。如所有的水泥泌水率高（3h后超过3%），水灰比大（大于0.5）灰浆离析等。

3.2预防措施及处理方法

①孔道在灌浆前应以高压水冲洗，除去杂物、疏通和润湿整个管道。②配置高质量的浆液。灰浆应具有良好的流动速度并不易离析，可掺入适量的减水剂和微膨胀剂，但不得掺入对管道和钢束有腐蚀作用的的外掺剂，掺量和配方应试验确定。③管道及排气口应通畅。压浆时应从低处往高处压（参考压力0.3~0.5Mpa），待高端孔眼冒溢浓浆后，堵住排气口持荷（0.5~0.6Mpa）继续加压，待泌水流干后在塞住孔口。④对管道较长或第一次压浆不够理想的，可进行二次压浆。

4.结语

在实际施工过程中，要加强施工技术人员的质量教育，提高操作人员的责任心，对每一道工序都要按照设计及规范要求施工。特别是在箱梁预制施工时对波纹管的定位、砼浇筑时对波纹管的保护、锚垫板位置及此处砼的振捣等加强监管。在箱梁后期负弯矩施工时会避免一些质量通病的出现，即满足了施工质量要求，也保证了桥梁运营后的安全性和使用寿命。[科]