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預應力混凝土砼組合箱梁施工常見的質量缺陷與防治措施

2010-09-24 16:48  來源網(wǎng)絡  【  【打印】【我要糾錯】

  摘 要:針對先簡支后連續(xù)的組合箱梁設計、施工中經(jīng)常出現(xiàn)的質量通病,本文提出了防治措施及建議。

  預應力混凝土砼組合箱梁這種結構形式由于其結構輕盈、建筑高度小,配筋少等優(yōu)點,在國內高等級公路中普遍使用,但這種結構橋型在施工中存在一些質量通病或質量缺陷,應引起重視。

  1、預應力混凝土砼組合箱梁預制、安裝

  1.1 箱梁底板與腹板交接處發(fā)生漏漿、不密實,出現(xiàn)孔洞、冷縫、水波紋等現(xiàn)象。這種缺陷形成的原因,除了設計上鋼筋間距、保護層過小外,從施工質量控制角度看主要是:施工工藝不完善,粗骨料級配、粒徑選擇不合理,粗骨料偏大。在底層波紋管上緣,粗骨料易堆積在一起,而為了保證梁體密實性,必然要加強腹板波紋管下混凝土振搗,有時就可能造成振搗過度,在波紋管下緣形成一層砂漿層,從外觀上看,梁體在腹板局部出現(xiàn)不密實或沿底層波紋管方向出現(xiàn)一層水波紋。

  防治措施:

  采用底板、腹板、頂板全斷面斜向循環(huán)漸進澆筑工藝,基本同步澆筑,振搗腹板波紋管以下混凝土要嚴格控制粗骨料粒徑、施工時塌落度,必要時對粗骨料進行過篩。

  1.2 預應力箱梁張拉后反拱度過大,影響橋面系施工。在橋面系施工中,經(jīng)常發(fā)現(xiàn)反拱度偏大,特別是組合箱梁邊梁有時反拱度甚至達到4~5cm,導致橋面系施工困難。這主要是因為:①邊梁與中梁相比,預應力筋較多,而且邊梁不存在負彎矩張拉。②組合箱梁正彎矩張拉時,由于齡期等原因,彈性模量未達到設計強度的85%以上,引起張拉后跨中反拱過大。③儲梁期過長,從正彎矩張拉結束到負彎矩張拉時間間隔太長,甚至超過60天。常常引起橋面鋪裝層開裂,此后帶來橋面水毀等質量問題。

  防治措施:

 、僮⒁饪刂茝埨瓡r混凝土彈性模量。②嚴格控制箱梁混凝土施工配合比。③及時張拉、出坑,減少存梁期,及時安裝,并進行濕接頭、濕接縫施工。

  1.3 箱梁翼板、張拉孔未嚴格按施工圖紙及規(guī)范要求預埋環(huán)形鋼筋、縱向受力鋼筋,少筋、錯筋現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生,澆濕接縫、張拉孔混凝土時,未嚴格按施工縫處理,即扳正、焊接頂板預留鋼筋,老混凝土面鑿毛,新澆混凝土前須灑水潤濕。濕接縫、張拉孔等處混凝土粘結強度差,不能保證箱梁間混凝土受力的連續(xù)性,直接影響橋梁總體安全。

  防治措施:

 、偌訌姍z查,張拉孔(特別是大的張拉孔)預埋筋千萬不能少埋,梁預制成型后及時鑿出扳正。②濕接縫施工時,頂板環(huán)形錨筋要對齊焊拉。③封閉張拉孔及濕接縫施工時要專人跟班檢查其鑿毛程度、鋼筋焊接質量、搭接長度,混凝土澆筑時要嚴格按施工縫處理,灑水潤濕。

  1.4 組合箱梁安裝不能保證每片梁下4個臨時支座或永久支座均勻受力。由于組合箱梁支座頂面難以保證完全在一個平面上,有時即使在一個平面上,也有可能因梁底不平造成受力不均,特別是端跨梁因永久支座與橡膠支座變形不一樣,更易造成受力不均,甚至脫空,直接影響以后橋梁使用。

  防治措施:

 、俣ㄆ跈z測梁底模板支座處平整度,控制在1m以下。

 、趪栏窨刂婆R時支座頂面高程,發(fā)現(xiàn)誤差及時調整。 

  ③臨時支座設計時要考慮施工期間臨時荷載作用,并進行超載預壓,使用前密封保存。

  1.5 一聯(lián)內濕接頭、濕接縫施工順序沒有按設計要求對稱施工。這主要是由于施工安排不當、工期過長造成的。按照設計要求,一般一聯(lián)內組合箱梁完成體系轉換時,施工順序要求從聯(lián)端向中間對稱施工,而在實際施工中有時受工期制約,往往按安裝順序施工濕接頭,這樣由于施工方法的改變,組合箱梁從簡支變?yōu)檫B續(xù)時,梁長收縮、溫度應力均與設計時考慮有差異。

  防治措施:

  如果不能做到一聯(lián)內濕接頭對稱施工,一聯(lián)內負彎矩分兩次張拉,張拉負彎矩時,相鄰墩濕接頭混凝土均已澆筑,張拉時先張拉短束,待一聯(lián)內濕接頭混凝土均澆筑完成后再張拉長束,完成體系轉換。

  2、預應力張拉與壓漿

  2.1 施加預應力張拉時應力大小控制不準,實測延伸量與理論計算延伸量超出規(guī)范要求的±6%。其主要原因:①油表讀數(shù)不夠精確。目前,一般油表讀數(shù)至多精確至1Mpa?熏1Mpa以下讀數(shù)均只能估讀,而且持荷時油表指針往往來回擺動。②千斤頂校驗方法有缺陷。千斤頂校驗時無論采用主動加壓,還是被動加壓,往往都是采用主動加壓整數(shù)時對應的千斤頂讀數(shù)繪出千斤頂校驗曲線,施工中將張拉力對應的油表讀數(shù)在曲線上找點或內插,這樣得到的油表讀數(shù)與千斤頂實際拉力存在著系統(tǒng)誤差。另外,還可能由于千斤頂油路故障導致油表讀數(shù)與千斤頂實際張拉力不對應。③計算理論延伸量時,預應力鋼鉸線彈模取值不準。一般彈模取值主要根據(jù)試驗確定,取試驗值的中間值,鋼鉸線出廠時雖然能符合GB要求,但本身彈模離散較大,不太穩(wěn)定,可能導致實測延伸量與理論延伸量誤差較大,超出規(guī)范要求。

  防治措施:

 、購埨藛T要相對固定,張拉時采用應力和伸長量“雙控”。②千斤頂、油表要定期校驗,張拉時發(fā)現(xiàn)異常情況要及時停下來找原因,必要時重新校驗千斤頂、油表。③千斤頂、油表校驗時盡量采用率定值,即按實際初應力、控制應力校驗對應的油表讀數(shù)。④擴大鋼鉸線檢測頻率,每捆鋼鉸線都要取樣做彈模試驗,及時調整鋼鉸線理論延伸量。

  2.2 應力孔道壓漿不及時、壓漿不飽滿。施工規(guī)范規(guī)定:預應力張拉錨固到壓漿這段時間最多不超過14天,這主要是防止預應力筋銹蝕,但有些施工單位由于施工安排不當,工序銜接不好,數(shù)月甚至更長時間才壓漿,由于張拉后預應力筋毛孔已張拉,比原始鋼材碳素晶體間歇加大,水分子及不良氣體極易浸入,銹蝕明顯加快,引起預應力損失加大。

  防治措施:

  張拉后及時壓漿封錨。

  2.3 負彎矩鋼束壓漿不密實,這除了設計時波紋管尺寸選擇過小外,從施工角度看可能是由于壓漿時壓力不夠(許多工地壓漿機無壓力表)或操作不當,漏摻膨脹劑或水泥漿流動度過大,向低處流淌,導致孔道壓漿不飽滿,降低了預應力筋與混凝土間的握裹力。

  防治措施:

  經(jīng)設計單位或業(yè)主同意,略加大波紋管內徑;壓漿時技術人員必須跟班檢查,控制灰漿壓力,當孔道較長或采用一次壓漿時,應適當加大壓力,壓漿時應達到孔道另外一端飽滿出漿,并應達到排氣孔排出與規(guī)定稠度相同的水泥漿為止。

  3、箱梁頂面調平層

  由于箱梁張拉起拱,安裝誤差等原因,造成箱梁頂面調平層厚度不均勻,箱梁頂面調平層特別是負彎矩區(qū)橋面調平層縱、橫向產(chǎn)生不規(guī)則裂紋。由于組合箱梁橋面調平層只有50~60mm厚,在中墩支座處是負彎矩區(qū),上緣受拉,有的設計要求調平層與箱梁頂板必須按施工縫處理,這樣即使橋面鋪裝與組合箱梁形成整體后,鋪裝層參與受力,按三角形應力分布圖式,越是距中性軸越遠的地方,應力越大,越容易開裂,而且箱梁是預應力混凝土,調平層是普通鋼筋混凝土,熱膨脹系數(shù)不一樣,因此隨著時間的推移,5cm厚的混凝土調平層開裂是不可避免的。現(xiàn)在有的設計考慮將5cm調平層改為6cm調平層,也有人提出在調平層中摻聚丙烯纖維,但究竟如何避免調平層開裂,尚需進一步研究。

  4、結束語

  通過近幾年的工程實踐,本人認為組合箱梁結構如能在設計方面進一步完善,例如底板、腹板適當加厚,波紋管尺寸略為加大,施工方面合理選擇粗骨料粒徑,優(yōu)化施工工藝,同時嚴格按施工規(guī)范要求進行預應力張拉壓漿,就能消除預應力混凝土砼組合箱梁的質量通病,保證預應力混凝土砼組合箱梁的內在質量和外在質量,使得組合箱梁這種結構型式得到更大的推廣應用。

延伸閱讀:組合箱梁 質量 缺陷
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