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关于桥梁施工中的预应力梁板通病的分析与防治措施

谢树志 南宁市

摘要:本文主要通过预应力梁板施工中经常碰到的各种危害的通病,结合多年来工作心得与见解对其病害所产生的因素进行了分析，以便同行参考。
关键词:预应力;梁板;通病；防治措施

正文
1、预应力筋孔道漏浆
孔道漏浆在采用半刚性波纹管成孔时较为常见。对于先穿束后浇筑的梁板,致使预应力筋在张位前不能自身活动,张位后压浆困难;对行浇筑后穿束的梁板,致使穿束困难,甚至根本穿不进力筋。为了避免孔道漏浆,应注意以下几点:
(1)用于制作波纹管的钢带应符合现行有关标准,其厚度应根据管道直径、形状、钢束设置时间而定,一般不宜小于0.3mm。
(2)除进场后的有关检验外,安装波纹管时需要、再次对其外观进行全面详细的检查,要求无孔洞和不规则的折皱。咬口宽度均匀,无开裂和脱扣现象。
(3)波纹管的接头连接管应采用大一个直径级别的同类型管道,其长度宜为被连接管道内径的5～7倍,同时不小于40cm。在接头处宜设置2处定位钢筋使其定位准确,以免角度变化导致波纹管道不圆顺,造成穿束困难,最后把连接管道两端缠紧密以防漏浆。
(4)对在浇筑砼之前穿束的孔道,应注意两点:①力筋安装完毕后,应再次对波纹管进行详细检查,以查出穿束时可能被损坏的管道,并及时进行修复;②在浇筑砼中,应每隔1h拖拉一次力筋直至浇筑完成后1h～2h为止。
(5)采用圆形波纹管成孔时,宜采用“先浇筑、后穿束”方法。具体做法是:在浇筑砼前先把直径稍小于波纹管内径的高密度聚乙烯管(塑料管)穿入其中,浇筑中每隔1h～2h往复拖拉几次,浇筑完毕后即抽出塑料管,张拉前再穿入力筋。这样不但能够避免漏浆液堵塞孔道,还能有效避免压浆前力筋在孔道中长时间放置而生锈。
(6)浇筑砼时,振动棒切勿触及波纹管道。

2、施加预应力时,伸长值超出规定范围
《桥规》规定,预应力筋采用应力控制方法张拉时,应以伸长值进行校核(即所谓“双控”),实测伸长值与理论伸长值的差值应控制在±6%以内。但在实际操作过程中伸长值超限问题时有发生。其原因除张拉机具本身有问题需再次标定外,多数是与计算人员分析考虑不周、引用数据不当有关,主要表现在以下几个方面:
(1)实际伸长值未考虑千斤顶部分力筋的伸长量(简称顶内伸长量),导致实测伸长值偏大。
(2)未考虑张拉过程中力筋和夹片的内缩量,导致实测值偏大。通常每张拉端张拉阶段内缩值达3mm,若为两端张拉,其实测伸长值要减去6mm才是真正伸长值。
(3)对于曲线预应力筋或长度超过25m的直线预应力筋,计算理论伸长值时未考虑曲线孔道及孔道局部偏差的摩阻影响,使理论伸长值偏大。
(4)初应力选择不当,使实测伸长值偏大。一般人们不管力筋和孔道曲直等情况,均把初应力选为10%δcom(δcom为张拉控制应力),这是不妥当的,因为此时各钢束松紧程度不一定相同。具体初应力选择多大,应经试拉确定。具体方法是:假若3倍初应力时的伸长值(ΔL300)之差小于2倍初应力与初应力时的伸长值之差,那么初应力数值还应提高一级,直至两者相等或极小为止。根据具体情况,初应力可选为δcom的10%,15%,20%,25%等几个等级。
(5)弹性模量(Ep)取值不准,致使理论伸长值失真。每批预应力钢筋进场后,应按实际检验报告书不确定的弹性模量取值,不能套用规范标准或经验数据。比如说钢绞线,经试验得出Ep=1.95×105Mpa,那么理论伸长值就缩短了5.1%,实测伸长量自然容易超出±6%的范围了。
(6)由于预应力钢束产生断丝、滑丝现象,致使其余力筋应力增大,伸长值增加。

3、锚垫板处砼被压坏
这种破坏有的在张拉进行中或刚张拉完毕时就发生了,有的在张拉结束后几个小时才产生。其主要原因有以下几个方面:
(1)锚垫板处钢筋均较为密集,间距很小,浇筑时常发生卡料现象,振动棒又不易插入,这样锚下砼容易产生孔隙和空洞现象,强度较低,在集中荷载作用下很容易使锚垫板陷入砼内,造成梁端破坏。为了避免这种破坏,可采取2方面的措施:①砼配合比设计时粗集料最大粒径不宜超过钢筋最小净距的1/2,同时不超过25mm,砼拌和物坍落度应控制在70mm左右;②宜在侧模上安装附着式振动器,再铺以25mm振动棒振捣。
(2)砼的龄期不到,同条件养护试块强度没有达到规定张拉强度就提前进行张拉,致使锚下砼产生裂纹甚至破碎。关于这一点,大部分设计图纸上都注明必须在砼强度达到设计强度等级值的90%～100%以后方可进行张拉。
(3)锚垫板的法线方向不在通过锚垫板中心的梁板纵断面上,而是偏到了梁板侧面。这样,在集中应力作用下,致使锚模板连接紧密,决不能使之产生偏歪现象。

4、伸缩缝处梁板封锚(端)
砼不规则不管怎么认真仔细地操作,先封锚后吊装的梁板吊装完成后,端部边线总是不很规则,呈锯齿形或“长城”形。给伸缩装置的安装和伸缩缝的正常使用带来了极大的麻烦:
①梁端不是一条直线,缝宽极不均匀,有的甚至达不到伸缩缝宽度要求或根本没有间隙;
②预埋伸缩缝钢筋或前或后,不成直线排列,致使伸缩装置难以安装。这一点斜桥上表现得更为明显。为了避免这个问题发生,可采取先吊装后封锚的方法,至于台帽背墙是在吊装前还是在吊装后浇筑,可根据梁板形式、施工难易情况具体决定。

5、梁板的起拱程度过大
预应力梁板张拉后均有不同程度的起拱,为了不影响桥面铺装厚度,在制作台座时应当按照设计要求设置相应的下拱度;若图纸中未说明,则应按弹性曲线方程计算出起拱度后再设置。尽管做了上述处理,在实际施工中仍然会有因起拱过大而影响桥面厚度的情况,这主要是由以下几方面原因造成的:
①张拉时砼强度未达到设计要求,致使梁板刚度降低;
②张拉后放置时间过长,没有及时进行压浆和安装;
③千斤顶校验精度不够,实际张拉力往往偏大,表现在实测伸长值总是大于理论伸长值,呈现正误差;
④台座上虽然设有反拱,但模板安装时顶部仍然是一条直线,没有跟着下挠,实际上只是梁板中部加高了一个上挠值;
⑤梁板本身处于凹型竖曲线上,即使在台座、侧模上设有下挠度,也未考虑拱矢高对其标高的影响。比如40m梁处于8000m的凹型竖曲线上,仅其拱矢高值就达2.5cm。
实际施工中,除应注意上述几点外,尚应及早预制梁板,并应在下部墩台施工时完成部分梁板的预加应力工作,然后根据实际起拱度大小决定是否需要变更墩台标高。这样,既保证了桥面厚度,又避免了变更桥面纵断高程带来的麻烦。

6、工字梁、T梁横向刚度较小易产生侧向弯曲
(1)力筋预留孔道横向位置不正确是产生侧挠的主要原因之一。有时虽然位置安装无误,但是,由于未能可靠地定位致使在浇筑振捣砼时预留孔道位置发生了变化。为此,在安装各种成孔管道时,首先必须保证其中心线在三个方向的座标正确,其次必须设置足够的定位钢筋使之固定牢靠,避免在砼浇筑期间产生位移。一般情况下定位钢筋的间距,对于钢管不宜大于1m;对于波纹管不宜大于0.8m;对于胶管不宜大于0.5m;对于曲线管道还得适当加密。
(2)张拉程序安排不合理也是导致侧挠的重要原因。由于工字梁、T梁的预应力钢束在马蹄处均要进行平面弯曲,梁体本身横向刚度又小,所以张拉程序就显得格外重要了。正确的做法是按照图纸要求的次序,先张拉通过其形心截面的非平弯钢束(可直接张拉到δcom锚固),再分阶段循环张拉另一束平弯钢束,这是避免出现侧挠的关键。
(3)砼浇筑完成后,两个侧面的砼强度增长速度不均匀,阳面增长较快,阴面则稍慢。尽管同条件试件强度已达张拉强度要求,但由于阴阳两面强度不同而产生侧挠。为此,同条件养护试件制作好后,应该置于梁体的背阴处,这样试件达到了张拉强度时,两面砼的强度差别就很小了。若已发生侧弯,可在安装后先把端横隔梁钢筋焊接好保持稳定,待整跨安装结束且其他梁的现浇横隔梁部分已完成并达到一定强度后,再用千斤顶或倒链通过相邻梁体把侧弯梁顶拉过来,然后焊接好中横隔梁钢筋使之固定。至此,侧弯梁的校正工作就结束了。

7、结束语
以上方面的问题在预应力梁板施工中时有发生,为了提高预应力梁板的预制质量,达到“内实外美”、“精品工程”的标准,对上述问题在施工中要引起足够的重视,以免造成不必要的损失,使工程得以又好又快地顺利实施。