关键词:市政桥梁;预应力;施工;质量;防治
前 言
预应力混凝土以其承载能力高,在市政桥梁工程建设中被广泛应用。目前,部分进行预应力作业的施工队伍素质不高,在施工中常因操作不当造成一些病害,给桥梁结构的质量带来一定隐患。下文主要探讨桥梁工程预应力施工常易出现的质量问题和预防措施。
一、 预应力空心板梁张拉过程出现纵向裂缝的原因及对策
(一) 先张法
1.缺陷及原因
先张法施工的空心梁板在梁端放张后顶底板中部附近出现自两端向跨中延伸的1至2.5m长的纵向裂缝的现象较为常见,经考证,均为放张作业不规范造成。主要原因是有的采取单侧放张,还有的承包人采用乙炔-氧气切割放张,而且还是非对称、相互交错切割,使梁体单侧受力,导致梁端中部产生自梁端向跨中延伸的纵向裂缝。
2.对策
均匀放张。多根整批预应力筋放张,宜采用砂箱法或千斤顶法。用砂箱放张时,放张速度应均匀一致 用千斤顶放张时,放张宜分数次完成;单根钢筋采用拧松螺母的方法放张时,宜先两侧后中间,并
不得一次将一根力筋松到位。严禁切割放张。
(二) 后张法
1. 缺陷及原因
后张法空心梁板在张拉过程中,梁端也有出现类似先张法的纵向裂缝,甚至有的在张拉时发生梁端底板砼压裂破碎等现象。分析其原因:一是设计上对张拉时梁端砼局部应力集中考虑不周;二是张拉时,张拉顺序不当,张拉速度过快;三是梁体砼质量低劣、或张拉时间过早,以及锚垫板附近的砼不密实,导致梁端砼在张拉后出现碎裂。
2. 对策
(1)梁端布筋设计应充分考虑张拉时产生的局部应力集中,增加横向分布钢筋数量或螺旋筋,适当增加封锚端和梁端砼的几何尺寸。
(2)预应力筋张拉顺序应符合设计要求,当设计未规定时,宜采取分次、逐级对称张拉。张拉时,均匀加载,不宜过快,以尽可能减小张拉过程出现局部应力集中。
(3)严格梁(板)砼浇筑时的施工控制,确保梁(板)砼浇筑质量,特别要加强对锚垫板后的砼振捣。张拉前,应对梁体进行检验,是否符合质量标准要求;张拉时,砼强度应达到设计要求;设计无规定时,以不低于设计强度值的95%为宜。
二、 预应力筋的滑丝和断丝
(一) 现象
后张法预应力筋张拉时,预应力钢丝和钢绞线发生断丝和滑丝,使得构件和预应力筋受力不均匀或使构件不能达到所要求的预应力值。
(二) 原因分析
1. 实际使用的预应力钢丝或钢绞线直径偏大,使锚塞或夹片安装不到位,张拉时易发生断丝或滑丝。
2. 预应力筋没有或未按规定要求梳理编束,使得预应力筋松紧不一或发生交叉,张拉时造成钢丝受力不均,易发生断丝。
3. 锚具的尺寸不准,夹片的锥度误差大,夹片的硬度与预应力筋不配套,易断丝或滑丝。
4. 锚环安装位置不准,支承垫板倾斜,千斤顶安装不正,也会造成预应力筋断丝。
5. 施工焊接时,将接地线接在预应力筋上,造成钢丝间短路,损伤钢绞线,张拉时发生脆断。
6. 预应力筋张拉端表面的浮锈、水泥浆等未清除干净,张拉时会发生滑丝。
7. 预应力筋事先受损伤或强度不足,张拉时产生断丝。
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(三) 预防措施
1. 预应力钢材与锚具应当具有良好的匹配,是保证锚固性能的关键。现场实际使用的预应力钢材与锚具,应与预应力筋—锚具组装件锚固性能试验用的材料一致。如现场更换预应力钢材与锚具之一。应重作组装件锚固性能试验。
2. 预应力钢材下料时,应随时检查其表面质量;如局部线段不合格,则应切除。
3. 预应力筋编束时,应逐根理顺捆扎成束,不得紊乱。
4. 预应力筋穿入孔道后,应将其锚固夹持段及外端的浮锈和污物擦拭干净,以免钢绞线张拉锚固时夹片齿槽堵塞而引起钢绞线滑脱。
5. 夹片式锚具安装时,应使各根预应力钢材平顺,至少在距端部12~20m的长度内不扭绞交叉。
6. 千斤顶安装时,工具锚应与前端工作锚对正,使工具锚与工作锚之间的各根预应力钢材相互平行,不得扭绞错位。工具锚夹片外表面和锚板锥形孔内表面使用前宜涂润滑剂,并经常将夹片表面清洗干净,以确保张拉工作顺利进行。如工具夹片或开裂或牙面缺损较多,工具锚板出现明显变形或工作表面损伤显著时,均不得继续使用。
7. 焊接时,严禁利用预应力筋作为接地线。在预应力筋旁进行烧割或焊接操作时,应非常小心,使预应力筋不受过高温度、焊接火花或接地电流的影响。
(四) 治理方法
后张预应力钢材断丝、滑丝的数量,对每束钢丝或钢绞线不得超过一根,每个断面断丝之和不得超过该断面钢丝总数的1%,且严禁相邻两根断裂或滑脱。超过上述限制,应更换钢绞线及锚具重新张拉。
三、 波纹管孔道漏浆原因分析及处理
目前,预应力梁板的梁内孔道形成常采用波纹管作为制孔器,它具有局部抗拉刚度大、内壁摩阻力小、与混凝土联结性能好、易弯曲造型等优点。波纹管安装时,因非预应力筋位置妨碍,又兼波纹管的刚度较低,易形成弯折角或管轴线偏位,在弯折角处咬口容易开裂造成漏浆;轴线偏位易造成转角增加,使张拉时的摩阻损失增加,波纹管与锚垫板相接处,二者轴线不一致,易造成弯折处咬口开裂漏浆。两段波纹管相接,接头管的长度不够或直径太大,使接口不严也造成漏浆。因此,在后张预应力砼结构施工中,为防止波纹管孔道漏浆,必须用合格的钢带、工艺完备的机械制作波纹管,使其强度和刚度满足使用要求。波纹管制作后,应随机取样对其外观、尺寸、荷载作用下的变形能力、轴向拉伸强度和抗渗进行检验,合格的产品才允许使用。并且,在施工过程中应注意以下几点:波纹管安装时不准有急弯,安装在钢筋骨架内后,不许人脚踏和重压;波纹管之间连接时,接头管的长度和直径应满足使用要求;和锚垫板连接时,二者轴线必须一致;在砼浇筑作业中,振捣棒的插入位置和深度应严格控制,禁止振捣棒与波纹管相接触,以避免振捣时振捣棒高速旋转和振动使波纹管咬口开裂或自身磨损冲击开洞,造成水泥浆漏入波纹管内。在后穿预应力筋的后张法的砼浇筑中,也可以在波纹管内衬1根比其内径小5~7mm的聚乙烯管,待浇筑砼达到初凝后,将其抽出。
四、 孔道压浆的质量控制
预应力管道压浆工作在后张预应力构件中起着举足轻重的作用。防止预应力钢材锈蚀,通过凝结后的水泥浆将预应力传递至混凝土结构中,增强梁体的承载能力。要想使压浆质量得以保证,必须做到以下几点:
(一)、水泥、水、外加剂和压浆设备符合规范要求;
(二)、水泥浆的水灰比、泌水率、膨胀率和稠度等指标符合规范要求;
(三)、压浆前清洗孔道,检查孔道是否畅通;
(四)、压浆顺序正确。按孔道由低向高的顺序进行。采取二次压浆工艺,保证孔道内水泥浆的饱满、密实;
(五)、严格控制压浆压力和速度;
(六)、优先采用真空压浆技术。
五、 封端、移梁
按规定和设计要求进行封端施工。后张法构件在管道压浆前不得安装就位,只有压浆强度达到设计强度要求后方可移梁和安装;如设计没有规定,一般水泥浆强度不得低于30MPa,才可移运和吊装。特别应注意禁止未压浆就移梁的错误做法。在预应力施工过程中必须严格控制以上影响预应力施工质量的关键因素,确保预应力施工质量。
六、 小结
在市政桥梁工程项目建设中,施工质量是确保市政桥梁工程的关键内容。随着预应力工艺和新材料的发展,在市政桥梁工程实施中会出现更多的问题有待市政路桥工程技术人员去解决和总结经验。
论文作者:刘洁敏
论文发表刊物:《城镇建设》2019年第13期
论文发表时间:2019/8/30
标签:预应力论文; 孔道论文; 波纹管论文; 水泥浆论文; 垫板论文; 锚固论文; 钢材论文; 《城镇建设》2019年第13期论文;