后张法预应力T型梁常见的质量通病与治理措施

作者：张建华

来源：《科技资讯》 2012年第32期

张建华

（中铁七局集团郑州工程有限公司 河南郑州 450052）

摘 要:所谓的后张法,就是先将构建混凝土浇筑,而且在中间预先留下穿束孔道或是设备管。等到混凝土达到不低于设计强度等级值的80%,弹性模量不低于混凝土28 d弹性模量的80%的要求之后或者在浇灌混凝土之前在留孔道内穿入预应力筋。混凝土构件的顶端支起千斤顶,使得预应力筋拉张,构件反向压缩。等到张拉到控制拉力,再使用锚具让预应力筋固定在混凝土之上让其获得预压应力。最后,将水泥浆压注入孔道内,用来保护预应力筋,使得其不必受到锈蚀而与混凝土一起粘合为一个整体,浇筑梁端封混凝土。

关键词:后张法预应力 T型梁 质量通病 治理措施

中图分类号:U416文献标识码:A文章编号:1672-3791(2012)11(b)-0017-02

1 后张法预应力张拉的施工技术

对于构件的制作是后张法的第一个步骤,而且需要在构件中按照预应力筋(束)的位置给孔道留下相应的位置,在浇筑完混凝土之后进行预应力筋的穿束,等到构件混凝土在强度上达到了要求,然后张拉,使用锚具将预应力筋(束)在构件的顶端进行固定,而这个张拉力则是依靠构件顶端的锚具传递给构件混凝土然后使得压力产生的。等到一切的张拉和锚固都结束,需要压浆和封锚,这个过程越快越好,才能让预应力筋(束)远离锈蚀和构件合为一体。

1.1 后张法预应力钢绞线

后张法预应力需要用到的钢绞线也有明确的要求,在质量上和设计上都需要选择严格把关后的厂家的产品。在检查验收之后,每批钢绞线任意拿出三盘,而且每盘选中的钢绞线都在顶端的正常部位进行截取,从而去对表面质量、直径偏差和力学性能进行针对性的验收。

1.2 后张法预应力锚具、夹具和连接器

对于锚具、夹具和连接器,在进入仓库之前,需要对其出厂合格证和质量证明书进行严格的核查,对于锚固性能的类别、规格、型号和数量等都需要按照桥涵施工技术规范以及现行的国家标准来检查。在每一个批次中,对于外观尺寸的抽查2%且不少于10套,对于硬度的抽查每批3%且不少于5套。还应在外观检查和硬度检验均合格的同批产品中抽取样品进行静载锚固的性能试验,从而判断其是否合格。

1.3 后张法预应力孔道

塑料或者金属的波纹管是预应力孔道所能够采用的材料,其中,塑料波纹管在目前的利用更为广泛。相比于金属波纹管,它的优点如下。

(1)HDPE是SEB塑料波纹管的原料,相比于金属,其抗腐蚀性能更优越,能够为预应力筋带来更多的保护,本身不腐蚀且抗酸碱。

(2)条件同等的情况下,相比于金属波纹管,塑料波纹管在预留孔道的摩擦系数明显较小,从而对于张拉过程中预应力的摩擦损失进行了大幅度的减少。在摩擦系数上,塑料波纹管一般为0.14,而金属波纹管为0.25。

1.4 预应力筋穿入孔道

按照穿束和浇筑混凝土的先后关系可将其分为先穿和后穿两种穿束法。顾名思义,在混凝土浇筑之前穿束被成为先穿束法,这样比较省穿束力但是工期占用较长,而后一种则相反。在穿束的过程中,整数和单根的穿法都可以,而对于钢绞线来说,整束的穿法是优先的。

1.5 预应力筋(束)的张拉

从预应力筋张拉的一般原则上来说,混凝土在强度、弹性模量应符合设计规定,当设计上没有规定时,混凝土的强度应不低于设计强度等级值的80%,弹性模量应不低于混凝土28 d弹性模量的80%。在张拉之前需要对混凝土的振捣质量进行检测,一旦预压区有蜂窝在内的重大缺陷,就必须按照规定的程序进行补强,在强度达标之后再张拉。在张拉的顺序上,对于中心预压构件必须对称,偏心预压构件先张拉预应力较小的区域。而如果需要分批的张拉,在顺序上也必须要达到设计所规定的要求。

1.6 后张法孔道压浆

在完成了后张预应力筋张拉的作业之后,压浆要尽可能的早。而孔道压浆过程中用到的材料必须要达到设计的规定和桥涵施工的相关技术规范标准。

2 后张法预应力张拉的质量通病分析与措施

2.1 混凝土浇注时的质量通病

2.1.1 孔道塌陷

(1)问题:预留孔道在局部上有塌陷状况,甚至在严重时候发生与邻近孔串通的情况。

(2)问题原因:人为外力或者非人为外力、混凝土振捣以及拆模过早造成。

(3)危害:局部塌陷将使得穿束没有办法正常的进行;孔道磨阻值加大;压浆松散。

(4)治理措施:在进行混凝土浇筑的时候,对于振捣工人进行严格的教导和解释,同时对波纹管加强保护,混凝土强度达到要求再进行拆模作业。

2.1.2 孔道位置偏移

(1)问题:孔道在设计坐标上有偏移。

(2)问题原因:安装不准确,固定不牢固,“#”字架在固定的过程中间距较大。

(3)危害:摩阻系数变大,构建侧弯或者开裂。

(4)治理措施:在选材上利用强度较好、管壁厚度较均匀的波纹管,在安装的过程中准确,连接时保持平顺。在对波纹管进行预埋的时候,“#”字架固定在钢筋骨架上是需要关注间距问题。混凝土浇筑过程中,为了防止波纹管的偏移状况,需要让振捣棒远离波纹管。

2.1.3 孔道堵塞

(1)表现:孔道被混凝土堵塞。

(2)问题原因:没有及时发现钢筋焊接过程中火花击穿而形成的孔洞。浇筑混凝土时由于振捣棒对波纹管的触碰造成的波纹管偏移、塌陷或者劈裂,渗入了混凝土浆体。在连接波纹管和锚垫板喇叭的时候由于不严密或者波纹管之间的连接问题使得混凝土从接口处渗入浆体。

(3)危害:预应力钢束无法穿过。

(4)治理措施:在安装之前,对于波纹管逐个排查;预先将垫板用螺栓固定在整体的端模之上,缝隙处用海绵和胶条裹紧防漏;对于电焊机严格控制其使用,降低电火花带来的穿孔。在混凝土的浇筑过程之中和浇筑完毕之后都用钢丝和海绵进行反复的拉孔。其中,海绵要求要缠绕紧密,杜绝在钢丝上滑动的现象。

2.1.4 预应力锚具锚固的质量通病

(1)表现:锚垫板位置错误,对于锚固区的锚固构造钢筋漏埋,张拉锚固段不紧密,封锚区混凝土松散。

(2)问题原因:对于预应力没有足够的经验或者在施工管理上不过关。在浇灌混凝土之前没有对钢筋及预埋件的位置在隐蔽性上进行检验从而未能及时发现锚垫板移位或者漏置锚固构造钢筋的情况。因为预留孔道发生了位置的变化从而使得锚垫板和波纹管轴线之间不垂直抑或偏离,对于锚头的正常安装产生了不利影响。封锚区的锚区因为钢筋之间空隙不大的原因,造成了振捣的措施失误,让混凝土松散。

(3)危害:由于锚垫板在位置上的不准确使得锚具在安装位置的准确性上受到影响;由于漏埋锚区的构造钢筋,让锚垫板之下的混凝土在张拉的时候非常可能开裂,而张拉锚固端的松动对于预应力则具有更大的损失。混凝土在封锚区松散,让锚头不能得到有效的保护,增加了锚崩等事故发生的可能性。

(4)治理措施:对于钢筋绑扎以及预埋件的安排要对责任人进行交代和解释,对于过程中的控制力要加强盯控;浇筑混凝土要在专业的隐检之后再进行;用颗粒和直径较小的骨料配置封锚区的混凝土,如果在隐检时候发现锚区振捣处不够充分,就需要重新对于钢筋进行布置,从振捣工作开始加强,从而确保混凝土能够密实。

2.2 穿束、张拉时的质量通病

2.2.1 钢束漏穿

(1)表现:张拉或者孔道压浆之后发现所穿预应力筋漏掉一束或者一根。

(2)问题原因:没有对钢束进行编号,穿束的人员缺乏责任心。

(3)危害:预应力筋承载力下降,预应力分布不均。

(4)治理措施:在穿束之前对于设计图纸认真阅读,对于钢束一根一根的排列然后理清顺序,以规格和设计为依据进行编号;在张拉后如果有漏穿的钢束可以补救,需要在卸锚后对钢束补足然后张拉,不然的话就必须重新进行设计和验算再补强。

2.2.2 张拉中滑丝和断丝

表现:预应力钢束在锚处发生暂时性的锚固失败,钢束等伴随着千斤顶的回油而产生回缩的状况。预应力钢束虽然在锚固处暂时固定但是卸顶的时候有滑丝的现象。钢束在张拉的时候断裂,而断裂的部位多为工具锚或者工具锚夹片的前段处。

原因:钢束的储存失误,让其表面产生了油污和锈斑。用电气焊切割下料让材质变脆从而增加了张拉过程中发生断裂的可能性。在对于钢束进行编束的时候梳理不认真使得其排列混乱有交叉的现象。锚具加工尺寸上缺乏准确度,在锥度上有较大的误差。锚圈的放样不准确,支承垫板不正,千斤顶在安装时不够正。千斤顶位置不正或者限位板方向错误产生的夹片一侧在钢丝中刻入的太深而导致断丝。

危害:滑丝和断丝一旦出现在张拉的过程中会让预应力筋由于受力不均匀而达不到应有的预应力。

治理措施:对于工程中所需要运用的材料加强检查,选择质量合格的、规格型号符合要求的锚具类型。严格操作规范和过程,特别是张拉的过程,减少滑丝和断丝的现象。一旦在顶锚之前发生上述现象要马上停止张拉让千斤顶回油,并且立刻检查事故的原因,对于已经断裂的钢丝和已经损坏的夹片进行更换后再张拉。如果上述现象发生在顶锚之后,应该让夹片退出并且更换钢丝束,进行重新的张拉和锚固程序。

在我国,目前来说,高速公路的桥梁上对于后张法预应力混凝土T型梁的使用是越来越普遍了,而本文正是对这一方法的施工特点和质量控制的要点来做一个汇总:对后张力预应力T型梁常见的质量通病进行的简短分析,也提出了相应治理措施。望对后期工作者有一定的借鉴意义。

参考文献

[1]JTG/T F50—2011,公路桥涵施工技术规范[S].北京:人民交通出版社,2011.

[2]路桥施工计算手册[M].北京:人民交通出版社,2001.

[3]公路工程施工项目管理实务[M].北京,人民交通出版社,2005.

[4]公路工程质量通病防治指南,交通部公路司[M].北京:人民交通出版社出版,2001.