預應力混凝土砼組合箱梁TRANBBS施工常見的質(zhì)量缺陷及其防治措施

顧祥峰

【東南大學TRANBBS交通學院　南京 210096】

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

　　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(nèi)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(zhì)量通病或質(zhì)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　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(zhì)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。
　?。?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(zhì)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。
　?。?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(zhì)量、搭接長度，混凝土澆筑時要嚴格按施工縫處理，灑水潤濕。
　?。?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：
　　 ①定期檢測梁底模板支座處平整度，控制在１ｍ以下。
　　 ②嚴格控制臨時支座頂面高程，發(fā)現(xiàn)誤差及時調(diào)整?！　、叟R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。
　?。?５　一聯(lián)內(nèi)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(nèi)組合箱梁完成體系轉(zhuǎn)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(nèi)濕接頭對稱施工，一聯(lián)內(nèi)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(nèi)濕接頭混凝土均澆筑完成后再張拉長束，完成體系轉(zhuǎn)換。


２　預應力張拉與壓漿


　?。?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(nèi)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(diào)整鋼鉸線理論延伸量。
　?。?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(nèi)徑；壓漿時TRANBBS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(diào)平層


　　由于箱梁張拉起拱，安裝誤差等原因，造成箱梁頂面調(diào)平層厚度不均勻，箱梁頂面調(diào)平層特別是負彎矩區(qū)橋面調(diào)平層縱、橫向產(chǎn)生不規(guī)則裂紋。由于組合箱梁橋面調(diào)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(diào)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(diào)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(diào)平層開裂是不可避

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免的。現(xiàn)在有的設計考慮將５ｃｍ調(diào)平層改為６ｃｍ調(diào)平層，也有人提出在調(diào)平層中摻聚丙烯纖維，但究竟如何避免調(diào)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(zhì)量通病，保證預應力混凝土砼組合箱梁的內(nèi)在質(zhì)量和外在質(zhì)量，使得組合箱梁這種結構型式得到更大的推廣應用

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