預應力混凝土砼組合箱梁TRANBBS施工常見的質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　針對先簡支后連續的組合箱梁TRANBBS設計、施工中經常出現的質量通病，本文提出了防治措施及建議。
關鍵詞　組合箱梁　質量　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生漏漿、不密實，出現孔洞、冷縫、水波紋等現象。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不密實或沿底層波紋管方向出現一層水波紋。
防治措施：
　　采用底板、腹板、頂板全斷面斜向循環漸進澆筑工藝，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，經常發現反拱度偏大，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：
　　①注意控制張拉時混凝土彈性模量。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范要求預埋環形鋼筋、縱向受力鋼筋，少筋、錯筋現象經常發生，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性，直接影響橋梁總體安全。
　　防治措施：
　　①加強檢查，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：
　　 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，發現誤差及時調整。　　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，一般一聯內組合箱梁完成體系轉換時，施工順序要求從聯端向中間對稱施工，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，組合箱梁從簡支變為連續時，梁長收縮、溫度應力均與設計時考慮有差異。
　　防治措施：
　　如果不能做到一聯內濕接頭對稱施工，一聯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范要求的±６％。其主要原因：①油表讀數不夠精確。目前，一般油表讀數至多精確至１Ｍｐａ?熏１Ｍｐａ以下讀數均只能估讀，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時對應的千斤頂讀數繪出千斤頂校驗曲線，施工中將張拉力對應的油表讀數在曲線上找點或內插，這樣得到的油表讀數與千斤頂實際拉力存在著系統誤差。另外，還可能由于千斤頂油路故障導致油表讀數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，不太穩定，可能導致實測延伸量與理論延伸量誤差較大，超出規范要求。
　　防治措施：
　　①張拉人員要相對固定，張拉時采用應力和伸長量“雙控”。②千斤頂、油表要定期校驗，張拉時發現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。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。施工規范規定：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：
　　經設計單位或業主同意，略加大波紋管內徑；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橋面調平層縱、橫向產生不規則裂紋。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，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

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免的。現在有的設計考慮將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，優化施工工藝，同時嚴格按施工規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

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