预应力箱梁施工质量问题分析及预防

朱华

西安众和市政工程监理咨询有限公司

摘要：结合多年实践经验，主要介绍了预应力箱粱施工中常见的几个问题，包括设计、管道位置、预应力张拉、压浆等，并针对上述问题提出了预防措施，对今后预应力箱粱的施工起到借鉴作用。

关键词：预应力箱粱，管道薮设，钢绞线，压浆

预应力混凝土箱梁预制虽比普通混凝土梁板强度高，使用性能优良，耐疲劳强度高等，但施工质量要求特别高，程序繁杂，过程、时间长，需要高技术施工人员、技术人员、测量设备及高质量建筑材料，在整个施工中容易出现质量问题。现结合多年的实践经验对一些常见的质量问题进行分析、探讨，并提出了一些预防措施。

1预应力箱梁设计

预应力施工不仅对施工技术提出了较高的要求，在设计中也有些问题容易被忽视。如果平弯桥的弯曲半径小于170 m，腹板内的水平弧形纵向束张拉时产生的径向力可能导致超过腹板钢筋混凝土的承受能力，导致混凝土破坏。再如，锚块处弯睡的预应力筋径向力很大，如果不配足够的箍筋可能导致混凝土崩开，同时锚块与非预应力区交界处可能由于配筋的不足而导致在混凝土浇筑后即发生收缩开裂，或者张拉预应力后裂。另由于底板内预应力柬过密(中距小于20 crll)，且布置在底板横向的跨中，底板横向抗弯矩小于弯曲预

应力弯矩力柬产生的弯矩会使得底板纵向开裂等。

2管道敷设

2．1定位不准

一般用管道某点至模板的相对位置定位，酞摸扳底囱匕测量确定高程，以模板端头的位置确定水平纵模坐标。施工过程中严格控制管道坐标的方法是将每根管道定位数据复核后烈表，经批准后用于施工操作和施工检查，有时候预应力管道和钢筋位置的冲突，可能导致预应力管道“让位”于普通钢筋。其实正确的操作方法是让钢筋给管道“让位”，保证管道坐标曲线位置的正确，符合规定偏差，预应力筋的位置远比普通筋的重要。

2．2管道位置不牢

尽管施工时要采取措施避免混凝土灌入和振捣时的冲击，但管道的牢固必须能够抵抗这种冲击，否则预应力管道会发生严重移位。单放波纹管而不穿入钢束时，应考虑抵抗浮力。避免方法为：选择优质预应力管道，适当缩短固定环的间距，。严格遵守规范规定(直线段间距1 m，线线段间距0．5 m)。

2．3管道漏浆

浇筑混凝土施工中对管道的碰撞和挤压不可避免。碰撞会造成管道破损，导致漏浆，管道接头处理不当亦是漏浆的原因。由于钢筋结构复杂，直径小于l C1TI的漏洞不易被检查出来，尤其是阴面。漏浆会导致穿柬困难或预应力损失增加，更会使用连接器的长束在漏浆处被变大，使局部预应力为零，而问题会直到张拉时才被发现，所以防止漏浆的唯一

方法是在浇筑之前由专门人员仔纽检查，对两端张拉的预应力筋，补救办法是在正式张拉奇单向拉动预应力筋，如有漏浆即可发现。

2．4顸埋锚垫板

预埋锚垫板通常被固定在端模板上，其轴线往往与钢绞线端部的轴线不一致，这种问题在工地上常常出现。加工端模时，祷据设计准确地计算出锚垫板上下端水平误差，逐个检查，保证磊垫板与钢绞线轴线垂直。

3预应力张拉与压浆

3．1千斤顶轴线与预应力筋轴线不一致

千斤顶轴线与预应力筋轴线不一致时，会出现锚板背面与千斤顶支脚端面形成夹角，千斤顶给油时处于下缘的钢丝束先受力，而上缘的钢丝束直到缝隙闭合才会受力，使得同一束内各根钢绞线的张拉力不均匀。分级张拉时，如此重复几次，就会导致很大的误差积累。

3．2关于钢绞线的弹性模量

钢绞线的理论伸长值应按照规范规定的计算公式来计算对于钢绞线，应使用其实际的弹性模量值。我国的预应力钢绞线产品标准对弹性模量的要求为195 GPa±10 GPa。EY的理论值为EY=(1．9～1．95)×105 MPa，而在试验报告中常会出现EY=(2.04～2.06)×105 MPa的结果，如按EY=2.04×105 MPa计算张拉伸长量，则理论值与实际值的误差为：

△EY／EY=(2.04—1.9)／1.9=7.37％，这里已超过施工规范6％的误差范围了。其原因

如下：△E=бy/εy=(P/Ay)/εy=PL/Ay×△L，由于试验时并未将真实的钢绞线面积Ay’代进上式计算，而是采用理论值Ay’(偏差值)代进上式计算Ey值，从而得到了偏大的E’y值。规范要求“实际值与理论伸长值的差值应控制在6％以内”，可见，若取钢绞线的理论弹性模量值(195 GPa)，仅钢绞线实际弹性模量变化的影响已接近施工规范的要求值，再加上其他施工误差的影响，伸长值控制必定超出规范要求值。

3．3张拉伸长量超规

1)施加预应力张拉时应力大小控制不准，实测延伸量与理论计算延伸量超出规范要求的±6％。其主要原因：a．油表读数不够精确。b．千斤顶校验方法有缺陷。c．计算理论延伸量时，预应力钢绞线弹模取值不准。d．锚大端松弛，伸长值增大。e．预应力筋在混凝土浇筑之前放入管道，如果管漏浆会造成预应力损失大，造成实测伸长量偏小。f．管道固定不牢、变形、位置不准预应力力损失过大或者过小。

防治措施．a．张拉人员要相对固定，张拉时采用应力和伸长量“双控”。b．千斤顶、油表要定期枝验，张拉时发现异常情况要及时停下来找原因，必要时重新校验千斤顶、油表。c．千斤顶、油表校验时应采用率定值，即按实际初应力、控制应力校验对应的油表读数。d．扩大钢绞线检测频率，每捆钢绞线都要取样做弹模试验，及时调整钢绞线理论延伸量。

2)应力孔道压浆不及时、压浆不饱满。施工规范规定“预应力张拉锚固到压浆这段时间最多不超过14 d”，其主要是防止预应力筋锈蚀。但有些施工单位由于施工安排不当，工序衔接不好，数月甚至更长时间才压浆，由于张拉后预应力筋毛孔已张拉，加大了原始钢材碳素晶体间歇，水分子及不良气体极易浸入，锈蚀明显加快，引起预应力损失加大。防治措施是：张拉后及时压浆封锚。

3)出现负弯矩钢束压浆不密实。除了设计是波纹管尺寸选择过小外，施工方面可能由于压浆时压力不够(许多工地压浆机无压力表)操作不当，漏掺膨胀剂或水泥浆流动度过大，向低处流淌干预孔道压浆不饱满，降低了预应力筋与混凝土间的握裹力。防治措施如下：经设计单位或业主同意，略加大波纹管内径；压浆时技术人员必须跟班检查，控制灰浆压力，当孔道较长或采用一次压浆时，应适当加大压力，压浆时应达到孔道另外一端饱满出浆，应达到排气与规定稠度相同的水泥浆为止。

3．4测量伸长值的方法

对于钢束实际伸长值的测量，建议应用量测预应力筋绝对伸长值的方法，而不能使用量测千斤顶活塞伸长量韵方法，因为后者测得的伸长值需考虑工具锚、工作锚处钢束回缩的影响，尤其是在分级张拉时，比较繁琐，否则偏差很大。使用正确简便的测量方法，如“使用一个标尺固定在两根相邻的钢绞线上，不论经过几个行程均依次来量测分级张拉的伸长量，累计的结果即为初应力与终应力之间的实测伸长值。

参考文献：

[1]公路桥涵施工技术规范[S]．

[2]钟伟斌．连续箱梁混凝土及预应力施工的质量控制