箱梁腹板开裂与竖向预应力质量的探讨

1、箱梁腹板开裂与竖向预应力质量的探讨本文作者I陈湘林（湖南省路桥总公司）摘 要：探讨预应力混凝土箱梁腹板开裂的现象， 寻求避免开裂的方法,提高竖向预应力施工质量，特别是竖向压浆的质量。关键词：预应力砼箱梁腹板开裂预应力损失管道压浆预应力砼箱梁结构在我国大、中型跨径桥梁中广泛被采用。近年来发现箱梁出现开裂的现象相当严重，特别是箱梁腹板开裂占了一定的比例。、箱梁腹板开裂的原因分析箱梁开裂的桥梁往往在竣工通车后十年左右， 开裂情况比较严重的, 裂缝宽度在0.25mm以上，裂缝贯通腹板厚度，多发生在腹板的薄弱部位，如预 留的过人孔和通气孔，裂缝隙呈倾斜向，明显表现出斜截面上抗主拉应力不够。 个别桥梁，通

2、车一年后就发现裂缝，并逐渐扩展，景响到桥梁的正常使用。箱梁腹板开裂的原因是相当复杂的。近十多年来，路桥交通量迅猛 增长，车辆载重超载现象严重，加之当时技术标准偏低，设计时对结构构造、主 拉应力等问题考虑不周，施工中对质量要求不严，质量管理及监理体系不健全， 桥梁竣工通车后，桥面损坏未及时维修或随意加厚加载， 少数桥在桥下建房，改 变了桥梁原设计的应力状态。、关于设计方面的建议如何避免胶板裂缝的出现，在设计和施工工艺方面提出以下建议。2.1 箱梁腹板不宜设计太薄。不能过分地追求结构的轻巧，腹板厚度 不仅从理论上要通得过， 对砼的收缩和徐变， 以及温度变化引起结构的应力重分 配等问题，要考虑充分；

3、对混凝土这种复合材料，本身结构不均匀，以及考虑施 工中不可预见的因素应留有足够的应力储备。 腹板上的通气孔对消除温差影响是 必要的，如果腹板本身强度有富余，通气孔对腹板截面的削弱是微不足道的。2.2 加强构造钢筋是防止裂缝的有效措施。构造钢筋一定要配好，钢 筋间距不能大，钢筋直径不宜太小。对于腹板构造钢筋，还应根据腹板的高度， 在腹板箍筋中间设置腰部的连接钢筋， 将腹板内外两层钢筋网连接形成整体， 虽 然增加钢筋数量很少，但起的作用很大。2.3 纵向预应力的弯索是大跨径连续梁、连续刚构箱梁抗主拉应力的 重要部分。 因为纵向预应力吨位大， 弯曲在腹板上的作用是非常大的， 所以能够 弯的，尽量弯，

4、虽然给施工带来一定的困难， 但实际操作是能做到的。2.4 竖向预应力是抵抗剪应力和主控应力的关键。没有设置预应力的 腹板，开裂更为严重。对于腹板厚度在 40cm以上，应该考虑设置两排，箱梁竖 向预应力筋应该充分考虑预应力锚固损失问题。例如顶推箱梁，一般梁高 3m， 计算伸长值只有8.5mm而损失一般有3mm甚至更大。损失主要是螺母与精轧 螺纹钢筋的间隙损失和锚垫板与螺母锚固损失。 箱梁竖向如果采用镦头锚或者楔 片群锚预应力体系， 钢丝松弛和锚固损失则更大， 造成实际预应力所剩无几， 也 是不可取的。、竖向预应力筋压浆质量问题预应力压浆，特别是竖向预应力压浆一直存在效果不理想的问题。竖向预应力筋

5、设计一般采用如图1构造。 32精轧螺纹钢筋，45mm勺金属波纹 管或簿铁皮管。压浆存在勺主要问题：（ 1 ）进浆不通。由于管道薄，砼浇注时造成干扰，使进浆管脱落，排气 孔堵塞。（2）压浆不饱满。竖向压浆一般采用常规勺压浆设备和方法，压浆机排 量大，压力大，水泥浆水灰比偏大， 而竖向预应力管道又小又短， 需要浆量很小， 压浆勺时间就是一瞬间， 通和不通就是这么一下， 既没有补救措施， 又没有持压 装置，水泥浆必然会分泌、沉淀，造成上端总有一段空隙部分，而这一段恰恰又 是锚头勺关键部位，空隙和锈蚀将留下隐患。（3）压浆起不到粘结、握裹作用。由于预应力钢筋本身刚度大，周边面 积小，不象钢丝和钢绞线预

6、应力筋那样刚度小，周边面积大，多根互相作用，只 要压浆饱满， 就能起到握裹和防锈蚀作用。 我们曾经做过试验， 将已张拉并压浆勺竖向筋进行放张， 伸长量基本上回缩了。 如将套管直径加大， 握裹不一定加强， 而对腹板断面削弱加大。四、国内、外关于竖向筋勺情况和信息4.1 1989 年湖南省长沙湘江北大桥试用过无粘结预应力筋 （见图 1）由于当时对竖向预应力筋压浆质量勺怀疑， 在主孔斜拉桥和边孔顶推连续梁几段 箱梁腹板中，试用了无粘结预应力筋。后来，引起争议很大。由于对竖向有粘压 浆质量存在勺问题认识不足， 对无粘结筋勺设计理论也认识不深； 加上当时无粘 结筋施工工艺过于草率，试用很快就停止了。图1

7、竖向预应力筋压浆设计图4.2 针对竖向预应力的压浆质量难以保证，铁路部门提出一种新型预 应力筋工艺一一缓粘结预应力筋。即在预应力筋上包裹一层缓凝结砂浆，要求这 种包裹砂浆安装到结构上，25天后逐渐硬化。张拉锚固前如无粘结，在张拉锚固完成后，逐渐硬化，产生粘结，最终形成有粘结筋，缓粘结筋是一种具有无粘 结筋施工工艺特点的有粘结筋。在设计计算和工艺操作方面有其自身特点： 磨阻 损失计算时，要考虑缓凝结砂浆同预应力筋之间的摩阻；在工艺操作上要求缓粘结筋必须在工艺规定的时间内完成张拉锚固，才能保证预应力的正常建立。为了保证包裹砂浆具有良好的缓凝效果，对包裹层工艺要求高。4.3 真空灌浆工艺（见图2）。

8、目前国外成尤其是欧洲已开始普遍采 用这种工艺，并且起到了良好的效果。我公司承建的南京长江二桥主桥斜拉索塔上采用了这种工艺。技术和主要设备都是瑞士 VSL公司进口的。工艺是从水泥浆 的拌制入手。配合比是压浆质量的一个主要因素。 所以采用专用搅拌设备，水泥 浆内加外掺剂，使水泥浆的水灰比在 0.30.4，且增塑、微膨胀。管道密封性 要求高，采用新型的成孔材料一一塑料波纹管，压浆过程采用又压又吸的工艺， 压浆效果良好。但工艺要求高，费用昂贵。3.球阀7高强橡胶10灌浆图中：1.球阀12.构件24球阀35过滤器6真空压力表管8真空泵9搅拌机泵11输浆胶管图2真空灌浆施工装置布置图4.4 1997年桥梁

9、建设第3期，发表了铁道部大桥局桥梁研究院周履教授的无粘结力筋与体外力筋预应力混凝土桥梁的发展历程和现状一文。 列举了无粘结与有粘结两种预应力混凝土结构的优缺点，并指出“由于体外力筋无粘结力筋防腐措施的改进，促进了结构形式和施工工艺的发展；另一方面是由 于管道压浆的后张梁质量的可靠性受到怀疑，引导人们去更多地考虑先张法 及无粘结体外力筋的后张法混凝土结构”。该文在无粘结力筋预应力砼结构的设 计计算方面，对锚具、连接器、套管、防腐包裹材料的技术要求，对构造的细节 方面都作了详细介绍，还介绍一些国外有代表性的桥梁实例。五、关于竖向预应力筋压浆工艺的设想5.1 仍采取有粘结筋工艺。在学习国外先进工艺的

10、基础上，使材料、 设备逐步国产化，降低成本，完美和改进压浆工艺。 确保竖向压浆管道畅通牢固，并在张拉端设置持压装置（见图3）。在两头锚垫板上焊接一节长6cm的钢管，这样增强了锚垫板的承压刚度，将竖向 筋的波纹管固定在钢管内， 并用胶布密封。 在固定端管旁焊一节小钢管， 将压浆 塑料管插入， 使进浆管牢固， 上面锚垫板上斜钻一孔， 与管内相通， 作为排浆孔， 并插一根小塑料管引出来，并有 80c m作为持压长度，张拉锚固后，用高标号砼 密封张拉端。图3有粘结竖向预应力筋结构图 提高水泥浆质量。与真空灌浆法相同，在水泥浆中加外渗挤，使水灰 比在0.30.4，且增塑，微膨胀。 改进压浆工艺，改变过去

11、用大压浆机压浆方法，研制一种专用小型压 浆机，要求排浆量小，压力均匀持速，使压浆过程有一个具体时间完成。在北方 农村打农药的机子基础上进行改进，排浆量比较大，并改人工操作变为电机自动。5.2 竖向预应力筋采用部分粘结、部分无粘结的组合结构（见图 4）0 即在预应力两端都采用有粘结，中部部分采用无粘结，为弥补无粘结的不足，适 当配备构造钢筋。下面固定端另增加30cm左右钢筋不套管，作为锚固端的补充， 这一段距离在箱梁底板与腹板相交的承托范围内， 另外，张拉端上方40cm范围, 设置压浆锚固部分，用环氧树脂砂浆来填充，或者拌好环氧树脂砂浆，在张拉时, 涂在钢筋上，增加锚固力。工作都在桥面上进行，操

12、作方便，质量易控制图4竖向预应力筋有粘结、无粘结组合示意图 结束语:预应力施工质量，特别是压浆质量，在桥梁结构中确实还存在不少 问题。过去设计人员认为，这完全是一个施工工艺问题，作为施工人员认为按照 设计的去做，效果怎么样也不管，这个问题应该引起桥梁界的重视了。 这里除合 理设计，改进工艺，精心施工，规范质量管理体系外，还有一个经济问题，应该合理地确定预应力构件的造价， 要办好事，该花的钱必须花， 不要只顾眼前利益， 适得其反，这类教训国内外已经够多了，工程一个一个地搞好，一劳永逸，使桥 梁结构安全、牢固，造福人民，更好地为经济建设服务。? 【唯美句子】 走累的时候，我就到升国旗哪里的一角台阶

13、坐下，双手抚膝，再闭眼， 让心灵受到阳光的洗涤。懒洋洋的幸福。顶 3 收藏 2? 【唯美句子】一个人踮着脚尖，在窄窄的跑道白线上走，走到很远的地方又走回来。阳光很好，温暖，柔和。漫天的安静。顶 7 收藏 7? 【唯美句子】清风飘然，秋水缓淌。一丝云起，一片叶落，剔透生命的空灵。轻轻用手触摸，就点碎了河面的脸。落叶舞步婀娜不肯去，是眷恋，是装点？瞬间回眸，点亮了 生命精彩。顶 11 收藏 9? 【唯美句子】几只从南方归来的燕子，轻盈的飞来飞去，“几处早莺争暖树，谁家新燕啄春泥，”其乐融融的山林气息，与世无争的世外桃源，让人心旷神怡。顶 0 收藏 2? 【唯美句子】 流年清浅， 岁月轮转， 或许是

14、冬天太过漫长， 当一夜春风吹开万里柳时， 心情也似乎开朗了许多，在一个风轻云淡的早晨，踏着初春的阳光，漫步在碧柳垂青的小 河边，看小河的流水因为解开了冰冻而欢快的流淌， 清澈见底的的河水，可以数得清河底 的鹅软石，偶尔掠过水面的水鸟，让小河荡起一层层的涟漪。河岸换上绿色的新装，刚刚 睡醒的各种各样的花花草草，悄悄的露出了嫩芽，这儿一丛，那儿一簇，好像是交头接耳 的议论着些什么，又好象是在偷偷地说着悄悄话。顶 3 收藏 4? 【唯美句子】 喜欢海子写的面朝大海春暖花开，不仅仅是因为我喜欢看海，还喜欢诗 人笔下的意境，每当夜深人静时，放一曲纯音乐，品一盏茶，在脑海中搜寻诗中的恬淡闲 适。在春暖花开

15、时，身着一身素衣，站在清风拂柳，蝶舞翩跹的百花丛中，轻吹一叶竖笛， 放眼碧波万里，海鸥，沙滩，还有扬帆在落日下的古船，在心旷神怡中，做一帘红尘的幽 梦。顶 0 收藏 2? 【唯美句子】 繁华如三千东流水，你只在乎闲云野鹤般的采菊东篱、身心自由，置身 置灵魂于旷野，高声吟唱着属于自己的歌，悠悠然永远地成为一个真真正正的淡泊名利、 鄙弃功名利禄的隐者。顶 1 收藏 3? 【唯美句子】 世俗名利和青山绿水之间，你选择了淡泊明志，持竿垂钓碧泉绿潭；权 力富贵和草舍茅庐之间，你选择了宁静致远，晓梦翩跹姹紫嫣红。顶 2 收藏 3? 【唯美句子】 那是一株清香的无名花，我看到了它在春风夏雨中风姿绰约的模样，

16、可 突如其来的秋雨，无情的打落了它美丽的花瓣，看着它在空谷中独自凋零，我莫名其妙的 心痛，像针椎一样的痛。秋雨，你为何如此残忍，为何不懂得怜香惜玉，我伸出颤抖的双 手，将散落在泥土里的花瓣捧在手心。顶 4 收藏 5? 【唯美句子】 滴答滴答，疏疏落落的秋雨，赶着时间的脚步，哗啦啦的下起来。听着 雨水轻轻地敲击着微薄的玻璃窗，不知不觉，我像是被催眠了一样，渐渐的进入了梦乡。顶 3 收藏 5? 【唯美句子】 在这极致的悲伤里，我看到了世间最美的爱，可谁又能明白，此刻的我 是悲伤还是欢喜， 也许只有那拨动我心弦的秋季， 才知道潜藏在我心中的眼泪。顶 4 收藏 3? 【唯美句子】 看着此情此景，我细细

17、地聆听。像是听到了落叶的呢喃，秋风的柔软， 在这极短的瞬间，他们一起诉说着最美的爱恋，演绎着永恒的痴缠。当落叶安详的躺在大 地，露出幸福的模样，你看，它多像一个进入梦乡的孩子。突然发现，秋风并非是想象中 的刽子手，原来它只是在叶子生命的最后一刻，让它体会到爱的缠绵，飞翔的滋味。顶 1 收藏 1? 【唯美句子】 很感谢那些耐心回答我的人，公交上那个姐姐，还有那位大叔，我不知 道他们是不是本地人，但我们遇到的一个交警协管，一位头发花白的大姐，她是上海本地 人，很和善，并不像有些人说的上海人很排外。 事实上， 什么都不是绝对的。顶 2 收藏 0? 【唯美句子】 我嗅到浓郁的香奈尔，却也被那种陌生呛了

18、一鼻。也许，我却不知道， 那时的感受了。那里没有那么美好，没有安全感，归属感。我想要的自由呢，不完全地体 验到了。顶 2 收藏 1? 【唯美句子】 那些繁华的都市，车水马龙，灯红酒绿，流光溢彩，却充斥着一种悲哀， 浮夸。我看到各种奢华，却也看到各种卑微，我看到友善亲和，也看到暴躁粗鲁，我看到 金光熠? 【优美语句】 踏过一片海，用博识的学问激起片片微澜；采过一丛花，正在聪慧的碰 碰外送来缕缕清喷鼻；无过一个梦，决定从那里启程。顶 0 收藏 0? 【优美语句】 人生如一本书，应该多一些精彩的细节，少一些乏味的字眼；人生如一 支歌，应该多一些昂扬的旋律，少一些忧伤的音符；人生如一幅画，应该多一些亮

19、丽的色 彩，少一些灰暗的色调。顶 0 收藏 0? 【优美语句】 母爱是一滴甘露，亲吻干涸的泥土，它用细雨的温情，用钻石的坚毅， 期待着闪着碎光的泥土的肥沃；母爱不是人生中的一个凝固点，而是一条流动的河，这条 河造就了我们生命中美丽的情感之景。顶 0 收藏 0? 【优美语句】 生活如海，宽容作舟，泛舟于海，方知海之宽阔；生活如山，宽容为径， 循径登山，方知山之高大；生活如歌，宽容是曲，和曲而歌，方知歌之动听。顶 0 收藏 0? 【优美语句】 母爱就是一幅山水画，洗去铅华雕饰，留下清新自然；母爱就象一首深 情的歌，婉转悠扬，轻吟浅唱；母爱就是一阵和煦的风，吹去朔雪纷飞，带来春光无限。顶 0 收藏

20、0? 【优美语句】 努力奋斗，天空依旧美丽，梦想仍然纯真，放飞自我，勇敢地飞翔于梦 想的天空，相信自己一定做得更好。顶 0 收藏 0? 【优美语句】 品味生活，完善人性。存在就是机会，思考才能提高。人需要不断打碎 自己，更应该重新组装自己。顶 0 收藏 0? 【优美语句】 母爱是一缕阳光，让你的心灵即使在寒冷的冬天也能感到温暖如春；母 爱是一泓清泉，让你的情感即使蒙上岁月的风尘依然纯洁明净。顶 0 收藏 0? 【优美语句】 母爱是温暖心灵的太阳；母爱是滋润心灵的雨露；母爱是灌溉心灵的沃 土；母爱是美化心灵的彩虹。顶 0 收藏 0? 【优美语句】 一轮金色的光圈印在海面，夕阳将最后的辉煌撒向了大

21、海，海平面波光 潋滟，金光闪闪，夕阳下的海水让最后一丝蓝也带着感动。温和的海水轻轻地拍打着我的 脚踝，我张开双臂拥抱最温馨的时刻我爱大海宽广的胸怀，无论多大的风浪，她都可 以揽入怀中；无论多少风雨，都无法将她击垮；无论多少河流，她都可以容纳；我愿做一 只填海的燕， 填平她的波涛翻滚， 填平她的汹涌愤怒， 只留下平静、 柔和的海面。? 【唯美句子】 走累的时候，我就到升国旗哪里的一角台阶坐下，双手抚膝，再闭眼， 让心灵受到阳光的洗涤。懒洋洋的幸福。顶 3 收藏 2? 【唯美句子】一个人踮着脚尖，在窄窄的跑道白线上走，走到很远的地方又走回来。阳光很好，温暖，柔和。漫天的安静。顶 7 收藏 7? 【

22、唯美句子】清风飘然，秋水缓淌。一丝云起，一片叶落，剔透生命的空灵。轻轻用手触摸，就点碎了河面的脸。落叶舞步婀娜不肯去，是眷恋，是装点？瞬间回眸，点亮了 生命精彩。顶 11 收藏 9? 【唯美句子】几只从南方归来的燕子，轻盈的飞来飞去，“几处早莺争暖树，谁家新燕啄春泥，”其乐融融的山林气息，与世无争的世外桃源，让人心旷神怡。顶 0 收藏 2? 【唯美句子】 流年清浅， 岁月轮转， 或许是冬天太过漫长， 当一夜春风吹开万里柳时， 心情也似乎开朗了许多，在一个风轻云淡的早晨，踏着初春的阳光，漫步在碧柳垂青的小 河边，看小河的流水因为解开了冰冻而欢快的流淌， 清澈见底的的河水，可以数得清河底 的鹅软石

23、，偶尔掠过水面的水鸟，让小河荡起一层层的涟漪。河岸换上绿色的新装，刚刚 睡醒的各种各样的花花草草，悄悄的露出了嫩芽，这儿一丛，那儿一簇，好像是交头接耳 的议论着些什么，又好象是在偷偷地说着悄悄话。顶 3 收藏 4? 【唯美句子】 喜欢海子写的面朝大海春暖花开，不仅仅是因为我喜欢看海，还喜欢诗 人笔下的意境，每当夜深人静时，放一曲纯音乐，品一盏茶，在脑海中搜寻诗中的恬淡闲 适。在春暖花开时，身着一身素衣，站在清风拂柳，蝶舞翩跹的百花丛中，轻吹一叶竖笛， 放眼碧波万里，海鸥，沙滩，还有扬帆在落日下的古船，在心旷神怡中，做一帘红尘的幽 梦。顶 0 收藏 2? 【唯美句子】 繁华如三千东流水，你只在乎

24、闲云野鹤般的采菊东篱、身心自由，置身 置灵魂于旷野，高声吟唱着属于自己的歌，悠悠然永远地成为一个真真正正的淡泊名利、 鄙弃功名利禄的隐者。顶 1 收藏 3? 【唯美句子】 世俗名利和青山绿水之间，你选择了淡泊明志，持竿垂钓碧泉绿潭；权 力富贵和草舍茅庐之间，你选择了宁静致远，晓梦翩跹姹紫嫣红。顶 2 收藏 3? 【唯美句子】 那是一株清香的无名花，我看到了它在春风夏雨中风姿绰约的模样，可 突如其来的秋雨，无情的打落了它美丽的花瓣，看着它在空谷中独自凋零，我莫名其妙的 心痛，像针椎一样的痛。秋雨，你为何如此残忍，为何不懂得怜香惜玉，我伸出颤抖的双 手，将散落在泥土里的花瓣捧在手心。顶 4 收藏

25、5? 【唯美句子】 滴答滴答，疏疏落落的秋雨，赶着时间的脚步，哗啦啦的下起来。听着 雨水轻轻地敲击着微薄的玻璃窗，不知不觉，我像是被催眠了一样，渐渐的进入了梦乡。顶 3 收藏 5? 【唯美句子】 在这极致的悲伤里，我看到了世间最美的爱，可谁又能明白，此刻的我 是悲伤还是欢喜， 也许只有那拨动我心弦的秋季， 才知道潜藏在我心中的眼泪。顶 4 收藏 3? 【唯美句子】 看着此情此景，我细细地聆听。像是听到了落叶的呢喃，秋风的柔软， 在这极短的瞬间，他们一起诉说着最美的爱恋，演绎着永恒的痴缠。当落叶安详的躺在大 地，露出幸福的模样，你看，它多像一个进入梦乡的孩子。突然发现，秋风并非是想象中 的刽子手

26、，原来它只是在叶子生命的最后一刻，让它体会到爱的缠绵，飞翔的滋味。顶 1 收藏 1? 【唯美句子】 很感谢那些耐心回答我的人，公交上那个姐姐，还有那位大叔，我不知 道他们是不是本地人，但我们遇到的一个交警协管，一位头发花白的大姐，她是上海本地 人，很和善，并不像有些人说的上海人很排外。 事实上， 什么都不是绝对的。顶 2 收藏 0? 【唯美句子】 我嗅到浓郁的香奈尔，却也被那种陌生呛了一鼻。也许，我却不知道， 那时的感受了。那里没有那么美好，没有安全感，归属感。我想要的自由呢，不完全地体 验到了。顶 2 收藏 1? 【唯美句子】 那些繁华的都市，车水马龙，灯红酒绿，流光溢彩，却充斥着一种悲哀， 浮夸。我看到各种奢华，却也看到各种卑微，我看到友善亲和，也看到暴躁粗鲁，我看到 金光熠? 【优美语句】 踏过一片海，用博识的学问激起片片微澜；采过一丛花，正在聪慧的碰