预应力混凝土结构常见事故

1、预应力砼结构常见事故及预防处理石家庄铁道大学石家庄铁道大学 土木工程学院土木工程学院安蕊安蕊梅梅要内容主要内容常常见事故一见事故一：预留预留孔孔道事故道事故常见常见事事故二故二：预：预应力筋张拉事故应力筋张拉事故常见常见事事故三故三：锚下常见锚下常见事事故故常见常见事事故四故四：构：构件开裂事故件开裂事故常见常见事事故五故五：放张事故放张事故常常见事故六见事故六：孔道压浆不密实：孔道压浆不密实常见事故一：孔道事故常见事故一：孔道事故1 1、常见问题及发生原因、常见问题及发生原因1 1）堵孔、颈缩孔。）堵孔、颈缩孔。 振振捣捣时致波时致波纹纹管破裂、漏浆；波纹管接头没处

2、理好；管破裂、漏浆；波纹管接头没处理好；2 2）孔道位置偏离设计值。）孔道位置偏离设计值。 主要是定位钢筋不足致主要是定位钢筋不足致波纹管变形、波纹管变形、移移位，相邻孔位，相邻孔道距离变小。道距离变小。3 3）备用孔漏设；）备用孔漏设；4 4）压浆孔和通气孔被堵塞。）压浆孔和通气孔被堵塞。5 5）橡胶抽拔管老化取不出。）橡胶抽拔管老化取不出。6 6）张拉时孔道开裂，相邻孔道联通。）张拉时孔道开裂，相邻孔道联通。2 2、预防预防措施措施1 1）孔）孔道成型用管道的连接应道成型用管道的连接应密密封。封。2 2）振捣时要避开孔道。）振捣时要避开孔道。2 2）成）成孔管道应与定位钢筋绑扎牢固，定位钢

3、筋直径不孔管道应与定位钢筋绑扎牢固，定位钢筋直径不宜小于宜小于10mm10mm，间距不宜大，间距不宜大于于1.2m1.2m，扁形管道、塑料波扁形管道、塑料波纹管或预应力筋曲线曲率较大纹管或预应力筋曲线曲率较大处处的间的间距宜适当缩距宜适当缩小小；3 3）凡）凡施工时需要预先起拱的构件，预应力筋或成孔管施工时需要预先起拱的构件，预应力筋或成孔管道宜随构件同时起拱；道宜随构件同时起拱；4 4）成）成孔管道竖向位置偏差应孔管道竖向位置偏差应符符合规定；合规定；5 5）孔）孔道的间距和保护层厚度，应道的间距和保护层厚度，应符符合规定。合规定。6 6）仔细查看图纸并分析。）仔细查看图纸并分析。常见事故一

4、：孔道事故常见事故一：孔道事故工工程实例程实例 某铝业有限某铝业有限公公司电司电解解车车间，间，属单层排架结构工业属单层排架结构工业厂厂房，需要制作房，需要制作160160根吊车根吊车梁梁。吊车梁为。吊车梁为6m6m后张预应力后张预应力混凝土吊车混凝土吊车梁梁，等，等高工字形截面；预应力钢筋高工字形截面；预应力钢筋采采用用高强钢丝束，高强钢丝束，共有四束预应力共有四束预应力钢钢筋；筋；混混凝凝土强度为土强度为C45C45。 吊吊车车梁由沈阳铝镁设计研究院设计。梁由沈阳铝镁设计研究院设计。采用单采用单层平卧层平卧预预制。制。 l事故情况事故情况： 有梁在穿筋时，发现堵孔，力筋无法穿入。有梁在穿筋

5、时，发现堵孔，力筋无法穿入。 怎怎么么办？采取措施解决还是报废梁？办？采取措施解决还是报废梁？l最后采用的措施：最后采用的措施： a a：用预：用预应力钢筋穿入应力钢筋穿入孔孔道，道，量出堵塞的具量出堵塞的具体体位置。位置。 b b：用：用冲冲击击钻从侧面钻钻从侧面钻透混凝透混凝土土（只（只能用钻，不能能用钻，不能用人工凿用人工凿孔孔）。）。 c c：用：用火焊截去堵塞部火焊截去堵塞部分分的金属波的金属波纹纹管，扩孔，清管，扩孔，清理出残渣及波纹管扁平部分，用水冲洗理出残渣及波纹管扁平部分，用水冲洗干干净。净。 d d：穿：穿入预应力筋，并张入预应力筋，并张拉拉。 e e：张：张拉完拉完毕毕后

6、补孔，后补孔，并并留砂留砂浆试块浆试块，以测其强以测其强度度。 f f：如堵孔的梁较多，处理后对一梁进行荷载试验：如堵孔的梁较多，处理后对一梁进行荷载试验。常见常见事事故二：预应力筋张拉事故（先张少）故二：预应力筋张拉事故（先张少） 预应力筋张拉时预应力筋张拉时, , 后张梁，采用张拉控制应力和伸后张梁，采用张拉控制应力和伸长量双控。长量双控。常见事故常见事故： 1 1、滑丝；、滑丝； 2 2、断丝；、断丝； 3 3、张拉伸长量不足。、张拉伸长量不足。常见常见事事故二：预应力筋张拉事故故二：预应力筋张拉事故1、断丝、断丝1 1）原因：）原因： 1 1）力筋生锈，截面积减小；）力筋生锈，截面积减

7、小； 2 2）因伸长量不足，继续张拉使应力超过抗拉强度；）因伸长量不足，继续张拉使应力超过抗拉强度； 3 3）一个孔道的预应力筋不平直，有交叉，使张拉时力）一个孔道的预应力筋不平直，有交叉，使张拉时力筋长度不均匀。筋长度不均匀。 4 4）个别预应力筋质量不合格。）个别预应力筋质量不合格。2 2）断丝的后果）断丝的后果3 3）预防措施：）预防措施： 当当预应力预应力张张拉拉时时如如发发现油现油压回落，再加油时又回落，这压回落，再加油时又回落，这时有可能发生时有可能发生断断丝。及时停止加油，进行处理。丝。及时停止加油，进行处理。4 4）处理）处理 断断丝不得超过两根；一孔超过两根，换掉预应力筋丝不

8、得超过两根；一孔超过两根，换掉预应力筋。2、张拉伸长量不足、张拉伸长量不足1 1）主）主要要原原因因 a a：预预留管道不顺留管道不顺直直，孔道摩阻大；（主要），孔道摩阻大；（主要） b b：施工时先：施工时先将预应力筋穿入将预应力筋穿入管管道，后道，后浇浇筑砼，由于筑砼，由于管管道漏浆已将部分预道漏浆已将部分预应应力筋力筋粘结牢固，在张拉时该段粘结牢固，在张拉时该段预应力钢筋处于拉应力基本预应力钢筋处于拉应力基本为为零；零； c c：所：所采用预应力钢筋的实采用预应力钢筋的实际际弹模与弹模与理理论弹摸有差论弹摸有差异；异； d d：张拉设备标定时数据：张拉设备标定时数据不不准准确；确； e

9、e：张：张拉设备发生机械故拉设备发生机械故障障。2 2）预防措施）预防措施常见事常见事故故三三：锚下病害锚下病害后张法构件，锚具传递并承受很大的压应力，锚下后张法构件，锚具传递并承受很大的压应力，锚下混凝土也承受很大应力混凝土也承受很大应力。病害一般发生的张拉锚固时。病害一般发生的张拉锚固时。1 1、锚下混凝土应力分布图、锚下混凝土应力分布图。纵向应力分布图纵向应力分布图横横向应力分布图向应力分布图锚具、垫板、千斤顶构造锚具、垫板、千斤顶构造1 1、工具夹片、工具夹片 2 2、工具锚环、工具锚环 3 3、过渡套、过渡套 4 4、千斤顶、千斤顶5 5、限位板、限位板 6 6、工作夹片、工作夹片

10、7 7、工作锚环、工作锚环 8 8、锚垫板、锚垫板9 9、螺旋筋、螺旋筋 1010、波纹管、波纹管2 2、锚下可能的病害、锚下可能的病害： 1 1）锚下混凝土开裂：劈裂裂缝和端部裂缝。）锚下混凝土开裂：劈裂裂缝和端部裂缝。 2 2）锚垫板碎裂、破坏；）锚垫板碎裂、破坏； 3 3）锚下混凝土压）锚下混凝土压碎，碎，导致锚具内陷。导致锚具内陷。 锚下混凝土崩裂，锚固区失效锚下混凝土崩裂，锚固区失效锚下混凝土开裂锚下混凝土开裂张拉时开裂张拉时开裂锚垫板碎裂锚垫板碎裂混混凝土崩裂凝土崩裂、锚垫板压坏、锚垫板压坏锚下混凝锚下混凝土压碎，锚垫板变形土压碎，锚垫板变形1 1）锚下混凝土开裂的原因）锚下混凝土

11、开裂的原因 a a：锚下间接钢筋间距过大；：锚下间接钢筋间距过大； b b：间接钢筋范围不足，螺旋筋圈的直径过：间接钢筋范围不足，螺旋筋圈的直径过小小；螺螺旋筋也叫抗劈裂旋筋也叫抗劈裂钢钢筋，作用是约束核心混凝土，有合理范围。筋，作用是约束核心混凝土，有合理范围。现为标配。现为标配。 200 14 50mm 被被168 12 55mm代替。代替。 c c：设计的构件过薄，尺寸：设计的构件过薄，尺寸小小； d d：相：相邻孔道净距不够。邻孔道净距不够。 e e：混凝土强度不达标；混凝土强度不达标； f f：锚垫板锚垫板假假冒致冒致传递荷载能力差。传递荷载能力差。3 3、锚下病害可能的原因、锚下病

12、害可能的原因OVM专利产品。考专利产品。考虑了荷载传递过渡和虑了荷载传递过渡和合理承压面积。合理承压面积。仿制品仿制品3 3、锚下病害可能的原因、锚下病害可能的原因2 2）锚垫锚垫板碎裂的原因板碎裂的原因 a a：锚：锚下混凝土不密实下混凝土不密实。 b b：对：对锚下荷载传递性能不了解，没有执行标准。锚下荷载传递性能不了解，没有执行标准。 锚下荷载传递性能，锚下荷载传递性能，是对是对埋置了锚垫板和螺旋钢筋的标埋置了锚垫板和螺旋钢筋的标准混凝土试准混凝土试件加载件加载，测试重复荷载下混凝土的裂缝宽度和，测试重复荷载下混凝土的裂缝宽度和试件的极限承载力，以判试件的极限承载力，以判断锚具对荷载传断

13、锚具对荷载传递的安全可靠性递的安全可靠性。 c c：锚垫板产品不规范。锚垫板产品不规范。 假冒、仿造。假冒、仿造。没没有或减小了台阶高度和角度，有或减小了台阶高度和角度，减减小了承小了承压面压面厚厚度，减小了锚具高度。度，减小了锚具高度。 d d：材：材质质差，现场一般不检验锚垫板差，现场一般不检验锚垫板。 锚垫板质量好的灰铸铁，抗拉强度大于锚垫板质量好的灰铸铁，抗拉强度大于200MPa200MPa，有，有的厂家采用劣质材料，不到的厂家采用劣质材料，不到150MPa150MPa。 如下图如下图 仿造：尺寸减小仿造：尺寸减小左：某厂家的左：某厂家的3孔扁锚垫板孔扁锚垫板 尺寸：尺寸：176*70

14、*140mm（长（长宽宽高），重量高），重量2.8kg右：某名优品牌的右：某名优品牌的3孔扁锚垫板孔扁锚垫板 尺寸：尺寸：200*90*180mm（长（长宽高），重量宽高），重量4.2kg锚垫板承压面变薄锚垫板承压面变薄：两厂两厂家的家的 5孔锚垫板孔锚垫板左：某厂家的左：某厂家的5孔圆锚垫板孔圆锚垫板 重量重量4.1kg右：某名优品牌的右：某名优品牌的5孔圆锚垫板孔圆锚垫板 重量重量6.3kg某厂劣质锚垫板在工程应用中加强肋出现的裂纹某厂劣质锚垫板在工程应用中加强肋出现的裂纹3 3）锚下混凝土压溃的原因）锚下混凝土压溃的原因 a a：锚下混凝土振捣不密实，有空洞；：锚下混凝土振捣不密实，有空

15、洞； b b：锚下间接钢筋严重不足。：锚下间接钢筋严重不足。 c c： 可能张拉时混凝土强度没有达到设计强度的可能张拉时混凝土强度没有达到设计强度的90%90%，龄期不足。，龄期不足。 d d：采用双控时，为了满足伸长量，出现过张拉。：采用双控时，为了满足伸长量，出现过张拉。 3 3、锚下病害可能的原因、锚下病害可能的原因4、锚下病害预防措施、锚下病害预防措施 1 1）保证锚下混凝土浇筑质量。）保证锚下混凝土浇筑质量。 2 2）合理设计构件尺寸、孔道间距、孔道位置。）合理设计构件尺寸、孔道间距、孔道位置。 3 3）采用优质锚垫板。）采用优质锚垫板。 4 4）合理设计并布置间接钢筋。）合理设计并

16、布置间接钢筋。 5 5）掌握好张拉时混凝土龄期。）掌握好张拉时混凝土龄期。 事故一般都比较严重，事故一般都比较严重，5、锚下病害处理措施、锚下病害处理措施工程概况工程概况 某预应力混凝土斜交桥，跨越李村河，跨度某预应力混凝土斜交桥，跨越李村河，跨度30+35+35m30+35+35m，桥面宽，桥面宽26.2m26.2m。桥梁设计按全预应力混凝。桥梁设计按全预应力混凝土梁设计。梁体采用土梁设计。梁体采用C50C50高性能混凝土，梁体预应力高性能混凝土，梁体预应力筋为直径筋为直径15.2mm15.2mm的低松弛钢绞线，塑料波纹管成孔，的低松弛钢绞线，塑料波纹管成孔，锚具为锚具为OVMOVM夹片式锚

17、具，锚下垫板和螺旋筋与锚具配夹片式锚具，锚下垫板和螺旋筋与锚具配套，均为套，均为OVMOVM厂家产品。预应力筋张拉时采用厂家产品。预应力筋张拉时采用伸长量伸长量和张拉应力和张拉应力双控。张拉时，同条件混凝土试件的强度双控。张拉时，同条件混凝土试件的强度达到达到53.9MPa53.9MPa，满足达到设计强度的，满足达到设计强度的90%90%的条件。的条件。实例、实例、某预应力砼箱梁锚垫板破坏事故某预应力砼箱梁锚垫板破坏事故锚固端图锚固端图箱梁端部预应力筋布置图事故回放事故回放 6.22 6.22下午，两侧对称张下午，两侧对称张拉腹板的拉腹板的B-N1aB-N1a预应力筋，预应力筋，在终张拉时，西

18、侧锚垫板在终张拉时，西侧锚垫板压碎，检查发现，锚下混压碎，检查发现，锚下混凝土压碎，锚具下侧陷入凝土压碎，锚具下侧陷入梁体梁体2-3cm2-3cm。停止张拉，。停止张拉，力筋无法锚固。力筋无法锚固。 根据现场数据，张拉应根据现场数据，张拉应力达到设计应力的力达到设计应力的100%100%。初步工作：初步工作：后续工作：后续工作：放松张拉，卸下锚具，判断能否重新张拉。放松张拉，卸下锚具，判断能否重新张拉。分析原因、讨论，分析原因、讨论，给给出出处处理办法理办法。 原因分析：原因分析：经过分析，原因如下：经过分析，原因如下：a : a : 锚下钢筋密，间距小，浇筑的混凝土在波纹管上方锚下钢筋密，间距小，浇筑的混凝土在波纹管上方粗骨料少，混凝土离