浅谈先张法预应力梁板施工

浅谈先张法预应力梁板施工

近年来，我国道路工业的快速发展，尤其是道路建设的快速发展。伴随着公路的发展,桥梁的设计和施工也得到了很大的跨越。先张法预应力梁板以其施工成本低、结构简单、断面小、施工方便、可以工厂化生产等优点,在公路建设中被广泛应用。结合本人曾参加的高速公路先张法预应力梁板施工情况,谈谈先张法预应力空心板施工中常出现的一些问题和原因,以及如何预防这些问题的发生。首先，应利用该方法避免安装梁板的问题和原因地基处理不合理台座施工前对地基处理不到位,或场地硬化和排水设计不合理,养生水、雨水渗入地基后造成地基软化,降低承载力,台座在荷载作用下形成不均匀沉降,进而导致台座上的梁板产生断裂破坏。台上倾斜和损坏梁板台座设计不合理,未进行抗倾覆验算,张拉完成后,台座失稳造成倾覆。梁体局部开裂放张时梁体混凝土强度未达到设计强度或放张方法不正确。当梁体强度未达到设计强度或未达到规范规定的范围时,梁体混凝土抗压能力不足,这时施加全部预应力,势必造成梁体局部破坏,从而导致梁体裂缝的产生。放张方法不正确,如野蛮放张,相当于瞬间施加给梁体全部预应力荷载,由于荷载分布和传递需要过程,期间梁体会产生由于不能承受强大荷载破坏,进而造成梁体局部开裂。采用砂箱放张时,放张的速度不均匀,采用拧松螺母放张,未对称进行或一次性将一根放完等情况,都会造成梁体受力不均匀,产生较大的侧应力,而梁体抗侧应力能力较低,当侧应力超过梁体抗侧应力能力时,就会造成梁体的破坏,进而产生梁体局部开裂。混凝土强度的影响施加的预应力不等于设计值、放张时梁体混凝土强度达不到设计强度、部分预应力失效管未发挥作用。梁体在预应力的作用下要产生一定的拱度属正常,但当预应力超过设计值较多或者施加预应力不足未达到设计值且差得较多时,产生的拱度将与施加正常预应力情况下的拱度相差就会较多。混凝土强度与抵抗变形能力有一定的关系,当混凝土强度未达到设计值时,梁体产生的变形就会较大,进而造成梁体拱度增加。梁体内失效管未发生作用时,失效段预应力筋继续对梁体产生预应力,从而改变梁体受力,使梁体产生非正常变形,进而导致拱度的变化。层压板下锚板内部分力学性能发生异常变化,导致层压偏小先张法预应力筋施加预应力后,由于预应力筋较长,所以在张拉槽中部会产生一定的垂度,当该部位措施不到位时,就会造成保护层偏小的情况。另外,预应力筋外侧有箍筋,当箍筋绑扎不牢或垫块支垫的位置不正确或垫块数量较少时,在混凝土作用下钢绞线和箍筋整体下沉,造成保护层变小。梁板侧面连接钢筋外露尺寸太小,或为了保证连接外露,造成腹板混凝土剔凿太深影响梁体质量连接筋绑扎时绑扎不牢,在混凝土振捣过程中连接筋下沉;或连接筋加工形状与模板不配套,造成包裹连接筋的混凝土较多。钢筋裂缝产生的原因梁板顶面裂缝种类较多,出现不规则裂缝,主要的原因是混凝土水分散失过快而造成干缩裂缝。出现沿着钢筋发生的裂缝,主要的原因是由于混凝土凝固收缩而产生收缩裂缝。这种裂缝一般产生在顶板钢筋以上部分,不会贯穿整个顶板。还有一种裂缝就是贯穿顶板的裂缝,这种裂缝一般原因是芯模拆除过早,顶板混凝土未完全凝固或未形成强度,或是采用胶囊芯模在顶板未完全凝固或未形成强度前胶囊气压不足而导致。期箱室内产品排除空心板内室不规则,腹板、顶板薄厚不均匀,一定程度上影响梁体的变形和受力。地板不平,影响后期箱室内积水无法利用通气孔排除。先张法空心板内室一般采用胶囊成型,浇筑混凝土前胶囊气压未达到设计给定值,或是浇筑过程中胶囊气压降低达不到设计值都会造成上述问题的发生。当胶囊气压不足时,在混凝土外力的作用下胶囊就会产生变形,混凝土就会对缩小的部分进行填充,进而导致梁体内室不规则。空心板的厚度无法达到设计价值芯模在浇筑梁体混凝土时产生上浮,导致顶板厚度不足。安装前，空心环的设计存梁时间过长,未采取任何预防措施。预防措施地基的处理必须在进场前对预制场地进行仔细规划和设计,合理设置场地的排水系统,保证养生水和雨水及时能排走。场地必须硬化处理,原地基较干燥时可直接采用重型压路机碾压整平后浇筑15~20cm厚混凝土即可。原地基含水量较高或后填松散材料时,对地基换填50cm砂砾或做30cm灰土,整平碾压后浇筑15~20cm混凝土即可。对于台座部位的地基,尤其是张拉台部位,要进行认真的处理。对软弱层进行换填处理,确保该部位的承载力要求。稳定性原则除了要保证台座具有一定的强度和刚度外,还要具有满足稳定性要求。台座设计时,必须进行抗倾覆验算,确保抗倾覆安全系数不小于1.5,抗滑移系数不小于1.3。预应力筋放张顺序预应力筋放张时梁板的强度和弹性模量应符合设计规定。设计未规定时,混凝土强度不应低于设计强度等级的80%,弹性模量不应低于混凝土28d弹性模量的80%。预应力筋的放张顺序应符合设计要求,当设计未规定时,应分阶段、均匀、对称、相互交错的放张。当采用砂箱进行多根预应力筋放张时,放砂速度应均匀一致。采用千斤顶放张时,放张应分数次完成。单根采用拧松螺母放张时,应先两侧后中间,分多次放张,不得一次性将一根预应力筋松完。严禁采用直接切断的办法进行野蛮放张。保证混凝土施工质量一是要控制对预应力筋施加的预应力要满足设计要求,达不到或超过设计值都会影响预拱度。所以,在施加预应力时,必须保证操作规范、设备运行正常。张拉设备必须定期保养和检验,确保张拉力与张拉数据的匹配。二是放张时梁板混凝土的强度应满足设计要求,执行标准要基本一致,且要满足实测强度不低于设计强度80%,弹性模量不低于设计28d弹性模量80%的要求。三是要保证失效管发挥作用。在每片两端根据预应力的工作特点都设置了部分预应力筋的失效段,通过失效管来实现。如果失效管两端包裹不严或失效管破损,混凝土就会进入失效管内,使失效管失效。所以,必须对失效管进行认真固定、包裹,确保失效管起到作用。四是要保证梁体尺寸符合设计要求,无论顶板、腹板或地板的尺寸变化都会造成梁体抗变形能力的改变,进而引起预拱度的变化。所以,要严格控制梁体的施工尺寸,不轻易改变设计尺寸。要保证芯模质量和芯模施工控制,防止由于芯模的变形而导致各部位混凝土尺寸的变化。支垫的垫块和预应力筋的绑牢主要是因预应力筋较长产生自然垂度引起的,所以对预应力筋进行有效支垫就能解决,支垫垫块要用与梁体同标号的混凝土垫块或高强度砂浆垫块。预应力筋外侧的箍筋要与预应力筋绑牢,垫块要垫在箍筋与预应力筋结合部。垫块的数量要保证每平米不少于6块,且要梅花形布置。梁体内部安装侧模加工连接筋时,要保证形状与模板配套,连接筋绑扎后,应紧贴模板,贴模板部位适当外倾(如图1),安装侧模时再使该部分回到正确的位置,这样能够保证该部分钢筋能紧贴模板。拆除模板后,该部分钢筋很容易剔凿,从而减少剔凿量,减少对梁体的破坏。为避免浇筑混凝土连接筋下沉,连接筋锚固弯钩段可做成与连接筋在一个平面,弯钩向外,绑扎时弯钩部分可与预应力筋绑扎,可保不下沉(如图1)。加强混凝土收缩和振捣针对不同的形成原因,应根据具体情况采取相应的预防措施加以控制。干缩裂缝应尽量避开温度较高时段和大风天气施工,混凝土浇筑完成后,应两遍收浆,浇完时收一遍浆,混凝土初凝时收一遍浆,并及时覆盖和洒水养生。混凝土收缩裂缝一是要适当降低水灰比,尽量减少混凝土的收缩;二是要加强混凝土的振捣,防止由于振捣不实而导致的混凝土的下沉;三是在混凝土初凝前,对表层混凝土进行二次振捣,振捣后要进行细致的抹平收面;四是进行初凝前的收浆,作用与二次振捣类似。拆模早或胶囊气压问题引起的板顶裂缝,要严格控制拆模时间,确保顶板混凝土必须终凝后1~2h完成。使用的胶囊芯模,要保证完好性,安装芯模前必须检查,确保不漏气,安装时的气压必须满足设计要求。浇筑过程中必须要有专人检查胶囊的气压情况,一旦发生漏气及时进行补救处理。胶囊施工控制一般多出现在使用胶囊芯模的梁板中,针对发生该问题的原因,应注意胶囊的质量和施工控制。施工前要检查胶囊的完好性,充气气压要满足设计要求,浇筑混凝土过程中必须专人检查气压,一旦发生漏气问题,应及时采取措施进行补救。固定安装钢筋一般是由于芯模上浮引起,所以采取控制芯模上浮措施即可解决顶板厚度不足问题。采用胶囊施工时,要加定位钢筋,钢筋间距50~80cm为宜。定位筋要生根于地板,并与地板筋绑扎牢固。为防止定位筋间胶囊上浮,还要设置纵向扁钢,一般不少于3条,置于胶囊中上部。设5条效果最佳,两肋各1条,顶部3条。为防止芯模与顶板钢筋整体上浮,还应在梁顶设置压杠,压杠与侧模固结。侧模通过钢丝绳与预埋的地锚相连,拉结钢丝绳1.5~2m为宜。采用木模或钢模做芯模时,设置压杠即可。避免过多次存梁一是应尽量合理安排预制和安装工序,避免过长时间存梁;二是要采取