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论预应力混凝土桥梁孔道问题的分析及处理方法

2011-12-31黄为为陈萍

城市建设理论研究 2011年28期
关键词:孔道预防措施

黄为为 陈萍

摘要:文中结合某互通立交主线几条匝道的施工,详细探讨了预应力混凝土桥梁孔道中常出现的问题,为以后此类型的桥梁施工提供一定的参考。事实证明如果在施工中重视并采取一定的预防措施,则完全可以避免这些问题,确保工程质量。

关键词:预应力混凝土桥梁;孔道;原因分析;预防措施

0 引言

预应力混凝土结构由于优越的性能,在公路桥梁上得到广泛的应用,但由于预应力混凝土桥梁施工复杂,对施工人员技术水平及设备精度要求高,操作工序多,部分工序属于隐蔽工程等因素,施工中常常出现各种问题。如果施工方法不当或措施不完善,这些问题处理起来非常繁琐。如何解决此问题,本文对此进行了探讨。

1波纹管孔道漏浆

1.1原因分析

由于当前波纹管所用的材料材质较差、厚度不足且厚薄不均,用其制作的波纹管强度、刚度大多数达不到要求,在安装和浇筑混凝土时易变形和破损,使砂浆漏入孔道,造成预应力筋铸固,并增大预应力筋张拉时的摩阻力。对于浇筑混凝土前穿入的预应力筋,由于砂浆的流入,波纹管安装时因非预应力筋位置妨碍,又兼波纹管的刚度差,易形成弯折角或管轴线偏位,在弯折角处咬口容易开裂造成漏浆;轴线偏位易造成转角增加,使张拉时的摩阻损失增加,波纹管与锚垫板相接处,二者轴线不一致,易造成弯折处咬口开裂漏浆。两根波纹管相接,接头管的长度不够或直径太大,使接口不严也造成漏浆。在混凝土浇筑中,振捣棒与波纹管相接触,因振捣时振捣棒高速旋转和振动,易使波纹管咬口开裂或自身磨损冲击开洞,造成砂浆漏入波纹管内。

1.2处置方法

预应力张拉作业中,若出现波纹管和预应力筋的轻度铸固,对于两端张拉的设计常常在预应力筋实施张拉作业前,不安装工作锚夹片,用张拉千斤顶由两端分别交替张拉预应力筋,使其铸固的预应力筋在波纹管内松动后,并可在外力作用下自由移动。此时,安装工作锚夹片,由两端张拉预应力筋。因孔道部分漏浆,预应力筋张拉作业中摩阻力必然增加,可采用两端反复张拉几次进行调整。若仍不能满足要求时,采用一次按103%σcon~105%σcon的超张拉工艺张拉预应力筋,以抵消因孔道轻度铸固增加的摩阻力。对于单端张拉的设计,在张拉时应该进行双控,若钢绞线的伸长值和计算差距很大,可以判断梁内某一位置出现铸固。此时,应该停工找出铸固的位置,将箱梁结构混凝土凿开清理干净波纹管内的灰浆,然后再经修复后,进行预应力筋的张拉作业。若铸固位置在结构内部无法清除或铸固孔道太多、太长,清理工作相当繁琐且清理后结构难以复原,则预应力结构应为报废处理。

1.3预防措施

在后张预应力混凝土结构施工中,为防止波纹管孔道漏浆,必须用合格的钢带、工艺完备的机械制作,使其强度和刚度满足使用要求。波纹管制作后,应随机取样对其外观、尺寸、荷载作用下的变形能力、轴向拉伸强度和抗渗进行检验,合格的产品才允许使用。波纹管安装时不准有急弯,安装在钢筋骨架内后,不许人脚踏和重压。波纹管之间连接时,接头管的长度和直径应满足使用要求;和锚垫板连接时,二者轴线必须一致。在混凝土浇筑作业中,振捣棒的插入位置和深度应严格控制,严禁振捣棒和波纹管接触及互相碰撞,这样可避免其因振捣开裂或其自身开洞漏浆。在后穿预应力筋的后张法的混凝土浇筑中,常在波纹管内衬一根比其内径小5mm~7mm的聚乙烯管,待浇筑混凝土达到初凝后,将其抽出。这样即使波纹管有局部漏浆,有聚乙烯管在波纹管内形成的空间作预应力筋的孔道,并不影响预应力筋的穿束和张拉作业。

对于这种曲线形梁,有效的预防措施就是选用合适的波纹管,施工中注意波纹管接头处不要漏浆,穿梭预应力钢筋的时候,不要划伤波纹管道,最好在铺设完预应力钢筋后,采用一定的措施充气,检查波纹管道的气密性,防止漏浆事故的发生。

2波纹管孔道压浆不饱满

2.1原因分析

引起孔道压浆不饱满原因很多:1)可能是由于压浆管堵塞或不畅通,导致水泥浆无法全截面充满;2)在用水冲洗完波纹管后,没有把残留在管内的水完全冲干净也可引起压浆不饱满;3)水泥浆的配合比也是其中一个因素;4)养护温度也会影响压浆的饱满度。

2.2处置方法

在压浆过程中及压浆后应及时检查压浆的密实情况,如有不实,应及时处理;压浆过程中及压浆后48h内,结构混凝土温度不得低于5℃,否则应采取保温措施,当气温高于35℃时,压浆宜在夜间进行;压浆中途发生故障、不能连续一次压满时,应立即用压力水冲洗干净,使孔道通畅,带故障处理后再重新进行压浆。

2.3预防措施

建议采用真空辅助压浆,为检验采用真空辅助压浆饱满度,完善压浆操作工艺,解决压浆过程中存在的问题,在工地现场要进行了一定长度管道压浆模拟试验。为确保大桥预应力压浆施工质量,在模拟压浆后,采取以下质量评估方法:1)24h后,开启两端盖帽排气孔堵头,两孔内浆体饱满密实,无明显凹陷气孔;2)浆体凝固后,将观察孔盖拆开,管内充满浆体;3)压浆试件3h泌水率为1.8%,24h后浆体未有明显收缩;4)4d后,切割取样,分别在靠近两端及中间部位5点取样,孔道内充满水泥浆,每根钢绞线之间均充满浆体,截面密实、均匀、无空洞、无气泡、表面光滑平整。

3波纹管孔道堵塞

3.1原因分析

引起堵管的原因是多方面的。首先,施工单位在施工过程中没有严格按照施工规范安装波纹管,或者是在混凝土浇筑施工中,振捣人员在振捣混凝土时操作失误,造成波纹管局部的破裂,直接导致混凝土水泥浆渗漏到波纹管中造成堵管。其次,是过于干稠的水泥浆,灌浆的过程中孔道还没有来得及流满整个孔道,就已经开始凝固,从而导致了堵塞。

3.2处置方法

遇到堵管面积不大时,首先根据预应力筋曲线坐标,标注漏浆孔道堵塞的位置,在避开梁的主筋位置,采用冲击钻缓慢进行开孔,清除波纹管中的水泥浆块,使钢绞线能顺利穿过波纹管并能够自由伸缩,然后待张拉完毕后用高一等级微膨胀混凝土封堵孔洞。大面积的由于水泥浆引起的堵孔,应该立即清理孔内的已灌水泥浆,并清洗干净。若孔内混凝土达到一定强度,无法清除者,预应力混凝土结构应该作为报废处理。

3.3预防措施

堵管是可以预防的,在施工下料前对波纹管质量仔细检查,对有缺陷的波纹管及早发现;在浇筑混凝土前检查波纹管的安装位置,固定好,检查套管接头连接是否牢固,密闭性是否达到要求。在检查过程中发现隐患立即纠正,并且在浇筑混凝土过程中注意波纹管的保护,避免振捣棒碰坏波纹管。

为防止堵管现象的发生,灌注的砂浆应该进行检查,水泥浆既需要有足够的粘结强度,又需要有适当的稠度,水泥浆稠度是决定能否可靠地进行灌浆作业的重要因素,水泥浆的干稠应该充分考虑气温、管道直径、灌注长度、灌注数量以及灌注机具等因素。

4结语

上述孔道预防措施,在某互通立交主线桥和互通立交匝道等桥的施工中得到检验,结果基本上杜绝了预应力孔道问题的发生,当然这里面包括加强施工管理的措施,而且是基本措施。在工程中树立无小事的办事原则,在预应力施工中严格按照各种操作程序施工,认真做好施工前后的各项检查,减少问题的发生,特别是要做好各种预防措施的准备非常必要。

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