网站原创摘 要：本文结合贵广铁路桂林北至定江左右客车联络线特大桥现浇梁施工提出了对预应力钢绞线施工中常见问题的处理方案,对确保预应力结构安全使用、最大限度发挥结构设计功能和使用寿命提供了经验.
Abstract：Basedonthecast-in-placeconstructionofthegrandbridgeintheNorthGuilin-DingjiangleftandrightpassengertrainlinkinglineofGuiyang-Guangzhourailway,thisarticleproposesthetreatmentmethodorthemonproblemsintheconstructionoftheprestressedsteelstrand,whichprovidesreferenceforthesafeuseofprestressedstructureandthemaximizationofthestructuredesignfunctionandservicelife.
关 键 词：预应力,钢绞线,常见问题,处理方案
Keywords：prestressed,steelstrand,monproblems,treatmentscheme
中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：1006-4311（2015）04-0125-02
1工程概况
贵广铁路桂林北至定江左右客车联络线特大桥采用（60+104+60）m连续梁跨桂海高速公路,采用2-68m系杆拱跨桂黄公路.本桥采用挂篮悬臂浇筑连续梁,先梁后拱施作系杆拱,现浇梁部支架.现浇梁预应力钢绞线时,有的张拉束钢绞线伸长量不够,锚下出现裂缝,严重破坏了预应力筋的整体受力状态,会缩短梁体的使用年限.鉴于此,施工时要高度重视这些问题,优化施工方案,从而保质保量完成工程建设任务.
2预应力钢绞线伸长量不足
2.1预应力张拉情况用9-15.2钢绞线制作2-68m系杆拱梁部纵向预应力束,塑料波纹管成孔,内外径分别是70mm、83mm.在顶板和底板内安装预应力束,其中包括51束通长束,通过250吨张拉千斤顶单端张拉.以张拉力与伸长量双控的模式张拉预应力束,重点控制张拉力,同时要严格按设计要求控制伸长量,允许实际值与设计值之间有6%的差值.张拉至底板束N11-3左束,按照设计要求,伸长量应该达到423mm,但是张拉时发出“嘭、嘭”的声音,经检查确定钢绞线伸长量仅为211mm,与设计值相差甚远.
2.2原因分析预应力管道堵塞、漏浆,千斤顶标定或预应力管道定位失准,钢绞线缠绕使摩阻力增大,设计计算所用钢绞线弹模值与实际使用的弹模值不一致等等,这些因素都可能造成钢绞线伸长量不达标.在实际施工建设中,应该具体情况具体分析,可以重点从以下几个节点查找原因.
2.2.1检查张拉设备标定千斤顶和油表的标定范围准确,为保险起见进行了二次标定.前后两次标定结果基本一致,排除千斤顶和油表对张拉工序的影响因素.
2.2.2检查张拉设备安装及配套情况钢铰线、工作锚与夹片不匹配,会增大钢绞线与工作锚和夹片间的摩阻力,损耗张拉力,在这种情况下,钢绞线伸长量很难达到设计要求.经过一番检查,张拉设备安装不配套的因素可以排除.
2.2.3检查钢绞线对该批钢绞线二次取样送检.检验后发现,钢绞线的弹性模量是1.97×105MPa.而理论上,是通过1.95×105MPa的弹性模量来计算张拉力,因此可推算出实际检验结果对理论伸长量的影响是（1.97×105-1.95×105）/1.95×105等于1.03%.
用高强低松驰钢铰线制作预应力束.钢绞线公称直径标准值为15.24mm,而实际所用钢绞线公称直径比设计值大0.06mm.钢绞线公称直径所对应的面积应该是140mm2,实际却达到了142.7mm2.标准抗拉强度是1860MPa.通过公式计算钢绞线公称直径所对应的面积对理论伸长量的影响：（142.7-140）/140等于1.93%.
计算结果显示,实际所用的钢绞线弹性模量大于设计值,在一定程度上影响了伸长量,但基本可排除钢绞线质量不达标的影响因素.
2.2.4针对张拉过程中发出“嘭、嘭”声音的分析张拉钢绞线时传来“嘭、嘭”的响声,初步考虑是三种情况所致：一是波纹管破裂.在混凝土浇筑环节,水泥浆灌进孔道,造成孔道阻塞,二是钢绞线穿束时相互缠绕,或钢绞线锈蚀,三是垫板和锚固端挤压套中间存在空隙.仅从伸长量达不到设计要求这一角度来分析,可排除第三种情况.然后集中分析波纹管和钢绞线两种因素.
先考虑波纹管道破裂、漏浆,使钢束和混凝土握裹形成锚固端,缩减了钢绞线伸长量.通过孔道通气通水的方式检测孔道漏浆情况,如果孔道排气通常,流水量正常,则基本排除孔道漏浆堵塞的情况.必要时可以凿开孔道,在与张拉端相距34.728m处凿一50cm长的孔洞,如确实不存在漏浆堵塞问题,再用长2m的钢筋自从孔洞开始向前后方向探测孔道,若仍未发现堵孔问题,就可以彻底排除孔道漏浆的影响因素.此时,应该重点检查开孔部位的钢绞线,查看其有无缠绕现象,表面是否锈蚀,据此判定导致伸长量达不到设计值,是因为孔道内预应力筋相互缠绕,增大了张拉时的内部摩擦力,内部应力不集中,在这种情况下,即便外部应力已满足要求,但仍无法保证钢绞线伸长量达到设计要求.2.3处理方案发现钢绞线相互缠绕后,建议用25吨千斤顶单根张拉,使之内部应力至少达到设计值的一半,预应力筋松弛度尽量一致,然后利用250吨千斤顶张拉,使所有预应力钢束均匀受力,直至其符合设计要求.张拉后检测钢绞线伸长值为402mm,符合设计要求.如果是孔道堵塞,先清孔,按正规流程逐步张拉,凿孔后用比设计标号高一级的混凝土封孔.
3锚头下锚板处混凝土变形开裂
3.1开裂情况（60+104+60）m连续梁40#T构4#节段N5右束大里程端张拉到设计值的75%时,发现锚板下混凝土变形开裂.
3.2原因分析①锚垫板倾斜,混凝土堵塞喇叭口,造成偏心张拉.②装配的锚具未置入锚垫板凹槽内,张拉时锚具倾斜,锚垫板破裂,最终使混凝土出现裂缝.③槽口处的混凝土因振捣不密实而出现孔洞,抗压强度不够,张拉时锚垫板破裂.④未按规定装配锚下螺旋钢筋和网片钢筋,锚垫板所承受的压力无处分担,压强过大,混凝土开裂.⑤混凝土强度不符合张拉强度要求,张拉过早.根据混凝土开裂现象,初步判断是张拉槽口时混凝土振捣不密实所致.振捣不密实,混凝土内部存在孔洞,承压性能达不到张拉要求,开裂就是必然的结果.
3.3处理方案对40#T构4#节段N5右束钢绞线放张、松锚,将张拉端锚垫板卸除,凿除未振捣密实的混凝土后清表,再次安装锚垫板,用比原来混凝土标号高一等级的混凝土重新浇筑,当其抗压强度及弹性模量全部达标后再次张拉.
4施工注意事项
①在混凝土浇筑环节,先参考设计图进行自检和互检,重点验收隐蔽工程,然后安装预应力波纹管,②检测钢绞线实际的截面积及弹性模量,基于所得数据计算钢绞线实际伸长量,③检修千斤顶后,或者在使用千斤顶时发现异常情况,必须二次校验,④张拉端混凝土浇筑时,先封闭张拉端四周,建议使用小振动棒（Φ2.5cm）振捣波纹管周围的部位,以防漏浆,⑤建议从两端张拉,混凝土压强达标后进行钢绞线穿束,以免钢绞线锈蚀.检测设穿束时钢绞线断丝,或存在异常现象,换新钢束重新穿束.若为单端张拉,则建议事先备足钢束,以及时应对突发状况,⑥在穿束过程中,必须编号管理各束钢绞线.按1m～1.5m的间距用铁丝绑扎钢束.为避免波纹管被钢绞线扎破,须将圆头塑料管套在钢束前端,顺着劲穿,穿束后每根钢绞线方向一致,用铁丝绑扎后铁丝扣向里,⑦梁体混凝土强度和弹性模量必须百分之百符合设计要求,预应力张拉工序安排在混凝土浇筑5d后进行.张拉前,先通过试验确定混凝土的抗压强度和弹性模量,根据试验结果逐步进入预应力张拉工序,确保张拉效果符合设计要求.
5结束语
预应力混凝土施工投入少,跨度大,抗裂性优良,而且结构形式多样,在现代桥梁施工领域应用规模不断扩大.为了提高结构的安全系数,充分发挥设计功能,施工前的组织设计和前期准备工作非常重要.针对施工中常见的质量问题通过周密的布置提前预控,严格执行工艺流程,辅以科学高效的技术措施,就可以最大限度发挥结构设计功能和使用寿命.