后张预应力结构.docx

后张预应力结构.docx

《后张预应力结构.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《后张预应力结构.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

后张预应力结构

后张预应力结构（小箱梁、T梁、工字梁）孔道压浆不饱满及防治措施

秦皇岛保神监理公司

摘要：

本文就后张预应力结构管道后浆不饱满的表现形式及危害性进行分析，并提出了采用（取）的防止措施。

关键词：

后张预应力孔道压浆（不饱满）防止措施

后张法预应力构件，顾名思义就是光预制构件，待构件达到设计强度后，对钢丝束进外张，借助锚具的作用，将钢丝束锚固在构件上，利用钢丝束的弹性收缩产生的应力，经锚具传递给构件，使构件内部建立起永存的内力——拉压实力。

后张预应力孔道压浆密实与否，直接关系到预应力构件永存内力的稳定性和耐久性。

根据相关（有关）资料介绍，日本从地震跨塌的后张预应力桥梁构件上截取若干断面解剖测试，报导后张法预应力结构因孔道压浆不密实而造成的预应力钢丝束锈蚀、断面锐减、断丝及内力损失严重等致命的质量问题。

由此而得出，后张法预应力孔道压浆的密实度，是后张预应力构件质量控制的主要环节。

1、后张法预应力孔道压浆的主要作用。

1.1排除孔道内的水分和气体。

孔道压浆可利用浆体比重大的特点，将孔道内的水分、气体挤出孔道外，使水泥浆充满孔道空间。

1.2保护钢丝束的不锈蚀，通过压浆方法将孔道内压满密实的水泥浆，凝固后起到保护钢丝束不锈蚀的目的。

1.3充实构件（梁体）的密实度。

后张法预应力构件中的预留孔道，穿入钢丝束张拉锚固后，存有1/2-1/3的空间，压浆后这些空间被水泥浆严密充实，凝固后和构件形成一个密实的整体，有利于整体共同承担由钢丝束传递的压实力。

1.4减轻锚具负担。

孔道压浆后，凝固后的浆体对预应力钢丝束将产生巨大的握裹力（承唐高速公路预应力孔道压浆浆体强度与构件强度相同不低于50mpa），这就近似于先张法，减轻了锚具的负担，即使锚具超过疲劳限而失去锚固作用，有水泥浆凝固后产生的强度——握裹力作为第二道防线，不必担心钢丝束脱锚而造成不可设想的恶果。

由此看来，孔道压浆的质量是多么的重要。

2、孔道压浆不饱满的特征。

2.1计算浆体压进孔道总量小于孔道总空隙量；

2.2压浆增压时，不能保持恒定的压力；

2.3构件（梁体）因蜂窝、空间、裂缝等内部隐藏缺陷而漏浆；

2.4封锚不严而漏浆；

2.5上下或左右孔道串孔；

2.6多波曲线孔道排气孔未冒浆；

2.7压浆初凝后，从进浆孔或排气孔用探测棒可探测到是否饱满等。

3、造成孔道压浆不饱满的重因分析。

从设计方面分析：

3.1穿入钢丝束后设计孔道空隙狭窄，水泥净浆不易压入；

3.2设计孔道曲线长、曲率小、曲折点多；

3.3施工中成孔质量不好，抽拔棒过早，造成孔道直径不匀或有偏孔及颈缩孔现象，钢丝束勉强可以穿入，但水泥浆无法通过；

3.4孔道串孔、内漏、封锚不严，不能保压持荷；

3.5排气孔设置不当；

3.6捆扎钢丝束时，扎丝过密（多），穿束时绑扎丝松弛在孔道不畅处受阻，堆积挤压，形成网状栓塞，压浆时此处过水过气而不过浆；

3.7制浆不规范，稀稠失控或过虑不好，有水泥硬块及杂物造成孔道栓塞；

3.8水灰比控制不严，水灰比过大，不但强度降低，且泌水率增大，水占空间被吸收或蒸发后，即形成空洞。

水灰比过小时，在压浆过程中造成孔道堵塞；

3.9膨胀剂的用量要恰到好处，用量过小，膨胀效果不明显，若膨胀系数小于水泥的收缩系数造成水泥浆凝固后与砼不密合，就会造成压浆不饱满，不密实；

3.10压浆机性能不能满足使用性要求，压力不足或无法保压持荷，致使孔道内水泥浆不能长距离远送，也就无法借助压力使水泥净浆充实到孔道各处不易畅通的细致空间位置，从而造成孔道压浆不饱满，不密实。

4、防治孔道压浆不饱满的措施。

4.1优选配合比：

水泥净浆配合比是压浆质量的关键。

优良的配合比设计是控制孔道压浆质量的前提，优化组合的水泥浆配合比，即能保证足够的强度，又能有效的控制泌水率及有效的膨胀系数。

2008年5月28日—2009年8月14日在承唐高速公路建设中，JT4合同设的柴河一

号大桥，柴河二号大桥及三号、四号大桥，干沟子及刘杖子分离立交桥共计631片箱梁的孔道压浆选择下表压浆配合比，效果甚好。

压浆配合比

设计强度

设计稠度

重量配合比

自由膨胀（%）

实测稠度（S）

泌水率（%）

膨胀剂（%）

减水剂（%）

养护温度

实测水泥浆强度

R3

R7

R28

50mpa

18-22

1:

0.4:

0.012:

0.08

20s

8

1.2

4.2膨胀剂的选用，水泥浆中的膨胀剂，是在水泥浆凝固过程中，膨胀剂和水泥发生反应产生气体，使水泥浆硬化后的体积产生微膨胀，最好选用发气铝粉作为膨胀剂。

4.3适当提高压浆稳压持荷压力：

压浆过程中，压力一般保持在0.4—0.6mpa之间，稳压持荷时间不少于5min，稳压压力应保持在0.6-0.8mpa之间为宜。

结束语：

近几年来从国外到国内，我们逐渐认识到后张孔道压浆的重要性。

在施工现场加强了对后张预应力孔道压浆技术质量管理的力度，从配合比设计及外加剂的选用、机械设备、施工工艺、现场操作等方面均进行了改进，取得了良好的效果。

自1996年至今，经历次质量检查中，经秦皇岛保神监理公司施监的后张法预应力孔道压浆饱满密实，合格率均在百分之百，彻底根除了后张法预应力孔道压浆不饱满密实的问题，为业主和施工单位把好了质量关，取得了明显的声誉。

预应力张拉及压浆质量控制

摘要：

后张法预应力张拉及压浆封锚为桥梁构件的最后一道工序，也是最关键的一道工序。

本文就该工序的质量控制及实际操作过程作以浅述。

关键词：

预应力张拉压浆封锚质量控制

1、预应力钢丝束的张拉。

1.1张拉作业

当桥梁构件的砼强度达到设计强度（C50）的85%时，可以进行张拉（设计量有要求时按要求执行）。

对于T梁及工字梁，应从上到下的先后顺序进行张拉；对于箱梁也就是对于中心线两侧的预应力钢丝束，必须交错对称的由上而下的对称张拉。

张拉时采用单束双向张拉，并采取双控，以油压表读数控制应力为主（δk），伸长量控制为辅。

张拉程序控制为：

015%δk（持荷2min）30%δk（持荷2min）

每10mpa～20mpa为一级，分级升压103δk或105δk（持荷5min）—δk（锚固）

按此张拉控制程序张拉，其优点为：

其一是克服由于张拉速度过快造成预应力钢丝束局部产生不均匀变形；其二是最大限度的避免滑丝和断丝的产生。

在张拉过程中，采用双向张拉时，两端的操作人员要配合默契，尽量同步进行，必要时可将领先的一端暂停加压，操作就改为持荷，等落后的一端跟上来后，再同步进行。

现场要做好张拉记录，在测得预应力钢丝束的伸长量后及时算出其总伸长量，并与理论值核对，允许误差当设计有要求时，按设计要求执行，无特殊要求时按理论值的±6%执行。

如经核算的伸长量与理论值核对不符合要求时，应找出发生的原因并及时处理。

桥梁构件张拉完成后，要及时量测构件的上拱度，并检查构件是否有裂缝。

如发现有问题，要分析其原因并及时处理。

在施工过程中，构件长度25米以上（含25米），预制底座设反拱，构件出坑前及架梁前，张拉后的构件上拱度必须在水平线以上，决不允许构件带挠度架梁，必须是负挠度后架梁，否则构件底部在外荷载作用下产生裂缝，造成质量隐患。

1.2滑丝和断丝的原因

在张过程中，由于各种原因导致预应力钢丝束的滑丝和断丝，其结果会使预应力钢丝束受力不均，甚至使桥梁构件达不到足够的预应力，为此在施工过程中必须严格控制滑丝和断丝的数量，使之不超过设计规定的数值，滑丝和断丝的重要原因有：

1.2.1钢丝束的存放不符合要求，表面存在油污、锈斑等；

1.2.2每股钢丝在编束时，由于没有认真梳理，以致造成钢丝束交叉混乱，张拉时造成相交挤咬（嵌）；

1.2.3锚具加工尺寸不准确，锥度误差大；

1.2.4锚圈放样不准，支承垫板倾斜，千斤顶安装不正等。

就以上问题，在张拉前只要加强对材料的检验，选择符合要求的锚具类型，张拉时遵守操作规程，滑丝和断丝现象是可避免的。

1.3滑丝和断丝的处理。

滑丝和断丝现象如果发生在张拉过程中或卸荷之前，应立即停止张拉或立即放张，认真检查滑丝和断丝的原因，更换已滑和已断的钢丝股，并更换已损伤的夹片，再重新进行张拉。

滑丝和断丝现象发生在卸荷之后，其处理方法如下：

1.3.1用单股张拉千斤顶按张拉状态安装好；

1.3.2张拉单股钢丝，采用单向张拉。

当张拉单股钢丝伸长时，夹片稍被带出，这时立即用钢钎卡住夹片，同时千斤顶回油，钢丝股回缩，夹片因被卡住而不能与钢丝股同时回缩，再次张拉，如此反复地进行直至夹片退出为止。

在退夹片时，单股钢丝的张拉应力不得超过极限张拉力的0.8倍，否则伤及他人；

1.3.3解决滑丝和断丝的产生原因，更换钢丝股，重新张拉并锚固。

2、压浆及封锚

2.1压浆前的准备工作。

2.1.1割除锚外钢丝，采用切断机或砂轮锯，不得使用电弧，切割后的余留良度不得超过3cm，以免影响压浆嘴的安装；

2.1.2封锚：

工作锚外露钢丝间隙用稠水泥浆填塞，以免冒浆而损失灌浆压力。

2.2孔道压浆

孔道压浆有三个目的，其一是保护预应力钢丝束不锈蚀；其二水泥浆对预应力钢丝束和孔道壁砼的粘结形成梁体的整体；其三改善锚具的受力状况，减轻锚具对预应力的负担。

因此孔道压浆要饱满、密实，并在张拉后尽早进行。

孔道压浆方法有两种，其一是水泥净浆掺和外加剂，采用“一次压浆法”；其二是素水泥浆采用“二次压浆法”。

承唐高速公路JT4合同段箱梁预制孔道压浆采用“一次压浆法”，其操作程序如下：

2.2.1在孔道两端各安装压浆嘴一只，先认真检查阀口是否畅通，然后对压浆设备进行安装；

2.2.2打开两端压浆嘴阀门，由一端压入水泥浆，其压力控制在0.4～0.6mpa左右，这时浆液压注的速度为每分4～6m（水泥浆稠度16～19s时，浆液压注速度为每分钟6～8m，水泥净稠度18～22s时，浆液压注速度为6～8m），当另一端由出水至出稀浆再出浓浆时，关闭出浆口阀门，继续压浆，则水泥浆压力上升；

2.2.3当水泥浆压力升至0.6～0.8mpa时，保持此压力5min后关闭进浆口阀门，使水泥浆在压状态下凝结，以确保压浆饱满、密实。

2.3压浆时的注意事项:

在压浆工作前，必须检验素水泥浆凝结硬化后的收缩系数及掺和膨胀剂的膨胀系数，检验结果是膨胀系数必须大于收缩系数，否则就造成凝固后的水泥浆与孔道砼不密贴，最终结果通道压浆不饱满、不密实，不能减轻锚具的负担，后患无穷。

2.3.1压浆的顺序为：

先压下面孔道，后压上面孔道；

2.3.2在压浆过程中，发现孔道堵塞，则必须改由另一端进浆补压；

2.3.3每个孔道的压浆作业必须一次完成，不得中途停顿。

因故障而使压浆工作中断，而停顿的时间超过20min，则必须用清水将已溢入孔道内的水泥浆全部冲洗出，而后再重新压浆；

2.3.4在水泥浆中掺入占水泥用量0.08%的膨胀剂，可使水泥在凝固过程中获得2%—4%的膨胀率，对提高孔道压浆的饱满度和密度均有溢处，同时也满足强度的要求；

2.3.5水泥浆从拌制到压入孔道的间隔时间不得超过40min，在这个时间内应不断地搅拌水泥浆；

2.3.6压浆结束后，必须认真填写压浆记录。

3、封端

孔道压浆后立即将梁端的水泥浆冲洗干净，清除端面的砼污垢，并将端面砼凿毛，按设计要求绑扎端部钢筋，安装模板浇注端部砼。

封端砼配合比及强度要求与构件砼相同，浇筑毕封端砼后静置1～2h，带模浇水养生，脱模后继续浇水养生，直致封端砼强度达到设计要求。

桥面铺装质量缺陷和病害的防治

公路路面施工中及通车运行一段时间后，沥青砼桥面的铺装质量缺陷和病害表现的相对突出，它具有与其他沥青路面不同的表现，对整个道路的运行质量有明显的影响，多数人把注意力放在桥头跳车的处治上，但对桥面铺装的质量问题却没有引起足够的重视，使桥面铺装问题在施工中及通车运行后质量问题屡屡发生，其质量缺陷和病害主要有以下几种：

（1）桥面平整度差：

主要表现在通车运行一段时间后，平整度衰减较快，在搭板处或伸缩缝两侧逐渐形成跳车病害。

（2）沥青砼桥面纵向或横向推移，其主要表现为匝道桥面铺装层的横向推移，以及一般中小桥梁、明涵、通道搭板和伸缩缝两侧的纵向推移。

（3）沥青砼桥面铺装层脱落：

主要表现为在车辆通行中因梁板振动而逐步产生的沥青铺装层与水泥砼铺装层脱离乃至局部脱落。

（4）水泥砼桥面铺装层空鼓：

表现为砼桥面完成一段时间后出现空鼓现象，在行车荷载作用和受桥面振动的影响，出现龟裂乃至完全脱落。

（5）水泥砼桥面铺装层纵横裂缝：

主要表现为梁板在架设过程中，梁板底面与橡胶支座不密贴，形成脱空，使水泥砼桥面铺装层在沥青砼表层施工前水泥砼桥面铺装层就已经产生纵横裂缝，埋下高质量隐患。

1、桥面铺装层平整度差。

1.1施工方面

1.1.1桥面标高控制不严，从而导致沥青砼铺装层厚度减薄，摊铺料离析，再者，在沥青砼桥面铺装层的施工过程中，只注重平整度，忽视密实度，在开放交通后导致沥青铺装层产生第二次压密，破坏了初始的平整度；

1.1.2水泥砼铺装层浇筑平整度差。

由于在大中小桥、明涵、通道水泥砼铺装层上仍需要铺筑沥青面层，所以在施工过程中，多数人对水泥砼铺装层得平整度要求不够严格；

1.1.3用沥青铺装层调整纵横坡，使沥青砼铺装层一侧较薄，而另一侧较厚，通车一段时间后，平整度逐渐降低，严重时会产生跳车现象；

1.1.4摊铺时机械不能连续作业，停机次数多或在此有横向接缝。

1.2设计方面

1.2.1桥面铺装层设计厚度偏薄；

1.2.2桥面铺装层厚度与沥青砼路面结构层厚度不匹配，导致施工时在桥面部分摊铺厚度无法掌握。

沥青路面设计规范中规定高速公路，一级公路的沥青桥面铺装厚度应为6～8cm，特殊情况可增至10cm，且沥青铺装层应为双层式，表面层的厚度与级配与桥头引线的厚度与级配相一致。

否则对路面平整度产生影响；

1.2.3中小桥、明涵及通道等顶面设计成平坡，与路线坡度不一致。

1.3防治措施

1.3.1桥面沥青砼铺装层的设计厚度与混合料类型应与相邻引线的上面层和中面层的厚度相一致，以确保摊铺机能连续作业；

1.3.2施工时对桥面标高及水泥砼铺装层的标高和平整度进行严格控制，确保沥青砼铺装层厚度均匀；

1.3.3施工时加强技术管理，特别是在施工桥梁的前后，要提前进行标高的检验（查），发现问题时应及时对基准线或摊铺厚度进行适当调整，以保证桥面上沥青铺装层的最小厚度。

2、沥青砼桥面铺装层纵向和横向推移。

2.1施工方面

2.1.1粘层油洒布量偏少或洒布不均匀。

当洒布量偏少时，沥青铺装层与水泥砼铺装层层间粘结力降低；当洒布不均匀时，偏多部分粘层油量偏大形成较厚的油膜，偏少部分沥青砼面层与水泥砼铺装层粘结力低；以上两方面均可能产生沥青砼面层的推移；

2.1.2水泥砼铺装层表面粗糙度不够，影响了与沥青铺装层的有效粘结；

2.1.3在匝道桥上，由于其超高较小，而一般进出高速公路车速较快，多数均超过匝道的设计车速，轮胎与沥青砼面层产生较大的横向推力，从而使沥青砼路产生推移。

2.2防治措施

2.2.1水泥砼铺筑层表面要具备足够的粗糙度，可采用拉毛及压纹或在砼初凝前在其表面均匀压入0.5～1.0cm碎石，最好的处理方法为铣铇；

2.2.2粘层油洒布采用机械及人工相结合的方法，对洒布不均匀的部位要及时人工处理，避免漏洒或粘层油集中的现象。

3、沥青砼铺装脱落。

3.1施工方面

3.1.1粘层油过多或洒布不均匀，影响了水泥砼铺装层与沥青砼铺装层的结合；

3.1.2由于桥面标高控制不严，导致沥青铺装层偏薄，由于沥青铺装层的铺装厚度与混合料类型不匹配，铺装层孔隙率大，雨雪水下渗，且因夏季高温蒸腾、冬季渗水冻胀，导致层间粘结力降低或完全消失；

3.1.3桥面泄水孔排水不畅，雨、雪水长期滞留在外侧或超高段内侧。

3.2、设计方面

3.2.1设计沥青铺筑层混合料类型及厚度与行通路面不一致；

3.2.2桥面排水设计不当，桥面两侧易积水；

3.3、防治措施

3.3.1保证水泥砼铺装层有足够的粗糙度，粘层油洒布按设计要求洒布均匀；

3.3.2对处于纵坡较小的桥梁通道，外侧设置一定纵向水槽，以利于雨水快速排外。

4、水泥砼桥面铺装空鼓

4.1施工方面

4.1.1浇筑砼时梁板顶面冲洗，清理不彻底；梁板顶面没能洒水湿润；日光暴晒，保持措施不利，养生不及时；

4.1.2砼主骨料粒径偏小，水灰比偏大；

4.1.3铺装层厚度不均匀，一般出现空鼓处厚度均较薄，砼离析；

4.1.4由于梁板高度控制不严（在架梁过程中，架梁方法不妥，造成梁板顶面起伏不平，直接影响了水泥砼铺装层的厚度），正超差较多，直接影响了铺装的厚度，要严格控制标高（将势必要减薄铺装层的厚度）。

4.2、设计方面

4.2.1一般小桥、通道等设计时没有考虑纵坡，多只按平坡设计，当纵坡较小时问题不甚突出，但当纵坡较大或桥梁、通道较长时，纵向就会有明显的错台现象，为保证与路面的平顺衔接，铺装层就做成类似三角层，较薄的部分就极易形成空鼓；

4.2.2桥梁在竖曲线上，顶部铺装层厚度可能无法达到最小厚度要求而产生空鼓。

4.3、防治措施

4.3.1在设计中适当增加铺装层（找平层）厚度，特别是处于竖曲线上的桥涵最小铺装厚度应符合要求；

4.3.2施工中确保梁板顶面清洁，无杂物，确保层间有效联接（洒1:

3～5水泥浆）；

4.3.3在进行沥青铺装层施工前对砼桥面进行仔细检查，发现空鼓部位要及时凿除修补。

桥面铺装的问题因在局部发生，常常被其它问题（如桥头跳车）所掩盖，也由于病害多在通车后一段时间才陆续显现，所以其社会影响较大，处理费用也相对较高。

病害防治的关键是在施工过程中对此要引起足够的重视，加强现场的监督检查力度，此外在设计中对小桥涵和通道等应进行认真的研究，以消除病害的根源。