后张法预制箱梁张拉时梁端锚垫板及锚垫板背后混凝土结构开裂处理

后张法预制箱梁张拉时梁端锚垫板及锚垫板背后混凝土结构开裂处理

刘文杰,张浩,崔景涵

中建八局第四建设有限公司  山东青岛  266000

【摘要】某市政工程中的预制小箱梁梁端钢筋密集，混凝土不易振捣，造成梁端部分位置强度不足，张拉时容易出现裂缝。如何防止出现梁端裂缝是该工程质量控制的重难点。本文通过对箱梁梁端钢筋、混凝土、张拉施工的探索，总结了部分防止梁端裂缝出现的控制要点，以此指导本工程剩余预制小箱梁的施工。

【关键词】预制小箱梁 梁端 混凝土 裂缝 质量控制

一、工程概况

某市政工程，长约4.6km。主线标准段桥梁上部结构采用预制小箱梁结构，跨径有30m、29m两种，其中标准段桥跨每幅上部共设5片梁，湿接缝宽度0.657m，变宽段上部共设5~7片梁，湿接缝宽度根据桥宽调整。箱梁高1.6m，单片箱梁顶宽4.275m，底宽2m；箱梁顶板箱室部分0.2m厚，悬臂部分0.22m厚，底板厚为0.20~0.35m，腹板厚0.24~0.37m（在梁端5m范围内，采用直线变化）；悬臂根部倒角半径0.85m，底板与腹板相交处倒角半径0.6m，所有箱梁均为单支座，端横梁范围内底板不设倒角。预制小箱梁采用平分中矢法进行曲线上的梁体布置，小箱梁均需按照图纸要求进行端部修正和长度修正。由此导致梁端保护层厚度不均匀、锚下钢筋密集、混凝土骨料不容易进入端部。箱梁梁端部分位置强度不足，容易出现裂缝。因此，必须采取有效措施防止梁端出现裂缝。

梁体布置图如下所示：

图1：主线预制小箱梁梁板布置图

二、箱梁张拉梁端出现开裂的情况

部分箱梁预应力钢束张拉过程，按照张拉程序和设计张拉顺序N2-N3-N1-N4逐束张拉，首先N2钢束按照张拉设计应力1395MPa张拉，张拉数据正常，再按照张拉应力1395MPa张拉N3钢束，实施至第四阶段锚固持荷阶段，已达到设计张拉力，满足设计伸长值允许要求，进入第五阶段千斤顶回顶时出现梁端箱室内侧混凝土开裂现象，锚具及钢束未回缩，继续按照张拉程序张拉N1和N4钢束。经持续观察未发现钢束回缩等情况，张拉完成24小时内完成预应力管道压浆。48小时后将开裂的结构凿除，凿除过程全员盯控，仅为侧面劈裂裂缝，内部无深入裂缝。

图2：部分梁端裂缝及处理情况

三、梁端结构开裂原因分析

（1）锚下钢筋间距不均匀，钢筋笼腹板内侧水平钢筋因梁端施扎不规范，因普通锚下钢筋避让波纹管导致钢筋局部修正，钢筋端部保护层过大。

（2）箱梁混凝土在浇筑过程中，钢筋密集，混凝土骨料不易进入，振捣棒不易插入，导致端部缺少骨料支撑，造成端部强度不足。

（3）梁端头在未张拉前因为预埋钢筋影响，很难进行全覆盖养护，导致混凝土养护不到位，梁端头混凝土强度增生缓慢，在箱梁张拉时，梁端局部部位结构强度不足。

（4）在张拉准备阶段，穿束安装的锚具没有与锚垫板同轴线，千斤顶出顶张拉时，锚具对锚垫板的作用应力形成局部集中，对锚垫板板面的集中应力过大。

（5）夜间箱梁张拉施工作业受温差变化影响，钢绞线存在热胀冷缩现象，使得钢绞线性能变差，钢绞线温度影响回缩，千斤顶又进行拉伸，张拉应力集中以及锚垫板材质为铸铁，在温度较低情况下刚度减弱，受其应力影响造成碎裂且温差造成锚板周边与混凝土粘结性减弱。

四、拟采取的开裂补强处理措施

（1）将开裂的梁端结构人工凿除，凿除过程中，质检员和监理工程师共同旁站，不可重力破坏，逐一剥离其裂开的结构，并用吹风机吹扫干净。

（2）采用清水将结构面充分湿润，涂抹一层无收缩高强环氧树脂，安装一层防裂钢筋纱网，再灌注无收缩高强灌浆料，强度不低于C60，贴塑料薄膜养护7天，制作同条件试块1组。经实测8天后的试块强度为56MPa。

（3）后续进行二次浇筑的梁端封堵施工时，在开裂处增强一层直径20mm的间距20cm的钢筋网片，对混凝土提高一个标号，采用C55微膨胀混凝土进行施工，加强结构振捣确保混凝土密实。

五、后续箱梁生产的预防措施

（1）锚下螺旋筋位置要放置应与波纹管同轴同心并靠近锚垫板，锚下加强筋分布应均匀，牢靠。且钢筋保护层应符合图纸要求；因梁端修正导致端部钢筋保护层过大，采用同型号钢筋对梁端进行加密处理，保证钢筋保护层厚度符合图纸要求。

（2）施工必须严格按照图纸要求进行钢束的布置，对于局部钢束和普通钢筋存在碰撞的情况，应优先保证波纹管不动，适当挪动普通钢筋。

（3）混凝土施工时注意加强振捣，分层振捣，保证分层不超过30公分，保证混凝土的密实度。

（4）混凝土必须达到设计要求的强度后方能张拉。张拉时注意根据设计图纸有需要的要对称张拉。张拉前安装锚具时，应保证锚具与锚垫板的中心在同轴；更换较厚的锚垫板，采用交标的圆形锚具及圆形锚垫板。避免夜间张拉，对夹片表面均匀涂刷退锚灵.

（5）二次浇筑封端位置箱室内凿毛不要过早，采用花锤凿成毛面，外漏出新鲜混凝土面即可。

六、 结束语

通过对某工程预制箱梁施工质量控制方法进行分析，针对不同的情况采取不同的预防方法，保证了施工质量的同时节省了不必要的返工，为某工程预制箱梁施工质量提供了有效保证，取得了较好的实际外观效果。

参考文献:

   [1]中华人民共和国行业标准.公路桥涵施工技术规范（JTG/T 3650-2020）；

[2]《城市桥梁设计收规范》(CJJ11-2011)(2019版)；

[3]《公路工程施工安全技术规范》(JTJF90－2015)；

[4]《公路工程质量检验评定标准》(JTG F80/1－2017)。