淺談現(xiàn)澆箱梁錨墊板破裂處理方案

闞久彥

(江蘇省徐州市三環(huán)路公路管理站)

1 事故經(jīng)過

寧常高速公路某橋現(xiàn)澆箱梁在對中腹板縱向鋼絞線(編號:N2-1)進行張拉作業(yè)時，在千斤頂達到第一個回程(設計應力60％、伸長值19.20cm)后，進行第二個回程張拉，當應力達到18MPa(設計值的57％)時，其錨墊板發(fā)生破裂，錨環(huán)下坐混凝土3cm左右，事故發(fā)生后，現(xiàn)場作業(yè)人員立即停止了作業(yè)。

2 事故原因分析與處理方案

經(jīng)過對現(xiàn)場的仔細勘察，初步分析事故的主要原因是由于錨具周圍混凝土振搗不密實，有局部空洞現(xiàn)象，錨下應力集中區(qū)混凝土強度不夠，在張拉作業(yè)時，混凝土受壓破壞，錨頭在錨環(huán)的壓力下發(fā)生向后位移，而錨墊板卻因周圍混凝土的阻力保持原位，于是在錨墊板與錨頭的結合處出現(xiàn)拉應力，導致鑄鐵錨墊板發(fā)生破裂。

在對現(xiàn)場的仔細勘查中，發(fā)現(xiàn)中腹板張拉槽不僅N2-1號束有空洞，在N1號束與N3號束的錨后混凝土均有大小不同程度的空洞，而且在邊腹板張拉槽錨后混凝土也發(fā)現(xiàn)較小的空洞，如果不慎重處理，很難保證在張拉過程中不出現(xiàn)類似事故。經(jīng)過研究，制定了以下處理方案。

(1)對N2-1束首先退錨更換鋼鉸線，然后清理破壞錨具和破碎混凝土，安排人員對中腹板張拉槽混凝土全部鑿除，取出剩下的5個錨墊板，鑿到密實新鮮混凝土后重新安裝錨墊板，然后用鋼纖維混凝土局部補強。

(2)對其余的錨墊板后混凝土仔細檢查，特別注意空洞情況，有個別小空洞要取出錨墊板，將周邊混凝土鑿到密實新鮮混凝土，然后整修成楔形用環(huán)氧樹脂砂漿補強。

(3)對所有的錨墊板上全部加裝30mm的鋼板增加強度。

3 施工過程及技術措施

3.1 退錨施工

(1)退錨作業(yè)程序

首先將退錨器安裝在穿心油頂上，然后按照先邊后中兩側對稱的原則逐根張拉鋼鉸線，張拉前轉動油頂，注意使夾片位于退錨器側面中空位置。在張拉過程中控制張拉力不超過鋼鉸線極限強度的80％，發(fā)現(xiàn)夾片稍有松動后，穩(wěn)住油頂，用鋼釬向外撥動夾片，如果夾片不能一次全部撥出，用鋼釬卡住夾片，油頂回油退頂，再次張拉，經(jīng)過多次重復，將夾片撥出。

(2)更換鋼鉸線

退錨作業(yè)全部結束后，退出錨環(huán)。由于鋼鉸線已經(jīng)被張拉過，有可能被損傷，為確保施工質量，對該束鋼鉸線全部予以更換。更換鋼鉸線時采取一根帶一根的方法，即在舊鋼鉸線一端用空心鋼管(直徑稍大于鋼鉸線)和新鋼鉸線套接在一起，焊接后注意將焊疤磨平。在另一端用人工或機械緩慢將舊鋼鉸線拉出，同時把新鋼鉸線帶出。

3.2 鋼纖維混凝土的施工

鋼纖維混凝土就是在混凝土中加入鋼纖維而形成一種性能優(yōu)良且應用廣泛的新型復合材料。

(1)對N2-1束首先退錨更換鋼鉸線，然后清理破壞錨具和破碎混凝土，安排人工對該處張拉槽混凝土全部鑿除，鑿到密實新鮮混凝土后重新安裝錨墊板，形狀為楔形，期間應注意對外露波紋管的保護，不得破壞波紋管。

(2)然后用壓縮空氣吹出里面的粉塵及混凝土塊，并用毛巾仔細清理。

(3)接長波紋管，長度以露出錨墊板為準，注意接頭處一定要緊密，并用膠帶裹好，防止水泥漿漏入。

(4)安裝錨墊板，將取出錨墊板時割斷的端橫梁橫向鋼筋重新焊接，錨后加強鋼筋網(wǎng)片在保證間距不小于5cm的前提下，盡量達到設計要求。錨墊板反釘在模板上(注意要堵塞注漿孔)，模板上切割一個10×10cm的方口，以方便鋼絞線穿出，將錨墊板裝入錨孔并調整好位置，與鋼絞線垂直，同時固定模板，模板與混凝土之間的間隙要用雙面膠填塞好。

由于張拉槽斷面很小，從上至下裝有三排錨墊板和鋼筋網(wǎng)片，施工時震動棒的工作間隙太小。為保證振搗質量，避免出現(xiàn)空洞，在第二排錨墊板頂部預留一塊10cm寬的橫向活動木板。

(5)鋼纖維混凝土的配制

水泥:P.O52.5普通硅酸鹽水泥。

外加劑:聚羧酸高效減水劑，摻量為0.9％。

細集料:中粗砂，平均粒徑0.35～0.48mm，含泥量＜2％。

粗集料:碎石5～20mm，含泥量＜1％，質地堅硬。

鋼纖維:選用長度30mm、當量直徑0.60mm由浙江某廠生產(chǎn)的低碳結構。

鋼剪切扭曲型，型號DN-30，其強度380MPa以上，摻量為30kg/m3;配合比:(由東南大學提供經(jīng)驗配比)

水泥∶砂∶碎石∶水∶外加劑∶鋼纖維=492∶699∶1048∶177∶4.428∶30

(6)鋼纖維混凝土拌和，鋼纖維混凝土的攪拌原則是先干拌后濕拌。為防止鋼纖維混凝土在攪拌時綱纖維結團，不宜將水泥與鋼纖維直接拌和，應采用“集料+鋼纖維+集料+水泥”的投料方法，且在施工時每拌一次的攪拌量不宜大于攪拌機額定攪拌量的80％。采用60L強制式攪拌機拌和，在攪拌混凝土過程中必須保證鋼纖維均勻分布，即將過磅的鋼纖維投入拌和機料斗中，一層鋼纖維一層砂，使砂起到分散隔離作用。為保證混凝土混合料的攪拌質量，采用先干后濕的拌和工藝。鋼纖維與水泥、粗細骨料和砂先干拌不得少于1min，在拌和時鋼纖維分三次加入拌和機中，最后加水濕拌35s，總攪拌時間不超過6min，超攪拌會引起鋼纖維結團。一旦發(fā)現(xiàn)有鋼纖維結團，就必須剔除掉;有銹蝕、易結塊的鋼纖維不得使用，以防止因此而影響混凝土的質量。

(7)混凝土的振搗，混凝土灌注時分兩次灌入，首次混凝土灌至第二排錨墊板頂部，取出活動木板，將震動棒插入振搗，待振搗密實后，封死木板，灌注上部混凝土，再從頂部插入震動棒，將混凝土振搗密實。

(8)24h后拆除模板，薄膜覆蓋7d，灑水養(yǎng)生14d。

(9)在錨墊板上安裝錨環(huán)上夾片。

3.3 環(huán)氧樹脂砂漿的局部補強施工

(1)鑿出錨墊板并鑿除有空洞的混凝土，直至鑿到密實堅硬的混凝土為止，形狀為楔形，大小應以錨具安裝后與周邊混凝土至少有3cm間距為準，以保證環(huán)氧樹脂砂漿的飽滿密實，增加錨固效果，期間應注意對外露波紋管的保護，不得破壞波紋管。

(2)然后用壓縮空氣吹出里面的粉塵及混凝土塊，并用毛巾仔細清理，晾干，注意切記不能用水清洗，以免潮濕影響環(huán)氧樹脂錨固性能。

(3)接長波紋管，長度以露出錨墊板為準，注意接頭處一定要緊密，并用膠帶裹好，防止環(huán)氧樹脂砂漿漏入。

(4)安裝錨墊板，先將錨墊板反釘在模板上(注意要堵塞注漿孔)，模板上切割一個10×10cm的方口，以方便鋼絞線穿出，將錨墊板裝入錨孔并調整好位置，使錨墊板與相鄰錨墊板處在同一平面，與鋼絞線垂直，并保證與四周混凝土間距在3cm左右，同時固定模板，模板與混凝土之間的間隙要用雙面膠填塞好。

(5)配制環(huán)氧樹脂砂漿，配制量以錨孔體積為準，配合比如下(質量比)

環(huán)氧樹脂:1.0

二丁脂:0.1

乙二胺:0.12

水泥∶砂(1∶3)3.5

摻入順序為:環(huán)氧樹脂→二丁脂→水泥砂→乙二胺

配制時應攪拌均勻，黃砂應炒干，水泥標號應為42.5以上，配制時由于氣溫低，樹脂粘稠必須用水浴加熱至80度液化，但在摻入乙二胺前一定要冷卻以后，否則由于樹脂溫度過高，與乙二胺反應迅速硬化，無法施工。

(6)灌注砂漿，灌注時采用小口勺子或漏斗緩慢從模板上口灌入，切記不能過快，以免堵塞灌注孔里面氣體無法排出形成空洞。灌注完成后在錨墊板后及時插入數(shù)根10cm左右的鋼筋頭，以增加密實度及抗壓強度。

(7)24h后拆除模板，在錨墊板上安裝30mm鋼板，安裝錨環(huán)上夾片。

4 結束語

在對橋錨后混凝土進行處理后，我們順利進行了預應力張拉作業(yè)，沒出現(xiàn)任何質量事故，應該說，處理方案是正確的。但在此次質量事故中，要痛定思痛，深刻吸取此次事故的經(jīng)驗教訓，在以后的施工中，緊抓每一道施工工序，將質量隱患消除，才是最好的處理方案。

[1] 交通部標準.公路橋涵施工技術規(guī)范(JTJ041-2000)[S].北京:人民交通出版社，2004.

[2] 劉治宇.現(xiàn)澆預應力混凝土箱梁錨頭崩裂處理[J].北方交通，2010，(7).