后張預應力砼構件施工中常見的問題與防治措施

【內容提要】本文針對后張預應力水泥砼構件施工中容易出現的質量問題，結合施工實踐從理論上進行初步探討，并提出相應的防治措施，以期找到解決這些問題的合理途徑。

【關鍵詞】后張法 預應力砼 防治措施

預應力砼構件具有比普通鋼筋砼高的抗裂度和剛度，并且材料省、自重輕、梁的豎向剪力和主拉應力小，結構質量安全可靠。在國內外橋梁工程，尤其是大跨度的構件得到了越來越廣泛的應用，但由于預應力水泥砼的施工工藝復雜，質量要求嚴格，成品的周期長，如果施工不當，容易出現質量問題。本文主要針對后張預應力水泥砼構件施工中容易出現的問題提出了相應的防治措施以便減少質量事故，加快施工進度，提高經濟效益。

一.裂縫問題

水泥砼結構的裂縫，一般大致可以分為三類：一是由于荷載影響形成的裂紋（如恒載、活載等）稱為正常裂紋；二是由于溫度或濕度作用引起的非正常裂縫；三是由于其它原因引起的裂紋，如預應力砼構件的錨區裂紋等。

⒈收縮裂紋

裂紋特征：裂紋常在構件的表面出現，寬度較細，分布不均，梁板類構件多沿短方向分布，有時產生在箍筋位置，有時從構件表面延伸至側面。

產生原因：

（1）是水泥砼構件在澆筑后防護不當，受到風吹日曬，表面砼產生收縮變形而受到下層砼的約束，在已經變得干稠凝固但又是軟弱的塑性砼內產生拉應力，導致砼表面生成淺的、伸向各個方向的短裂紋；或者薄形構件水分蒸發過快，體積收縮受到臺座的約束而出現裂紋；

（2）是后張法預應力構件露天存放的時間過長，而不張拉，表面濕度發生變化；

（3）是采用含泥量大的粉砂配制的水泥砼收縮大，抗拉強度低；

防治措施：

（1）是配制水泥砼時嚴格控制水泥用量，水灰比和砂率不能過大。

（2）是嚴格控制砂、石料中的含泥量及過量的粉砂；

（3）是后張法構件達到張拉要求的強度后應適時張拉，由于特殊情況不能按時張拉，構件應覆蓋草袋或麻袋，并經常灑水以保持濕潤。

⒉溫度裂紋

裂紋特征：有表面的，深進的和貫穿的，表面溫度裂紋走向無一定的規律性，梁板類構件裂紋多平行于短邊，深進的和貫穿的裂紋一般與短邊方向平行，裂紋沿構件全長分段出現。

產生原因：

（1）是砼的表面裂紋多發生在澆筑初期，而初期在表面溫度驟降是引起表面裂紋的主要原因，由于表面氣溫的變化，而產生較大的降溫收縮，受到內部水泥砼的約束產生較大的拉應力，使得表面出現裂紋。

防治措施：

⑴為使預應力砼表面溫度裂紋得以控制，構件內外不出現過大的溫差，因此夏季水泥砼構件施工時，應優先使用低水化熱的水泥，且應控制配合比中水泥的用量；暴露在高溫下的砂、石料應給予覆蓋或使用前先灑水降溫，預應力水泥砼構件的施工應盡量安排在一天中溫度較低的時候進行。

⑵低溫時預制的構件表面應采取保溫措施，不過早拆除模板和保溫層，對空心板和T形梁等薄壁構件，應適當延長拆模時間，并使之緩慢降溫；

⑶冬季施工構件拆模時，如外界環境和構件表面溫差大于25度，應對構件進行覆蓋保溫，以防急劇冷卻，造成表面裂紋。

3.錨區裂紋問題

梁板施加預應力之后，常常在端部錨區產生沿預應力鋼筋方向的縱向水平裂紋，

主要原因如下：

（1）錨墊板安裝位置不準確，施加預應力后導致構件端部偏心受壓。

（2）梁板端部由于鋼筋比較密集，導致砼振搗不實或張拉時水泥砼構件強度偏低。

（3）構件端部錨墊板下砼受損，導致尺寸不夠或未配足夠螺旋筋，張拉時由于垂直預應力筋方向上的劈裂拉應力而引起裂紋產生。

（4）梁板端部普通鋼筋配置不合理。

防治措施：

（1）保證錨具周圍有足夠厚度的砼，拆模時注意不要損傷錨固區砼；

（2）合理配置梁板端部鋼筋，加強端部的構造，并按設計配置螺旋筋；

（3）嚴格控制水泥砼配合比，并加掛附著式振動器使端部砼密實；

二.提高水泥砼早期強度的問題

⒈預應力砼的施工宜安排在夏季適宜的氣候環境中，促使水泥砼強度較快增長。

⒉使用高效減少劑，降低水灰比，并可獲得足夠的施工和易性。

⒊加強振搗，使砼密實，降低其中的孔隙率。

⒋選擇適宜的砂率，因為較大的砂率對砼的強度提高十分不利，

⒌加強砼的養護工作，使之處于濕潤狀態。

⒍嚴格控制骨料的粒徑使之符合規范要求，對超粒徑的顆粒采取過篩。骨料的最大粒徑與砼強度存在著粒徑效應，即在相同水灰比的情況下，砼的強度均具有隨著骨料的最大粒徑減小而提高的規律性

⒎嚴格控制砂、石的含泥量。

三.預應力構件的側向彎曲問題

預應力T梁和較長的空心板，如施工不當，張拉后易產生側向彎曲變形，影響梁板的使用和架設，這種情況在32米預應力T形梁和25米空心板施工中出現過。

分析原因：⒈模板剛度差，維護、使用不當導致變形。

⒉孔道偏移或張拉順序不對稱，使構件偏心受壓。

⒊張拉力控制不準。

預防措施：⒈模板在設計制作階段時應考慮預制梁板的數量及模板的周轉頻率，選擇合適的材料保證模板有足夠的剛度并要維護保養好。

⒉波紋管要用鋼筋井字架卡住，振搗時應防止波紋管移位，保證孔道縱、橫向坐標的正確性。

⒊兩端對稱同時張拉時，動作應緩慢、勻速一致，構件應同時受力。

⒋嚴格控制張拉操作，使各對稱預應力鋼束的應力均達到一致。

四.起拱度過大

后張預應力砼構件在張拉后，有時會發現起拱度超過設計值，主要原因分析如下：

⒈張拉時構件強度偏低或雖然達到設計強度但彈性模量值卻遠小于設計值。

⒉同條件養護試件的強度不能代表梁體的實際強度。

⒊張拉力超過設計值。

⒋存梁期過長（三個月、有的甚至半年以上）

防治措施：

⒈為使梁板強度和彈性模量都達到設計要求，施工時應采用強度和齡期雙控的辦法來指導張拉作業，即在強度符合張拉要求的前提下，構件的養護齡期至少控制在7天以上。

⒉同條件養護試塊要確實反映梁體的實際情況。

⒊跨度大于20米的梁板宜在底模上預設適量的下拱度。

⒋張拉時控制好張拉力使其不超過設計值。

⒌存梁期不宜超過三個月，若不得已而延長存梁期則應將梁疊放，以防止起拱過高。

五.千斤頂標定周期問題

在施加預應力之前，需對千斤頂和油表進行配套校驗，以確定張拉力和油表讀數之間的關系，但是在配套校驗周期上有一種說法卻存在佼幸心理，總認為只要張拉過程中未發生過其它不正常現象就可不必再急于校驗千斤頂。以下我們以開封預應力設備廠生產的991101#YDC1500千斤頂兩次校驗結果（配同樣的油表）為例來說明這種說法的錯誤性。

2010年12月21日校驗結果為Y=33.53X+2.083（1）

2011年3月14日校驗結果為Y=35.2X+4.65（2）

式中Y表示張拉力（KN）；X表示油表讀數（Mpa）。根據以上結果當超張拉時（615.2KN）第一次校驗時的油表讀數為18.3Mpa；第二次校驗的讀數為17.3Mpa，若將18.3代于公式（2）中，則張拉力可達到648.81KN，根據公式可計算出其應力為1545Mpa，而其標準抗拉強度為1860Mpa，則1545/1860=83%>80%。

以上后張預應力砼構件施工中出現的問題及其防治措施是筆者在施工實踐中的一些總結和點滴體會，為提高工程質量、防止質量通病起到了一定的積極作用，但由于作者的學識和水平有限，其中的一些說法難免有誤，希望多提寶貴意見。

參考文獻：

《混凝土學》石家莊鐵道學院

《混凝土技術》人民交通出版社 劉秉京編著

《預應力材料和設備》人民交通出版社