大跨度連續剛構施工質量通病研究

梁 超，曹凱杰

(成都華川公路建設集團有限公司，四川 成都 610041)

1 工程概況

本項目路線起點設置于K31+819，主橋為100 m+180 m+100 m三跨預應力混凝土連續剛構橋。箱梁根部高度為11.5 m，跨中高度為3.6 m，箱梁根部底板厚度為150 cm，跨中底板厚度32 cm，箱梁高度以及箱梁底板厚度按1.6次拋物線變化。箱梁腹板根部厚度0#塊中間110 cm，兩端70 cm，跨中厚度60 cm，箱腹板厚度從根部至跨中分三個直線段變化，分別由根部厚70 cm變至跨中厚60 cm。梁箱梁頂設有2%的橫坡，箱梁澆筑分段長度依次為：14 m長0號段+7×4 m+12×4.5 m，邊、中跨合龍段長均為2 m，邊跨現澆段長8.8 m。

設計使用高強度低松弛的鋼絞線對梁板施加預應力，設計抗拉強度為fpk=1860 MPa，彈性模量Ep=195000 MPa，公稱直徑為15.2 mm，公稱面積為139 mm2。縱向預應力鋼束采用Y15-15型圓錨、Y15-22型型圓錨、Y15-25型圓錨等系列錨具及其夾片，全橋節段劃分為0#節段，標準節段為1#～19#節段、合龍段20#、邊跨現澆21#段。

2 大跨度連續剛構施工常見的問題

大跨度連續剛構采用掛籃懸臂對稱澆筑施工，施工順序為：0#節段施工→拼裝掛籃→掛籃預壓→綁扎鋼筋→安裝波紋管→澆筑混凝土→養生至齡期張拉壓漿→行走掛籃為下一節段施工準備。依次循環往復，直至邊跨合龍和中跨合龍，實現體系轉換，最后拆除掛籃施工橋面系。

由此可見每個懸臂節段間順利、無銜接的施工，是實現全橋連續作業的重要步驟[1]，大跨度連續剛構跨度長，因而設計腹板較厚較高，鋼筋較密，綜合因素下易產生混凝土振搗通病，懸臂節段數目多，產生了大量的波紋管安裝作業，往往制約懸臂節段施工。

2.1 通病類型

1)預應力波紋管漏漿堵塞。

2)預應力波紋管未安裝塑料襯管，受壓變形堵塞。

3)錨墊板后部混凝土強度不足。

4)錨墊板張拉崩碎。

5)夾片滑絲，鋼絞線回縮。

2.2 通病原因

2.2.1 預應力波紋管漏漿堵塞

波紋管順接延長后接頭處膠帶纏繞不密實，封口不嚴密，混凝土在振搗作用下水泥漿液溢出，流入波紋管內并在最低處匯聚成塊，在混凝土終凝后形成堵塞點。

2.2.2 預應力波紋管未安裝塑料襯管，受壓變形堵塞

縱向預應力鋼束設計為每束25根，采用φ12 cm波紋管，其中頂板和腹板各兩束，且腹板束從上一節段頂板下方開始下垂漸變至腹板中部為彎束，長度為4.7 m，波紋管懸空高、支撐點少，根據腹板澆筑的特點，從高處落下的混凝土會不斷沖擊波紋管，待混凝土澆筑至彎束以上，彎束又因上部混凝土受壓，因為沒有提前安裝襯管作為內部支撐，所以波紋管在外力作用產生塑性形變，致使內部孔徑急劇縮小，甚至管壁破裂進漿，從而導致堵塞。

2.2.3 錨墊板后部混凝土強度不足

1)大跨度連續剛構腹板較高，內部空間較窄，混凝土從腹板頂進入，腹板內混凝土的流動不易受控，腹板端頭處易造成水泥漿液聚集，粗骨料含量較少，同時腹板內部較窄，振搗工無法進入，振搗不足造成了端頭處和錨下混凝土松散不密實、強度不夠。

2)錨墊板在安裝后與端模會存在一定的間隙，通常使用發泡劑封堵，由于發泡劑膨脹度較高，易在錨墊板后部堆積成塊，當混凝土澆筑完成后，錨墊板后部由于泡沫填充的存在從而形成空洞。

2.2.4 錨墊板張拉崩碎

預應力鋼束張拉時，鑄鐵錨墊板受到千斤頂施加的應力最為集中，錨墊板崩碎主要原因如下：①工作錨具和千斤頂施加拉力的方向與錨墊板不垂直，造成錨墊板局部集中受力；②張拉完成后沒有及時注漿，預應力沒有通過凝結的水泥分散到梁段主體上，始終集中于錨墊板上；③錨墊板后部混凝土強度不足無法承壓造成錨墊板和錨墊板后部混凝土碎裂。

2.2.5 夾片滑絲，鋼絞線回縮

大跨度連續剛構節段數量多，縱向預應力鋼束單根長可達上百米，兩端對稱張拉需多次倒頂，工具夾片磨損大，由于裝頂不當或夾片更換不及時，極易出現張拉過程的夾片滑絲和鋼絞線回縮現象，這種現象對預應力損失及大，會造成結構隱患。千斤頂和夾片都是預應力體系張拉的關鍵器具，安裝和操作的正確與否關系著預應力能否安全有效地施加于主體結構，常規情況下工作錨具和千斤頂中間由一塊限位板隔開，類似于“夾心餅干”，當千斤頂驅動工具夾片使鋼絞線從工作錨具中緩緩拉出，限位板和工作錨具的間隙就為工作夾片打開提供了活動空間，所以限位板是鋼絞線能夠被順利拉出的基礎，若限位板不能正常工作或者安裝錯誤，工作夾片沒有充足的空間被打開，鋼絞線反而會被千斤頂頂入工作錨具內的夾片夾緊，同時工具夾片仍對鋼絞線施加向外的拉力，工作夾片和工具夾片都會嚴重受損，鋼絞線被拉傷，松頂后工作夾片無法握緊鋼絞線，極易出現夾片滑絲和鋼絞線回縮[2]。

3 常見通病的處理

3.1 疏通處理

對于波紋管內積聚的漏漿，在尚未凝結前使用水流沖洗，把水泥漿稀釋后帶出，防止聚集在管內結塊。

3.2 開窗疏通

1)開窗。波紋管內已經結塊和未穿襯管受壓形成的堵塞一般較為嚴重，必須找到堵塞具體位置和堵塞長度才能進行開窗處理；首先使用穿線器套上礦泉水瓶(模擬成25根鋼絞線端頭大小)伸入波紋管內，兩頭對穿找到堵塞位置，根據堵塞的位置和長度用紅漆標出位置大致走向，使用風鎬把外包混凝土完全剔鑿干凈，打開窗口。擴孔至波紋管設計直徑，清理出碎渣并用空壓機或高壓水槍清洗干凈。再將鋼絞線端頭打磨光潔或者磨成尖錐，通過堵塞點。

2)支模安裝。重新穿束后需對外包混凝土進行支模恢復，裁剪波紋管嚴密包裹鋼絞線并重新焊接好鋼筋，用膨脹螺栓把模板固定在窗口處緊密貼合，在最高處安裝漏斗，漏斗頂部比窗口頂高10 cm，便于混凝土流入窗口，并保持一定的壓力致使混凝土密實。

3)混凝土澆筑。使用與主體梁段相同材料調配出大于設計強度等級10%的細石混凝土，從模板漏斗處放入，使之均勻流入窗口內，在放入過程中不斷敲打模板，讓細石混凝土充分填充，達到密實。

3.3 錨墊板后部混凝土強化

1)加強鋼筋安裝。張拉端錨頭位于腹板端頭和頂板處，錨墊板背后除設計安裝的彈簧筋外，額外安裝加強鋼筋，環向包圍波紋管并呈“井”字形多重布置，鋼筋安裝間距3～5 cm，確保粗骨料能夠進入。

2)錨墊板后部空洞。澆筑前檢查錨墊板后部是否有多余泡沫塊堆積，清除多余泡沫塊是實現錨后安全的重要保障。

3)錨墊板后部澆筑與振搗。位于端部的錨墊板張拉受力較為集中，塌落度較大和離析的混凝土堅決不予使用，澆筑至錨墊板時除排去多余浮漿外，還需人為添加粗骨料給予補強，此部位還需安排專人負責振搗，確保錨墊板后部混凝土達到充分的強度。

3.4 錨墊板張拉崩碎的防治

1)錨墊板預埋始終保持端頭平直，安裝工作錨具和千斤頂施加拉力的方向與錨墊板始終保持垂直，使錨墊板均衡受力。

2)在張拉后48 h內及時向預應力孔道內注漿，分散錨墊板上較為集中的應力，通過凝結的水泥傳遞作用到梁段主體上，使預應力得到最大化的利用。

3)加強錨墊板后部混凝土強度的方法同上第3點，安裝加強鋼筋和人為添加粗骨料并加強振搗，若因施工不當仍造成錨墊板后部混凝土碎裂則采取以下處理方式：①將鋼絞線退張，并將報廢的錨墊板和孔道內松散碎裂的混凝土剔鑿干凈，孔口剔鑿成喇叭口狀；②安裝一塊新的錨墊板，錨墊板和“喇叭口”二者的間隙使用調配好的高強支座灌漿料進行填充，錨墊板端頭一圈進行仔細修整找平；③待滿足灌漿料養護齡期后重新穿束，張拉前在錨墊板前安裝一塊厚度3 cm的高強鋼板進行補強。

3.5 千斤頂與夾片安裝控制

1)針對杜絕張拉產生的質量問題，首先是從錨具夾片和千斤頂的安裝進行規范控制，由內到外始終遵循工作錨具/限位板/千斤頂的“夾心餅干”式的搭配原則，由內到外的孔眼始終保持對準，從而確保張拉質量。

2)在多次倒頂的過程中，工具夾片始終保持“兩同步原則”，即夾片同步頂緊和同步更換；同步頂緊是每次倒頂后，重新將每一枚工具夾片頂回工具錨中確保二次張拉每一根鋼束受力一致，伸長量一致，同步更換是每一批次的工具夾片達到使用壽命后，必須全部更換，確保是全批次的工具夾片的磨損度保持一致，從而達到每根鋼絞線受力一致。

4 防治措施

4.1 原材料控制

預應力是橋梁的靈魂，必須采購符合設計要求的預應力體系原材料，從源頭對材料進行有效把控，保證原材料合格，一律不得使用有破損的波紋管，工作錨具、夾片必須配套使用，工具夾片必須按時更換，張拉千斤頂必須按時校正。

4.2 規范操作

1)波紋管作業：①安裝在主體節段上使用定位筋對波紋管進行定位，用鐵絲綁扎加固以避免松動，電焊作業期間應對波紋管進行保護遮擋，避免電焊火花灼燒到波紋管壁造成孔洞，從而漏漿；②嚴格按照操作流程插好塑料襯管，從而加強塑料波紋管的抗壓強度和剛度，同時確認襯管順直度，防止塑料波紋管變形、破損；③混凝土澆筑期間輕輕轉動襯管進行疏通，若在合龍段采用先安裝預應力鋼絞線的措施，應在初凝前反復拉動鋼絞線，確保通暢；④出現嚴重堵塞后找出確認堵塞位置，然后開倉疏通，剔除堵塞混凝土，待鋼絞線串過后蓋上保護罩，澆筑混凝土密封。

2)錨墊板后部作業：錨墊板后部增加鋼筋和粗骨料進行補強，排除多余浮漿并充分振搗。

3)預應力體系作業：①嚴格遵循工作錨具/限位板/千斤頂的安裝原則，規范操作流程，孔眼通暢，千斤頂拉力施加的方向必須與錨墊板平面垂直；②張拉結束后及時封錨注漿，實現預應力擴散。

5 結束語

大跨度連續剛構質量通病在施工中較為繁雜，預應力體系和鋼筋混凝土體系產生的質量隱患在施工階段較為常見，以上通病不僅對結構質量形成隱患而且還嚴重干擾懸澆節段施工工序，本文主要是對大跨度連續剛構施工常見的質量問題一一舉例，并對通病原因、處治方式作出總結歸納，對行業內同類型的大跨度連續剛構施工作業做出針對性指導。

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