橋梁預應力孔道壓漿料和灌漿料施工中常見的問題及防治策略

現代預應力孔道壓漿料和灌漿料是用高強度鋼材和較高強度的混凝土經先進的生產工藝制作的，用現代設計概念和方法設計的高效預應力孔道壓漿料、灌漿料。

我國的預應力孔道壓漿料和灌漿料結構是在2O世紀5O年代發展起來的，最初試用于預應力鋼筋混凝土軌枕，之后預應力孔道壓漿料和灌漿料在全國范圍內推廣。隨著我國高等級公路建設的不斷，預應力孔道壓漿料、灌漿料技術在公路橋梁工程中發展最快。橋梁上得到普遍的應用。但就目前預應力孔道壓漿料、灌漿料梁施工而言，仍存在很多問題，本文就對施工過程中常見的問題進行探討，分析原因并提出相應的處理方法及預防措施。

一、預應力孔道壓漿料、CGM高強無收縮灌漿料結構的施工特點

根據武漢磊固實業有限公司生產的武漢灌漿料和武漢壓漿料在市政工程的案例中得到預應力孔道壓漿料、CGM高強無收縮灌漿料灌漿料結構的施工，必須同時考慮施工時結構受力情況和現場施工條件，而采取相應的施工方法。如對于大跨度預應力孔道壓漿料、壓漿劑、高強無收縮灌漿料土連續梁、T型鋼構、斜拉橋，往往采用懸劈掛籃無支架施工方法，即在橋墩兩邊平衡懸臂分節段澆筑灌漿料、壓漿料，后期節段是靠己澆節段來支撐，各節段經歷澆筑、張拉、不斷地加載(移動掛籃)等過程，逐步完成全橋的施工。自架設體系的懸臂施工法，使這種橋型的結構性能和施工特點達到高度的協調統一，且每一節段均充分發揮了預應力的作用，實現了荷載平衡。節段懸臂施工法是預應力孔道壓漿料、壓漿劑、灌漿料橋梁施工技術發展的結果，是預應力等效荷載觀點的直接體現，它為大跨度橋梁在世界各地的迅速發展，開辟了新的途徑。

二、預應力孔道壓漿料、壓漿劑、CGM高強無收縮灌漿料結構的優缺點

預應力孔道壓漿料、壓漿劑、CGM高強無收縮灌漿料結構與鋼筋混凝土結構相比，具有下列主要優點：

1、改善使用階段的性能。受拉和受彎構件中采用預應力，可延緩裂縫出現并降低較高荷載水平時的裂縫開展寬度；采用預應力，也能降低甚至消除使用荷載下的撓度，因此，可跨越大的空間，建造大跨結構。

2、提高受剪承載力?？v向預應力的施加可延緩CGM高強無收縮灌漿料和預應力孔道壓漿料構件中斜裂縫的形成，提高其受剪承載力。

3、改善卸載后的恢復能力。灌漿料和壓漿料構件上的荷載一旦卸去，預應力就會使裂縫完全閉合，大大改善結構構件的彈性恢復能力。

4、提高耐疲勞強度。預應力作用可降低鋼筋中應力循環幅度，而混凝土結構的疲勞破壞一般是由鋼筋的疲勞(而不是由混凝土的疲勞)所控制的。

5、能充分利用高強度鋼材，減輕結構自重。在普通鋼筋混凝土結構中， 由于裂縫和撓度問題，如使用高強度鋼材，不可能充分發揮其強度。例如，1860Mpa級的高強鋼絞線，如用于普通鋼筋混凝土結構中，鋼材強度發揮不到20％，其結構性能早己滿足不了使用要求，裂縫寬，撓度大；而采用預應力技術，不僅可控制結構使用階段性能，而且能充分利用高強度鋼材的潛能。這樣，采用預應力，可大大節約鋼材用量，并減小截面尺寸和混凝土用量，具有顯著的經濟效益。

6、可調整結構內力。將預應力筋對預應力孔道壓漿料和CGM高強無收縮灌漿料結構的作用作為平衡

全部和部分外荷載的反向荷載，成為調整結構內力和變形的手段。因此，現代預應力孔道壓漿料和灌漿料是解決建造大(大跨度、大空間建筑一工藝上和使用上要求的)、高(高層建筑、高聳結構)、重(重荷載、重型結構、轉換層結構)、特(特種結構一水池、電視塔、安全殼)等類建筑結構和工程結構物的不可缺少的、重要的結構材料和技術。

預應力孔道壓漿料和CGM高強無收縮灌漿料結構也存在著一些缺點：

l、工藝較復雜，質量要求高， 因而需要配備一支技術較熟練的專業隊伍。

2、需要有一定的專業設備，如張拉機具、灌漿設備等。

3、預應力反拱不易控制，它將隨灌漿料和壓漿料的徐變增加而加大，可能影響結構使用效果。

4、預應力孔道壓漿料和CGM高強無收縮灌漿料結構的開工費用較大，對于跨徑小、構件數量少的工程，成本較高。

三、橋梁預應力孔道壓漿料和CGM高強無收縮灌漿料結構施工中常見的問題及防治策略

1、欠張拉、過張拉處理調整：

依據武漢磊固實業有限公司在長沙地區生產的長沙灌漿料和長沙壓漿料在工程上的案例設計文件圖紙所用鋼絞線的規格型號，可知標準應力強度fpk截面積A、彈性模量Ep、松弛率3.5%、松弛系數§、錨具變形、鋼絞線回縮、管道摩擦系數u、孔道偏差系數K、張拉鋼絞線張拉夾角θ、通過數學公式計算出伸長值ΔL、并且實際伸長值與理論伸長值的偏差應控制在6%之內，再通過對《千斤頂檢驗報告》的回歸方程計算出初應力、控制力讀數。并把詳細的計算過程書報其相關部門審查，以防失誤。

預應力張拉次序應符合設計圖紙要求，張拉操作時應使結構受力均勻、同步、不產生扭轉、側彎，不得使砼超應力、使構件產生過大的附加內力及變形等進行調整，按規范持荷、錨固、封錨。

2、波紋管孔道漏漿原因分析及處理

波紋管易于制作，便于施工，對各種形狀的預應力筋束張拉時摩阻力小，故大多數后張法施工的預應力筋的孔道多由它做成。由于當前波紋管強度、剛度大多數達不到要求，在安裝和澆筑砼時易變形和破損，使砂漿漏入孔道造成預應力筋穿束困難，并增大預應力筋張拉時的摩阻力，由于砂漿的流入，往往造成預應力筋鑄固在孔道內無法進行張拉作業。波紋管安裝時，因非預應力筋位置妨礙，又兼波紋管的剛度差，易形成彎折角或管軸線偏位，在彎折角處咬邊容易開裂造成漏漿；軸線偏位易造成轉角增加，使張拉時的摩阻損失增加，波紋管與錨墊板相接處，二者軸線不一致，易造成彎折處咬邊開裂漏漿，兩根波紋管相接，接頭管的長度不夠或直徑太大， 使接頭不嚴也造成漏漿。在砼澆筑中，振搗棒與波紋管相接觸，因振搗時振搗棒高速旋轉和振動，易使波紋管咬口開裂或自身磨損沖擊開洞，造成沙漿漏入波紋管內。

遇到堵管問題，首先根據預應力筋曲線坐標，標注漏漿孔道堵塞的位置，在避開梁的主筋位置，采用沖擊鉆緩慢進行開孔，清除波紋管中的水泥漿塊， 使鋼絞線能順利穿過波紋管并能夠自由伸縮：然后待張拉完畢后用高一等級微膨脹混凝土封堵孔洞。

可采取以下預防措施：在施工下料前對波紋管質量仔細檢查，對有缺陷的波紋管及早發現；在澆筑混凝土前檢查波紋管的安裝位置，固定好，檢查套管接頭連接是否牢固，密閉性是否達到要求；在澆筑混凝土過程中注意波紋管的保護，避免振搗棒碰壞波紋管。

3、預應力筋在波紋管內的鑄固和處理

在合肥外環高速的案例中武漢磊固實業有限公司生產的合肥灌漿料和合肥壓漿料在現澆預應力孔道壓漿料和灌漿料連續箱梁的施工中，每跨中的預廊力筋多是曲線形的，當一次澆筑砼的連續箱梁跨數多于兩跨時，必須先將預應力筋穿入到波紋管內，待澆筑砼達到沒計要求強度后，張拉并用錨具錨固預應力筋。先穿柬的預臆力筋，往往由于穿筋和砼澆筑工藝處理不善，在砼澆筑作業中因波紋管漏漿被鑄固，在對結構的預應力筋張拉時，不能自由的拉動，這種現象稱為頂應力筋在波紋管內鑄固。

頂應力筋的鑄同，根據對其張拉時拉動力的大小可分為輕度和重度兩類，在千斤頂拉動預應力筋的拉力為預應力筋的摩阻力1．3倍以下時，該鑄固稱為輕度鑄固。輕度鑄固有的漏漿處較多，但每處漏漿量均不大，漏漿在波紋管內，但預廊力筋在一定拉力下尚可活動；有的局部漏漿較多，預應力筋和波紋管固結在一起，但漏漿體積相對整個孔道仍很小，通過較大的拉力拉開后。預應力筋仍可在孔道內來回活動。這種鑄固，預應力筋張拉作業時。其摩阻力增加較多。

嚴重的鑄固則是在較大的拉力作用下，甚至在全部預應力筋總張拉力的作用下。仍不會將鑄同的預應力筋拉開。預應力張拉作業中，若出現波紋管和預應力筋的輕度鑄固，常常在預廊力筋實施張拉作業前，不安裝工作錨夾片，用張拉千斤頂由兩端分別交替張拉項應力筋，使其鑄固的項應力筋在波紋管內松動后。并可在外力作用下自由移動。對于嚴重鑄同的孔道，必須找到鑄同的部位，將箱粱結構砼鑿開清理干凈波紋管內的灰漿，然后再經修復后，進行預應力筋的張拉作業。

4、鋼絞線滑絲、斷絲

通過在南昌地區的案例中施工的南昌灌漿料和南昌壓漿料在預應力束張拉后檢查，來判斷張拉后是否有滑絲、斷絲現象。遇到這種情況，應根據滑絲、斷絲情況，采取相應的施工手段。如果受損根數少， 根據比例，適當地超張拉：如果數量多，超張拉無法解決問題，應更換鋼絞線，重新張拉。

分析滑絲原因可能有以下幾種：預應力鋼絞線生銹太厲害或表面有水泥、油污、雜物等；工作夾片中的絲出現生銹、油污、雜物或夾片里的絲被損傷；工作夾片的尺寸不合格(尺寸大)；千斤頂被其他工具所抵觸而受力不均。常見的處理方法：用千斤項拉出滑絲的鋼絞線，取出舊夾片，換上新夾片，再用千斤頂張拉到設計要求。

分析斷絲原因可能有以下幾種：出現鋼絞線相絞纏而發生受力不均，導致個別鋼絞線張拉力太大，而出現拉斷絲現象；鋼絞線在運輸中受到機械損傷。如果斷絲根數超過設計范圍，應作處理，具體處理方法：一般用千斤頂將鋼絞線全部卸載后，換上新鋼絞線后，重新穿束張拉。張拉完成后，為防止預應力損失，在48h內必須完成壓漿工作。

5、過長的扁波紋管孔道在施工中的問題及改進

扁波紋管由圓波紋管通過壓扁制成，在壓制過程中，其各個轉角和長軸中心附近的接縫咬口都會有不同程度的翹起，形成使灰漿進入波紋管內的通道，在箱梁砼澆筑中就可能有灰漿進入。

現澆箱梁一聯長度較大，波紋管的短軸只有19mm，當其在鋼筋骨架中安裝時，由于其平順性差、預應力孔道較長且有不少接頭，難免發生一些咬口處開裂加大。當Oj15．2O的鋼絞線穿入有咬口翹起的波紋管內時，難免會有碰撞，這就加大了咬口的縫隙。同時，由于穿鋼絞線時摩擦力會使波紋管薄弱處出現孔洞，這就更加大了砼澆筑時灰漿進入的機會。

因灰漿進入形成許多局部對預應力筋的鑄固，在張拉作業中，預應力筋因在孔道內鑄固，形成一些段的預應力筋不能被張拉，出現了預應力筋張拉時的實測伸長值遠低于理論計算伸長值的結果，使預應力筋起不到對梁體結構防裂的效果。

另外，因扁波紋管的面積和預應力筋的面積比較小，又加孔道內出現了局部鑄固，孔道灌漿不能完全充滿孔道，這樣一旦錨具錨固失靈，預應力筋難以靠孔道灰漿將其錨固，防止箱梁結構產生裂縫的預應力既完全消失。

對以上問題，現澆箱梁為防止結構裂縫，建議在砼施工工藝上改為每2～3跨澆筑一次砼，張拉預應力筋。若將幾跨連接成一聯，預應力筋的連接應采用連接器來完成。預應力孔道用的波紋管，當其長度超過25m時，建議改為圓形波紋管，預應力錨具相應的作一些改變。若仍擬整聯箱梁一次澆筑砼，預應力筋用通長束，建議預應力筋孔道用圓形波紋管，預應力錨具相應的變更，這樣從防止漏漿和預應力筋張拉錨固效果上，均會比扁波紋管好得多。另外，圓形孔道的灌漿比扁孔道易飽滿，且灰漿面積和預應力筋面積的比值也大，灌筑效果比扁形波紋管好，一旦錨固失靈，其錨固效果比扁波紋管要好些。