浅谈高速公路T梁预制张拉后梁体两端混凝土破裂的原因及质量控制

浅谈高速公路 T梁预制张拉后梁体两端混凝土破裂的原因及质量控制
摘要：结合贵州省仁怀至赤水高速公路土建十六合同段桥梁T梁的现场施工
实践，介绍在山岭地区高速公路T梁张拉后，梁体两端混凝土破裂的原因及质量
控制。

本文通过现场分析总结，查找混凝土破损的原因，有针对性的提出解决方案。

关键词： T梁张拉；混凝土破裂；原因分析；质量控制
1、工程概况
贵州省仁怀至赤水高速公路十六合同段全线全长5.915km，其中大桥
2615.2m/5座。

桥梁工程中T梁长度均为40m，混凝土设计标号C50，其中半坡
大桥40mT梁154片、箐基岩大桥40mT梁40片、礼仪村大桥40mT梁120片、马
家沟1号大桥40mT梁242片、马家沟2号大桥120片，共计676片T梁[1]。

本
合同段桥梁纵坡均为4%下坡、曲线半径小、T梁数量多、施工工期短，T梁的预
制及架设为工程的重点，而可用于T梁预制场的路基长度不足300m，且坡度均为4%下坡，T梁预制完成后必须立即架设，T梁预制质量的控制是确保施工任务顺
利完成关键。

下面结合仁赤高速公路十六合同段T梁的预制，浅谈高速公路T梁
张拉后梁体两端混凝土破裂的原因及质量控制。

2、混凝土开裂情况
T梁预制初期，因预制梁体数量少、周期长、各个施工环节都控制很好，钢
筋绑扎、关模、混凝土浇筑、折模、张拉、压浆、梁体调移都严格按照施工方案、设计图纸及技术交底施工，施工进展顺利，未出现任何质量问题。

随着施工进度
的不断加快，梁厂的施工任务也逐渐加大，为完成既定节点目标工期，只得“白
加黑”“五加二”24小时轮流施工。

在此期间施工过程中，一片边梁张拉结束后，准备切掉多余的预应力钢铰线时，发现梁体锚具与混凝土结合面出现了裂缝，锚
具的一侧已陷入混凝土中10-20mm左右，形成偏压，并且混凝土破裂的位置基本
相同，边梁破裂的情况比中梁多，都是在梁体最下端两孔锚具并排的位置，锚具
外边缘与混凝土边缘比较薄只有10-12cm厚，在这种情况下，由于梁体的应力主
要集中在梁体两端，应力由锚具夹片传给受力面很小的混凝土截面，从而使梁体
张拉结束后产生破裂。

3、梁体两端混凝土破裂的主要原因
3.1混凝土拌合物坍落度过大，粘聚性小，虽然能满足施工工艺要求，但混
凝土均匀性差，边布料边振捣时，浆体流动速度快，先行流走，骨料流动速度慢，集中在钢筋密集的地方，从而导致浆体密集的地方，混凝土强度偏低不能满足设
计张拉要求；体积稳定性差，在受外力作用下浆体过多的地方更容易破裂。

操作
工人责任心差，为防止梁体两端漏浆严重随意振捣，最终使T梁两端端头混凝土
强度降低。

3.2梁体端头混凝土人为破坏的因素大，早期拆模后的梁体在强度还没发育
完全，由于端头工人粗暴拆模与弯曲预留钢筋等影响，在混凝土端头形成隐蔽裂缝，梁体尺寸薄，张拉时混凝土在很小的承压面要存受很大的拉压应力，增加梁
体张拉裂缝形成的诱因。

3.3端头螺旋钢筋安装定位不正确，没有紧贴于锚垫板的大端面，锚垫板与
螺旋筋之间留有5-15cm的空隙，致使张拉时应力集中，不能将应力均匀分布于
螺旋筋上，加之螺旋筋的直径及圈数小于设计要求，不能很好起到缓冲减应的作用，严重降低了螺旋筋的性能，使锚垫板后方的混凝土承受超额的应力，最终使
混凝土破裂。

3.4锚垫板、锚具安装不正确，梁体端模关模时，工人操作困难，没有按要
求将锚垫板安装在端模上，最终导致锚垫板与预应力筋轴向不垂直。

张拉过程中
锚垫板与锚具接合面的混凝土浆体没有凿除清理干净，与受拉应力不垂直，导致
严重偏压。

钢铰线的轴向应力与锚具没有垂直，会形成一定角度的剪切角，过大
的应力不能平均分布于混凝土截面上，使锚具在应力较大一侧偏压压破混凝土，
这种偏压角度增大严重时，还会将钢铰线切断，造成更大的质量事故。

3.5受梁体自身的形状特性决定，梁体两端在对称张拉时，两端梁体尺寸加
厚段所受应力非常大，应力集中，端头混凝土截面增大就是为分散梁体两端应力，保证梁体不被破坏而设计的，当梁体拉结束后，在梁体中部会产生1.5-3.0cm左
右的预拱度，梁体中部在应力作用下向上翘起，梁体两端支撑于台座上，加上梁
体的自身重量，使得梁体两端的应力再次叠加。

边梁两侧冀板外升尺寸不一样，
致使边梁重心偏移，一侧有横隔板，另一侧没有，侧向弯曲度比中梁大，这就是
为什么边梁破裂比中梁多的直接原因。

3.6梁体同条件试件数量少，大多数情况现场只有1到2组同条件混凝土试块，并且试块都是集中成型取样，取样没有代表性，仅凭1组强度数据就作为梁
体张拉的参考值没有可比性，因此需要根据梁体混凝土总体方量及浇注时段分别
制作同条件张拉试件，保证张拉试块强度与梁体强度具有可比性。

综上所述，以上几点就是T梁张拉结束后两端混凝土开裂的主要原因，由于
施工程序多，工艺复杂，任何一个环节或几个环节操作不规范，监督管理不严格，工人操作落实不到位，都会在梁体张拉时产生更大的危害。

1.
处理措施
针对以上梁体开裂的的主要原因分析，对出现问题的梁体提出了具体处理措
施如下：
4.1制定专项补救措施，在保证人员及梁体安全的情况，将张拉的钢铰线进
行放张回缩，解除预应力。

4.2把破损的混凝土及锚垫板凿除，更换锚垫板。

采用高强环氧树脂砂浆修
补凿除的破损混凝土，具体掺配比例、强度、外观颜色由试验室通过试验确定，
保证修补后的混凝土性能满足设计要求。

4.3混凝土修补完成后待强度达到100%设计要求后，再穿入钢铰线，按设计
规定的张拉先后顺序进行张拉，保证梁体预应力张拉的质量。

通过以上处理，成功妥善修补好T梁张拉中混凝土出现的破损，使梁体使用性能达到了设计要求。

5、质量控制
通过对上述质量事故进行认真分析总结经验教训，重新制定完善的质量控制措施，对梁体预制施工相关的人员再次按要求进行书面技术交底，层层落实严把质量关，杜决类似质量事故再次发生。

5.1提前做好物资储备，对梁本所使用的永久性材料，坚决做到先检查后使用的原则。

5.2钢筋制作绑扎完成后，要加强报检，层层检查落实到位，关模前要仔细检查锚垫板及螺旋筋安装定位是否满足设计要求，不合格坚决反工，严禁偷工减料，严禁不合格材料用于梁本施工，对前期不符合规格的螺旋筋重新更换，检测合格后方可使用。

5.3混凝土浇注前要认真检查原材料的质量，根据砂石材料的检测情况及时调整施工配合比，浇注时控制好混凝土入模的坍落度，将入模坍落度控制在120-140mm之间，保证混凝土的流动性及粘聚性，即要满足工艺要求，也要满足混凝土强度及均匀性要求。

5.4加强捣固工人的质量意识，根据梁体不同的结构形式、不同部位、钢筋的密集程度选择不同的振捣工具及振捣方式，防止出现过振、漏振、振捣不密实的情况发生。

5.5混凝土达到拆模强度后方可拆模，杜决野蛮施工行为，保护好梁体两端的混凝土不被人为破坏。

5.6达到规定的龄期及张拉强度后，要认真检查锚具、夹片、钢铰线的安装是否满足设计及规范要求，把好张拉质量关，认真做好现场张拉压浆记录，仔细观察梁体的变化情况。

6结语
本文通过加强原材料的控制，确保梁体永久性材料满足设计要求，加强检测，坚持先检后用原则，强化监督管理机制，做好各道工序的每个细节，定期对操作
工人进行质量安全教育与培训，增强工人的质量意识与主人翁责任感。

加强技术
人员的管理，横向到边、纵向到底、层层把关、责任到人、将具体工作落实到实处，主要从原材料、混凝土拌合物质量、钢筋安装制作、混凝土浇注、振捣、拆模、梁体养护、锚具安装、张拉压浆、封锚、移梁、调梁等每个环节都加强控制，由于T梁预制施工工序多，每道工序施工技术含量高，任何工一道工序出现问题，或多道工序质量问题的叠加都会导致梁体的质量受到严重影响，如何从根源上杜
决梁体张拉端头混凝土破裂，就必须从每道工序施工质量抓起，防犯于未然。

参考文献：
[1] 公路工程咨询集团有限公司. 赤水至望谟高速公路仁怀至赤水段十六合
同段两阶段施工图设计[X]. 2010-9.
[2] 中华人民共和国住房和城乡建设部《混凝土结构加固技术规范》
GB50367-2013。