防止先张法预应力空心板梁气囊上浮和纵向裂缝的控制要点

浅析防止先张法预应力空心板梁气囊上浮和纵向裂缝的控制要

点

摘要：对先张法预应力混凝土空心板梁在施工中出现的气囊上浮和纵向裂缝进行了分析，并对处治措施提出了建议。

关键词：先张法预应力混凝土空心板梁气囊上浮纵向裂缝控制要点

在先张法预应力空心板梁的施工和使用过程中，总避免不了气囊上浮和纵向裂缝的发生。本文结合工程实际对先张法预应力混凝土空心板气囊上浮和纵向裂缝的产生原因及危害，进行分析和探讨并提出处置措施。

1、气囊上浮和裂缝的情况及对结构的影响

（1）气囊上浮会造成梁板的外形结构尺寸发生变化，造成梁板的外观不符合规格，而气囊上浮后同时会造成梁板的顶板厚度不足，进而影响桥梁上部结构后序工程的施工质量（例如桥面铺装等）。

（2）裂缝常产生于空心板板底的中部，多数裂缝贯穿了空心板全长，从支点一直延伸至跨中，直至另一支点；有的甚至将混凝土切割破碎，混凝土碎块掉落，露出预应力钢绞线。

多数裂缝宽度在0.12～0.30mm左右，部分较严重的裂缝宽度达1.3mm，大多数的裂缝已经超过《公路桥梁涵养护规范》（jtg

h11-2004）对预应力构件纵向裂缝宽度的规定值（0.2mm）。裂缝深度均已发展到预应力筋位置，部分裂缝深度已经贯穿底板，发生漏

水等情况。

2、有关设计、施工方面的问题

（1）空心板结构设计情况

先张法预应力空心板梁的设计荷载标准为汽车-超20级，挂-120，钢绞线采用astm a416-90a标准270级低松弛钢绞线，如13m空心板横截面尺寸为：空心板宽度为1m，高55cm，中心挖空部分的截面为35cm高的扁圆；16m空心板横截面尺寸为：空心板宽度为1m，高70cm，中心挖空部分的截面为50cm的圆。空心板的顶板厚度为8cm，底板厚度是12cm；混凝土标号为c40。

（2）空心板施工情况

在预制施工中，有两点必须关注：

一是空心板底板混凝土的施工质量偏差。经检测，虽然空心板混凝土质量合格，没有明显的浇筑施工质量缺陷，但部分梁底板的混凝土看起来没有其他桥梁上的底板平整光洁，似乎是由于振捣不充分所致，但实际上是由于采用c40混凝土，为了增加和易性，加快工期，添加了早强剂等添加剂。施工季节多为夏季，施工中混凝土的坍落度损失很快。二是夏季预制空心板的预拱度明显比其他季节预制的板要高。

3、对产生裂缝及气囊上浮的原因进行分析

（1）裂缝的原因分析：采用c40混凝土，可以保证空心板的承载能力和安全性，但是却给混凝土浇筑施工带来困难，因为在夏季混凝土浇筑施工时，添加了各种外加剂的高标号混凝土的坍落度损

失较快，导致空心板的底板混凝土不密实，导致空心板混凝土施工质量离散性大。

空心板纵向开裂，与施加预应力的大小也有关系。在温度差的作用下，钢绞线收缩产生超过设计值的张拉力，导致空心板预拱度增加，空心板底板受力也增大，易于发生开裂。

（2）气囊上浮的原因分析：现场施工时，在对气囊下面的混凝土进行振捣时，或是在对梁体浇筑混凝土时，由于振捣棒振捣不匀或是浇筑混凝土的速度控制不当，都会造成气囊的上浮。

4、结论与建议

（1）防止产生裂缝的方法：在施工方面，应改进混凝土施工工艺，保证混凝土的浇注质量，同时也应避免水化热，即在施工过程中，如混凝土体积较大或为赶进度，提高混凝土早期强度，致使水泥水化放热集中在早期很短时间内，结构物内部温度很高，体表散热缓慢，施工中未采取或采取的散热技术措施又不当，内外温差太大，致使表面出现裂缝。

裂缝一般可采用以下几种常用方法进行修补处理。

①环氧胶粘剂修补裂缝

用环氧胶粘剂修补混凝土裂缝时，应先对裂缝进行处理。一般沿裂缝凿嵌槽与凿毛工艺相结合进行。嵌槽系用人工手钎凿成，要求平正而粗糙，嵌槽形状多为v形，其宽度、深度视裂缝大小而定。当裂缝开度<0.1mm时，嵌槽深2cm，宽4cm；裂缝开度为0.1～0.5mm 时，嵌槽深2.5cm，宽4.5cm；裂缝开度1mm左右时，嵌槽深2.5cm，

宽5cm。

嵌槽凿好后，用钢丝刷刷去石粉、松动颗粒和混凝土表面的污垢，然后用水冲洗。若混凝土表面含有油污，则用丙酮、甲苯、二甲苯等有机剂洗净然后用高温灯泡、电热吹风或喷灯等用具烘干。

裂缝嵌槽处理好后，先在槽内用鬃刷涂上一层环氧基液。厚度控制在1mm之内，要求全面涂抹均匀，凹洞及槽壁均不可遗漏。

②灌浆封闭

将结构物的裂缝或空隙与外界封闭，留出进浆口和排气孔，然后将一定的高强胶结材料配制成较低粘度的浆液，用压缩泵以一定的压力将浆液压入缝隙内，使其在裂缝内进行扩散、胶凝固化，以达到加固或恢复原来结构强度的目的。

③表面喷浆修补

表面喷浆修补是在经凿毛处理后的裂缝表面，喷射一层密实而且强度较高的水泥砂浆保护层来封闭裂缝的一种修补方法。根据裂缝的部位、性质和修理要求与条件，可采用无筋素喷浆或挂网喷浆结合凿槽嵌补等修补方法。

④柔性表面封闭

对于容易活动的窄小裂缝，如不要求美观，可用柔性表面封闭材料封闭裂缝。首先将裂缝凿开，并用喷砂法或水气喷射法或两者兼用将裂缝内部清理干净，然后用柔性封闭剂，如聚乙烯条、压缩胶贴等材料充填。

⑤钢板粘贴修补

用环氧基液粘结剂涂敷在钢板上，然后将其压贴于裂缝位置上。（2）防止气囊上浮的方法：

①在定位钢筋顶端的下部和气囊的顶部之间架设1道宽度适宜的钢板，贯穿板梁始终，就可以有效地阻止气囊的上浮问题，更可以阻止气囊沿着梁板纵向呈藕状浮起的现象。

②气囊在使用前要妥善地进行保养，经常检查，防止漏气和跑慢气的情况存在。

③在浇筑混凝土时，要保持平稳的振捣速度，且混凝土的浇筑速度不宜过快，以避免因施工速度过快而造成气囊上浮。

④在施工时可以采取先浇筑气囊下的底板混凝土，再穿气囊、打气，然后浇筑剩余部分的梁体混凝土，这样可以避免因振捣棒的振动而造成气囊的上移。

参考文献：

[1]《公路桥涵施工技术规范》（jtj041-2000）北京人民交通出版社 2000

[2]刘自明主编《桥梁工程手册》北京人民交通出版社 2000

[3]沪杭甬高速公路拓宽工程沽渚至宁波段305合同段施工图设计文件