模块五 预应力混凝土施工

案例一 某预应力混凝土箱梁锚垫板破坏事故

一、工程概况

某预应力混凝土斜交桥，跨度30+35+35m，桥面宽26.2m。桥梁设计按全预应力混凝土梁设计。梁体采用C50高性能混凝土，梁体预应力筋为直径15.2mm的低松弛钢绞线，塑料波纹管成孔，锚具为OVM夹片式锚具，锚下垫板和螺旋筋与锚具配套，均为OVM厂家产品。预应力筋张拉时采用伸长量和张拉应力双控。张拉时，同条件混凝土试件的强度达到53.9MPa，达到了设计强度的90%，满足张拉条件。

二、质量事故描述

6月22日下午，两侧对称张拉腹板的B～N1a预应力筋，在终张拉时，西侧锚垫板压碎，检查发现，锚下混凝土压碎，锚具下侧陷入梁体2～3cm。停止张拉后，力筋无法锚固。根据现场数据，张拉应力达到设计应力的100%。

三、分析原因

（1）锚下钢筋过密、间距太小，混凝土的粗、细骨料不能均匀混合，从而发生离析。

（2）通过对现场混凝土梁的观测，锚下混凝土有空洞，不密实。根据同条件试件知道，张拉时混凝土强度未达到要求。

（3）根据锚具和锚垫板破坏情况看，张拉时偏心作用明显，下侧比上侧压应力大。

四、处理办法

（1）修补锚下混凝土

根据现场记录，锚垫板是在张拉应力达到100%时被压碎的，说明锚垫板后面出现空洞的混凝土面积不大，可以通过用高强、无收缩灌浆材料修补锚下混凝土的方法来进行重新张拉。

（2）更换新的锚垫板。

案例二 某铝业有限公司预应力施工事故

一、工程概况

某铝业有限公司电解车间，属单层排架结构工业厂房，需要制作160根吊车梁。吊车梁为6m的后张拉预应力混凝土梁，等高工字形截面；预应力钢筋采用高强钢丝束，共有四束预应力钢筋；混凝土强度为C45。吊车梁由沈阳某设计研究院设计。采用单层平卧预制。

二、事故情况

在穿筋时，有部分梁发生堵孔，力筋无法穿入，影响了正常施工，拖延工期数天。

三、采取的措施

a：用预应力钢筋穿入孔道，量出堵塞的具体位置。

b：用冲击钻从侧面钻透混凝土（只能用钻，不能用人工凿孔）。

c：用火焊截去堵塞部分的金属波纹管，扩孔，清理出残渣及波纹管扁平部分，用水冲洗干净。

d：穿入预应力筋，并张拉。

e：张拉完毕后补孔，并留砂浆试块，以测其强度。

f：如堵孔的梁较多，处理后对其中一梁进行荷载试验。

四、预应力施工常见的几种事故

（1）常见的预应力筋张拉事故： 1、滑丝；2、断丝；3、张拉伸长量不足。

1.断丝

（1）断丝原因：

1）力筋生锈，截面积减小；

2）因伸长量不足，继续张拉使应力超过抗拉强度；

3）一个孔道的预应力筋不平直，有交叉，使张拉时力筋长度不均匀。

4）个别预应力筋质量不合格。

（2）断丝的后果：

结构预应力达不到设计要求，结构承载力下降，可能在正常使用过程中就发生结构破坏。

（3）预防措施：

当预应力张拉时如发现油压回落，再加油时又回落，这时有可能发生断丝。应及时停止加油，进行处理。

4）处理

断丝不得超过两根；一孔超过两根，换掉预应力筋。

2.伸长量不足

1）主要原因

a：预留管道不顺直，孔道摩阻大；（主要）

b：施工时先将预应力筋穿入管道，后浇筑混凝土，由于管道漏浆已将部分预应力筋粘结牢固，在张拉时该段预应力钢筋处于拉应力基本为零的状态；

c：所采用预应力钢筋的实际弹性模量与理论弹性模量有差异；

d：张拉设备标定时数据不准确；

e：张拉设备发生机械故障。

3.锚垫板碎裂的原因

a：锚下混凝土不密实。

b：对锚下荷载传递性能不了解，没有执行标准。

锚下荷载传递性能，是对埋置了锚垫板和螺旋钢筋的标准混凝土试件加载，测试重复荷载下混凝土的裂缝宽度和试件的极限承载力，以判断锚具对荷载传递的安全可靠性。

c：锚垫板产品不规范。

假冒、仿造。没有或减小了台阶高度和角度，减小了承压面厚度，减小了锚具高度。

d：材质差，现场一般不检验锚垫板。

锚垫板质量好的灰铸铁，抗拉强度大于200MPa，有的厂家采用劣质材料，抗拉强度不到150MPa。

4.锚下混凝土压溃的原因

a：锚下混凝土振捣不密实，有空洞；

b：锚下间接钢筋严重不足。

c：可能张拉时混凝土强度没有达到设计强度的90%，龄期不足。

d：采用双控时，为了满足伸长量，出现过张拉

预防措施：

1）保证锚下混凝土浇筑质量。

2）合理设计构件尺寸、孔道间距、孔道位置。

3）采用优质锚垫板。

4）合理设计并布置间接钢筋。

5）掌握好张拉时混凝土龄期。