40+55+40m预应力混凝土连续箱梁锚垫板张拉破坏事故处理
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摘要：预应力张拉施工中出现锚垫板张拉破坏的情况是预应力施工非常棘手的问题，本文为笔者结合工程实践，对某立交桥40+55+40m预应力混凝土连续箱梁施工中出现的锚垫板张拉破坏事故进行了分析与处理。
关键词：预应力混凝土连续箱梁锚垫板张拉破坏分析与处理
1概述
公路桥梁建设工程中，预应力结构以其优良的结构性能已被广泛地应用，适应了现代桥梁结构型式的多样性和复杂性的发展趋势。但预应力施工实践中，有时难免会出现预应力锚垫板张拉破坏的现象，给工程施工带来了不可预见的损失。笔者仅就某互通式立交A匝道预应力混凝土连续箱梁桥施工中出现的锚垫板张拉破坏事故进行了原因分析和处理措施，仅供同行参考。
某高速公路某互通式立交A匝道桥下部结构为桩基础、柱式桥墩和肋板式桥台，上部结构为40+55+40m一联变截面单箱三室预应力混凝土连续箱梁，梁高为1.7~3.2米，梁顶设8cm的沥青混凝土面层。全桥位于R=199.5m右转平曲线上。箱梁采用C50级混凝土，预应力管道为塑料波纹管，张拉锚具型号为OVM15―16，预应力钢绞线采用`1860MPa高强低松驰钢绞线，设计采用两端通长一次性张拉。
2锚垫板张拉破坏事故情况说明
该连续梁施工时，钢筋检查合格、预应力管道固定位置准确、混凝土施工过程顺利。当混凝土同条件养护试件10d抗压强度为51.3MPa，具备了设计张拉条件的要求时，使用四套张拉机具开始对梁体实施左右对称两端同时张拉；设计张拉顺序依次为：N13、N12―N14、N11―N15、N10―N16、N9―N5、N4―N6、N3―N7、N2―N8、N1―N21、N20―N22、N19―N23、N18―N24、N17，采用应力、伸长量双控法张拉。总共24束钢绞线，一天半张拉完毕。第三天，经检查，钢束均没有产生回缩现象，随后准备进行封锚、压浆工作。当工人正在按次序实施切除钢绞线工作长度的时候，位于曲线外侧的第N17钢束锚具垫板出现崩裂，其它钢束没有发生变化。此时，距该钢束实施张拉刚满二十四小时。
3锚垫板张拉破坏事故原因分析
锚垫板破坏大致可分为三类五项，一是强度不足导致，二是位移过大导致，三是应力集中导致。
a、锚垫板质量存在缺陷，如有砂眼、气泡、微裂缝等，强度虽然达到设计要求，但由此形成的薄弱点在张拉中或张拉后形成破坏疲劳而导致锚垫板被破坏。
b、锚下局部混凝土振捣不密实，有空洞现象，或其它原因造成锚下混凝土局部强度未达到设计张拉要求值，这二种情况下，张拉中或张拉后都有可能使锚下混凝土破坏引起过大变形而导致锚垫板被破坏。
c、钢束不顺，在管道内发生绞绕导致磨阻力增大，在双控法张拉中为了达到钢束的计算伸长量，没有进行具体分析而一味加力超张拉，致使锚垫板破坏。
d、锚垫板安装倾斜，或与梁端部钢束弯起角度不垂直，因张拉使锚垫板偏心受压，导致锚垫板被破坏。
e、锚垫板卡槽内表面不平整、不清洁，或锚环未完全嵌进锚垫板卡槽内，因张拉产生局部应力集中而导致锚垫板破坏。
以上所述结合张拉破坏现场的实际情况，我们从以下三个方面进行了分析。
（1）施工质量。查阅施工记录，对梁体施加预应力时，混凝土同条件养护试件10d抗压强度为51.3MPa，满足设计要求的混凝土强度达到100%才可施加预应力。但从现场锚垫板及锚下混凝土局部破坏的情况来看，箱梁端横梁锚固区由于钢筋较密，锚下局部混凝土有蜂窝现象，存在质量缺陷。另外，锚固区端部小于30cm范围内没进行加密设置防崩钢筋（防崩钢筋设计间距为30cm），因此在施加了预应力后，没有对位于小半径平曲线箱梁锚下混凝土外法线方向形成足够约束和防崩作用。
（2）端横梁锚固区混凝土局部设计承压。箱梁端横梁锚固区局部承压按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62―2004）中局部承载力的计算公式进行检算，并对配置间接钢筋的混凝土构件局部受压区的截面尺寸进行了验算。通过检算和验算得出，OVM15―16锚垫板下混凝土局部承压设计满足要求。
（3）锚垫板质量。从现场采集了实际采用的锚固体系各部尺寸，与两阶段施工图设计的锚固体系尺寸进行了详细比对，没有发现超出规范允许的差值。另外，从被破坏的锚垫板断口来看，也没有明显的砂眼、气泡和微裂缝等缺陷。说明锚垫板质量没有问题。
综上，箱梁端横梁锚固区混凝土浇筑和端部小于30cm范围加密设置防崩钢筋这两个工序质量是这次张拉破坏事故发生的主要原因。但是，我们在实际的预应力施工过程中，往往会数种情况并存，如果各施工环节、各工序的工艺操作不能规范地落实到位，可能会引起更严重的梁体破坏。
4锚垫板张拉破坏事故处理措施
（1）拆除锚垫板。用张拉千斤顶、拆锚套筒、挑钩等组成拆锚机具拆除所有已张拉的钢束。具体为：先安装拆锚套筒，再安装张拉千斤顶。将千斤顶油缸伸长到15cm左右（按千斤顶行程和张拉伸长量确实），用千斤顶的工作锚对称锚固1或2根钢绞线进行张拉至夹片松动，再用挑钩挑落夹片。拆除时钢绞线的张拉力以标准强度控制。
（2）修复破坏的锚端。先用切割机沿需处理范围边缘线切出平顺、整齐、方正的槽缝。然后人工凿除需处理范围内的混凝土；凿除面要凹凸不平且大面平顺，尤其是横桥向界面要尽量保证与预应力管道垂直。再修整与补齐锚下钢筋，接长波纹管，安装新的锚垫板，现浇改性环氧树脂混凝土，养生至该部分混凝土强度达到100%。
（3）重新穿束张拉。重新穿钢绞线束，严格按照张拉计算值和张拉程序进行预应力张拉，保证张拉质量。
通过采取上述处理措施，成功解决了连续箱梁中锚垫板的张拉破坏问题。通过一年的运营情况来看，处理的效果非常好，达到了设计和使用要求。
5结束语
预应力施工技术是一项多工种、高技术的工作，需要通过不断的施工实践和总结，才能有效地预防张拉事故的出现。笔者通过此次锚垫板张拉破坏事故的处理，也进行了简单小结。
a、预应力相关的产品如锚具、锚垫板和钢绞线等要选用合格的供应商，并在使用前进行抽样试验和严格的逐个检查，有缺陷的严禁使用。
b、严格按施工图设计文件和施工规范要求安装锚垫板，控制好锚垫板的平面及中心位置，避免出现偏心受压或应力集中现象。
c、钢束要严格按施工规范要求进行编束穿置，保证钢束不发生绞绕。
d、预应力管道要具有很好的密水性，预埋安装时定位要精确、牢固，整个施工过程中都要保证管道内清洁、畅通。
e、锚下大多布设有螺旋筋又有钢筋网片，特殊结构及线形时还设有其他钢筋，所以密集的钢筋不利于混凝土浇注，施工时要特别注意锚下混凝土的振捣，确保其密实，并加强该部位混凝土的养生。
f、当施工图设计文件要求采用双控法张拉时，对于实际伸长量达不到计算伸长量时，应分析原因并采取合理的处理措施，而不能通过一味加力来达到计算伸长量。
以上总结比较简单，以便同行相互借鉴、参考或批评指正。而要克服锚垫板张拉破坏这种极端个别的现象，还需要材料、设计、施工等诸多方面相互配合；尤其是施工，每个环节、每道工序的精心施工和检查，才能保证工序质量，从而保证工程质量。
参考文献：
1、王涛.厦门海沧大桥西引桥箱梁预应力张拉事故处理.中南公路工程.2001（4）
2、李玉基.关于预应力梁板克服锚垫板张拉破坏施工技术的探讨.甘肃纵横科技.2006（6）
3、周尚春.浅析混凝土施工缺陷引起预应力梁板局部承压破坏.浙江建筑.2006（7）
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