浅议桥梁工程预应力混凝土施工的质量通病及防治措施

摘要：桥梁预应力混凝土在施工中常因操作不当造成一些病害，给桥梁结构的质量带来一定隐患。本文针对桥梁预应力施工过程中常见的质量问题和预防措施作简要的探讨。

关键词：桥梁工程；预应力混凝土；质量通病；防治措施

1 桥梁的预应力分析

桥梁工程是公路工程中的控制性工程之一，桥梁的质量直接关系到结构安全和使用寿命。由于桥梁属于多构件结构，工序繁多、结构复杂、工程质量问题也呈现出多样化的特点，大跨度预应力混凝土变截面连续箱梁桥具有结构刚度大、变形小、行车平顺舒适、伸缩缝少、抗震能力强等优点，因此无论是公路或城市桥梁、高架道路，还是跨越宽阔河流的大桥，均是首选的桥型方案之一。但作为全预应力混凝土的大跨度连续箱梁，在施工阶段或使用过程中，普遍出现各种不同性质不同类型的裂缝。在此分析了大跨度连续梁桥施工控制的方法、对箱形截面的温度场进行了观测，并用观测结果剔除温度对施工控制的影响，在主梁钢筋布置基本就绪、混凝土浇筑之前，在控制断面预埋传感元件，并做好相应的防护工作。对于预应力混凝土梁桥，主要是测试和控制桥梁结构纵向应力。因此，布点时，传感元件沿纵向（桥的里程或桩号方向）布置，用铁丝捆扎在主梁纵向钢筋的上（下）缘。综上所述，对大跨度预应力混凝土桥梁施工应力监测，至今仍有不少问题没有更好的解求方法。在科学的方法没有建立之前，经验的积累十分重要。当前由于工程发展的需要，正推动这项测试工作不断开展，在这大好的时机中，只要坚持不断地实践，不断地分析总结，不断地试验探索，必将使混凝土桥梁施工应力测试工作更快地走向完善；桥梁施工的监控结果表明，随着预应力索长度的增大，预应力张拉后所产生的反拱与理论计算值的偏离逐渐加大，预应力损失呈非线性增长。因此，如何正确估计预应力损失产生的主要原因和预应力损失率，对设计和施工都很有意义，目前这方面的研究中定量化描述的较少。

桥梁施工控制的结构计算方法主要包括：正装分析法、倒装分析法和无应力状态计算法。正装计算法能较好地模拟桥梁结构的实际施工过程，得到桥梁结构在各个施工阶段的位移和受力状态，同时，能较好地考虑结构的非线性问题和混凝土收缩、徐变等问题。对于大跨度预应力混凝土桥梁，首先，必须进行正装计算。施工预拱度应按照桥梁结构实际施工加载顺序的逆过程来进行结构行为计算和予以确定。只有按照倒装计算出的桥梁结构各阶段中间状态去指导施工，才能使桥梁的成桥状态符合设计要求。

2 桥梁预应力施工质量通病

先张法施工的空心梁板在梁端放张后顶底板中部附近出现自两端向跨中延伸的1～2.5m长的纵向裂缝的现象较为常见。经考证，均为放张作业不规范造成。主要原因是有的采取单侧放张，还有的承包人采用乙炔—氧气切割放张，而且还是非对称、相互交错切割，使梁体单侧受力，导致梁端中部产生自梁端向跨中延伸的纵向裂缝，预防及处理措施在进行预应力张拉工作前，应计算钢筋理论长值，进行试张拉时，要将钢筋理论伸长值与实际伸长值进行校核，如果有较大偏差，应查明原因后再进行大批量张拉。张拉器具应进行检验校正，每半年或张拉200次以后要重新校正。预应力张拉一旦出现质量问题可使桥梁受到破坏，承载力下降，危及结构的安全，影响桥梁的正常使用，工作锚固体系代替固定端埋入形成锚固力。后张法预应力施工中的钢绞线有时采用一端固定、一端张拉，固定端做法常采用挤压锚或压花锚，有时固定端钢绞线束很少，该固定端在钢绞线受力后夹片夹紧锚具（或称锚环）是合理可行的，然而在张拉时会出现钢绞线连同千斤顶一起飞出的现象。原因是浇筑混凝土过程中水泥浆液从钢绞线的缝隙中流入夹片的齿缝中，钢绞线受力时工作夹片基本不能移动，不能随钢绞线张拉力的增大而收缩夹紧钢绞线。钢绞线、夹片和锚具的锚固力基本维持浇筑混凝土前的锚固力不变，24m预应力箱梁施工较为简单，但应注意波纹管的布置，确保波纹管位置准确。在波纹管接头处一定要将波纹管接口用小锤整平、并用胶带缠紧、以防在穿束时引起波纹管翻卷，严重时会导致管道堵塞。同时要检查波纹管是否因为钢筋焊接等原因产生破损，一旦发现及时修补，在浇筑混凝土时安排专人清孔，保证管道通畅。同时，在振捣时应注意不能破坏波纹管，且不允许管道位移，尤其应避免管道上浮，以保证达到预应力的预期效果。

目前，预应力梁板的梁内孔道形成常采用波纹管作为制孔器，它具有局部抗拉刚度大、内壁摩阻力小、与混凝土联结性能好、易弯曲造型等优点。在采用波纹管作制孔器的梁板施工中，有些工程施工单位常不按照要求，采用钢带材质较差、厚度不足且厚薄不均的波纹管。这些波纹管的强度、刚度大多数无法满足规范的相关要求。在安装和浇筑砼时，这种波纹管易变形、破损，使水泥浆漏入孔道，造成预应力筋穿束困难，并增大预应力筋张拉时的摩阻力。对于浇筑砼前穿入的预应力筋，由于水泥浆的流入，往往造成预应力筋固结在孔道内无法进行张拉作业。波纹管安装时，因非预应力筋位置妨碍，又兼波纹管的刚度较低，易形成弯折角或管轴线偏位，在弯折角处咬口容易开裂造成漏浆；轴线偏位易造成转角增加，使张拉时的摩阻损失增加，波纹管与锚垫板相接处，二者轴线不一致，易造成弯折处咬口开裂漏浆。两段波纹管相接，接头管的长度不够或直径太大，使接口不严也造成漏浆。

3 桥梁预应力施工的防治措施

均匀放张。多根整批预应力筋放张，宜采用砂箱法或千斤顶法。用砂箱放张时，放张速度应均匀一致；用千斤顶放张时，放张宜分数次完成；单根钢筋采用拧松螺母的方法放张时，宜先两侧、后中间，并且不得一次将一根力筋松到位。严禁切割放张：

1）梁端布筋设计应充分考虑张拉时产生的局部应力集中，增加横向分布钢筋数量或螺旋筋，适当增加封锚端和梁端的几何尺寸。

2）预应力筋张拉顺序应符合设计要求；当设计未规定时，宜采取分次、逐级对称张拉。张拉时，均匀加载，不宜过快，以尽可能减小张力过程出现局部应力集中。

3）严格梁（板）浇筑时的施工控制，确保梁（板）浇筑质量，特别要加强对锚垫板后的振捣。张拉前，应对梁体进行检验，是否符合质量标准要求；张拉时，强度应达到设计要求；设计无规定时，以不低于设计强度值的95%为宜，千斤顶安装不得扭绞错位。工具外表面和锚板锥形孔内表面使用前宜涂剂，并经常将夹片表面清洗干净，以确保张拉工作顺利进行。如工具夹片或开裂或牙面缺损较多，工具锚板出现明显变形或工作表面损伤显著时，均不得继续使用，根据公路桥涵施工技术规范第11.7.6条的规定：后张预应力钢材断丝、滑丝的数量，对每束钢丝或钢绞线不得超过一根，每个断面断丝之和不得超过该断面钢丝总数的1% ，且严禁相邻两根断裂或滑脱。超过上述限制，应更换钢绞线及锚具重新张拉，竖向预应力是防止预应力混凝土箱梁桥主拉应力开裂的有效手段，在此提出了从设计上如何控制桥梁箱梁腹板裂缝的产生，对竖向预应力筋压浆存在的质量问题做了分析，提出了确保竖向预应力施工质量的控制措施，并从锚具系统、管道系统和张拉锚固工艺方面提出了有关改进建议。

4 结论

在桥梁工程项目建设中，质量是工程的关键内容。随着预应力工艺和材料的发展，在桥梁工程实施中会出现更多的问题，有待工程技术人员去解决和总结经验。在此仅对预应力梁桥施工中的一些容易忽略的地方进行浅略论述，以供施工人员参考借鉴。

参考文献

[1]郑长鹰.桥梁工程中预应力施工管理措施初探[J].中国高新技术企业，2009

[2]郑怀奎.桥梁工程施工中预应力管道压浆工艺控制[J].科技信息：学术研究，2008