桥梁预应力混凝土施工常见问题及治理策略

摘要：随着社会经济的不断发展，我国的公路事业也在不断的进步与完善，公路桥梁的建设规模也在不断的扩大，而由于预应力混凝土具有结构性能好、强度高、耐久性好等优点，因此，预应力混凝土在公路桥梁的建设中也得到了广泛的应用。但是，在预应力混凝土的施工过程中常常会遇到一些问题。

关键词：公路桥梁；预应力混凝土；施工质量控制

中图分类号：TU37文献标识码： A

引言

现代预应力混凝土是用高强度钢材和较高强度的混凝土经先进的生产工艺制作的，用现代设计概念和方法设计的高效预应力混凝土。我国的预应力混凝土结构是在2O世纪5O年展起来的，最初试用于预应力钢筋混凝土轨枕，之后预应力混凝土在全国范围内推广。随着我国高等级公路建设的不断发展，预应力混凝土技术在公路桥梁工程中发展最快。桥梁上得到普遍的应用。但就目前预应力混凝土梁施工而言，仍存在很多问题。

一、公路桥梁工程中混凝土裂缝原因分析

混凝土是一种收缩性材料。较高的弹性模量和很低的抗拉强度，即使很小一点的收缩变形也会产生很大的拉应力。当拉应力超过其抗拉强度时，混凝土即出现开裂。材料质量问题引起的裂缝较常见的原因是水泥、砂、石等质量不好，而且特别注意的是水泥的细度问题和石子的含泥量问题。水泥的细度越细，混凝土越容易开裂。当结构的基础出现不均匀沉降，导致结构物中构件与构件之间产生斜拉和剪切作用，从而使得结构构件开裂，随着不均匀沉降的进一步发展，裂缝会进一步扩大。这类裂缝的大小、形状、方向取决于地基变形的情况。构造处理不当现浇主梁在搁次梁处如没有设附加箍筋或附加吊筋以及各种结构缝设置不当等因素均容易导致混凝土开裂。

二.预应力混凝土的特点

与钢筋混凝土相比,预应力混凝土具有以下特点:

1构件的抗裂性能较好。

2构件的刚度较大。由于预应力混凝土能延迟裂缝的出现和开展,并且受弯构件要产生反拱,因而可以减小受弯构件在荷载作用下的挠度。

3构件的耐久性较好。由于预应力混凝土能使构件不出现裂缝或减小裂缝宽度,因而可以减少大气或侵蚀性介质对钢筋的侵蚀,从而延长构件的使用期限。

4工序较多,施工较复杂,且需要张拉设备和锚具等设施。

注意:预应力混凝土不能提高构件的承载能力。也就是说,当截面和材料相同时,预应力混凝土与普通钢筋混凝土受弯构件的承载能力相同,与受拉区钢筋是否施加预应力无关。其中,预应力混凝土的优点有:

4.1抗裂性好,刚度大。由于对构件施加预应力,大大推迟了裂缝的出现,在使用荷载作用下,构件可不出现裂缝,或使裂缝推迟出现,所以提高了构件的刚度,增加了结构的耐久性。

4.2节省材料,减小自重。其结构由于必须采用高强度材料,因此可减少钢筋用量和构件截面尺寸,节省钢材和混凝土,降低结构自重,对大跨度和重荷载结构有着明显的优越性。

4.3提高构件的抗剪能力。试验表明,纵向预应力钢筋起着锚栓的作用,阻碍着构件斜裂缝的出现与开展,又由于预应力混凝土梁的曲线钢筋(束)合力的竖向分力将部分地抵消剪力。

4.4提高受压构件的稳定性。当受压构件长细比较大时,在受到一定的压力后便容易被压弯,以致丧失稳定而破坏。如果对钢筋混凝土柱施加预应力,使纵向受力钢筋张拉得很紧,不但预应力钢筋本身不容易压弯,而且可以帮助周围的混凝土提高抵抗压弯的能力。

4.5提高构件的耐疲劳性能。因为具有强大预应力的钢筋,在使用阶段因加荷或卸荷所引起的应力变化幅度相对较小,故此可提高抗疲劳强度,这对承受动荷载的结构来说是很有利的。当然,预应力混凝土也存在一定的缺点:

4.5.1工艺较复杂,对质量要求高,因而需要配备一支技术较熟练的专业队伍。

4.5.2需要有一定的专门设备,如张拉机具、灌浆设备等。

4.5.3结构的开工费用较大,对构件数量少的工程成本较高。

三、公路桥梁预应力混凝土施工中的问题及处理

3.1滑丝与断丝问题及其处理措施

造成滑丝的原因主要是夹具在预应力张拉后，夹片“咬不住”钢绞线与钢丝，从而导致钢绞线与钢丝出现滑动的现象，达不到设计的张拉值。出现断丝的主要原因是在张拉钢绞线与钢丝时，夹片将其“咬断”，即齿痕较深，在夹片处出现断丝的情况。对于这类情况，我们可以采取以下处理措施：①对夹片硬度的检查除了检查出厂合格证之外，还应在现场进行复验，条件允许的情况下最好逐片进行复验；②在对钢绞线与钢丝的检查中应将其直径的偏差、椭圆度、硬度指标纳入检查范围内，如出现偏差超限、质量不稳定等情况则应考虑更换产品供应商；③出现滑丝或断丝的情况在没有超过允许数量时可不予处理，但是若出现整束或大量的滑丝与断丝，则应将锚头取下，检验并更换钢束，重新进行张拉。

3.2波纹管孔道漏浆及处理措施

在很多的后张法施工的预应力筋中，其孔道大多数是由波纹管组成。在实际的施工中，很多施工单位为了节约成本或是由于供应商提供的材料不好，施工单位在施工中所采用的材料就是没有达到标准或是质量不合格的，而采用这样的材料制作而成的波纹管，其强度与张力都不能达到实际的施工要求，即不符合实际预应力混凝土结构技术在施工中的要求。所以，在实际的施工中，当浇筑混凝土时由于波纹管不能承受相应的张力，则会变形或是损坏。而在砼浇筑中，振捣棒会与波纹管相接触，那么在振捣时由于振捣棒的高速旋转及振捣，那么在波纹管的薄弱处就容易出现咬口开裂或是自身磨损冲击开洞的情况，从而导致沙浆漏入波纹管内。沙浆在波纹管损坏处出现泄漏的情况，进而出现沙浆凝固对其造成堵管的现象。因此，为了避免波纹管孔道漏浆的情况发生，施工单位应严格的挑选波纹管，采购人员需要对市场的供应信息进行充分的了解，对提供波纹管的供应商进行严格的评估，从而选择波纹管质量好的供应商。而对于堵管问题而言，需要根据实际的预应力筋的设计情况，找出漏浆孔道产生堵塞的位置，然后采用冲击钻来打孔，从而清除波纹管中已经凝固的水泥浆，使预应力筋能够在波纹管中进行拉力运动，在张拉结束之后，再对钻孔进行封堵，这样一来就解决了堵管的问题。

3.3预应力孔道压浆问题及处理措施

在预应力混凝土施工中的预应力孔道压浆有一下两个重要的作用：①保护预应力筋不被锈蚀；②保证预应力筋与结构共同工作。但是，在实际的工程施工中，预应力孔道压浆不饱满、不密实、漏浆以及漏灌的现象常常出现，并且已经成为了预应力结构的通病。出现这类现象的主要原因除了施工单位对孔道压浆的工序不够重视之外，目前的压浆工艺、留孔质量、浆体配置等都存在着一定的问题。因此，为了防止孔道压浆不密实的情况，除了需要施工单位重视压浆工序之外，还可以采取以下措施：①在进行灌浆前将孔道用高压水冲洗，除去其中的杂物，并且可以起到将整个管道疏通润湿的作用；②配制高质量浆液，配制中采用水泥强度等级不低于32.5MPa的普通硅酸盐水泥，将水灰比控制在0.1～0.45的范围内，泌水率最好小于2%、最大不超过3%，所采用的灰浆应具有良好的流动性且不易离析，另外，在其中可以加入适量的减水剂与微膨胀剂，但是必须确保其对管道与预应力索没有腐蚀作用，而且掺入的量与配方都必须经过试验后进行确定；③应将管道与排气口疏通，压浆时从低处往高处压，等到高处的孔眼溢出浓浆后再堵住排气口继续加压，等到泌水流完后则可以堵住孔口；④对于孔道较长或是第一次压浆不够理想的孔道而言，可以将其进行二次压浆，但需要注意的是二次压浆必须在第一次压浆初凝后才能进行。

四、公路桥梁预应力施工技术工艺

1预应力施工准备

预应力施工的原材料是预应力筋，其是预应力分项工程中最重要的原材料之一。预应力的采购要有厂家的产品合格证及可以反映预应力筋性能的出厂检验报告，必须要求项目内容齐全。进场后应按照批次及产品抽样来进行外观检查并进行复验，合格后才能使用。连接预应力筋的锚具、夹具及连接器要按照设计要求选用，性能必须符合国家标准规定，同样需要确认合格后才能使用。此外，预应力筋张拉设备要配套标定，并且应配套使用。设备标定时间不应该超过半年，如果在使用过程中有反常现象，应该进行重新标定。

2安设波纹管

在绑扎好普通的钢筋成型及固定支架焊接完毕后，可以进行辅管，从张拉端逐步套入波纹管。波纹管要采用相同形式及大一号的管来连接，对接完毕要用胶带密封。波纹管在梁内不能有明显弯折，应保持顺直。

3预应力筋穿束

在绑扎完梁普通钢筋和固定架焊接完成后，应铺设好波纹管再将预应力筋传入管内。预应力筋应采用人工单根穿束，穿束端要使用软性布包裹。预应力筋在穿束过程中，要及时检查波纹管的破损情况，全部穿束完毕后还应进行复查。

4预应力张拉

预应力张拉前要做好准备工作，清洗干净锚垫板喇叭管内的混凝土，同时还要将钢绞线上的泥浆和锈蚀清除，套上工作锚板，准确定位并安装千斤顶。安装张拉千斤顶，与油压表配套使用，安装工具锚板。张拉设备在投入使用前要进行标定，张拉过程应以应力控制为主，并同时实施伸长值测量控制。在张拉过程中，要注意是否有响声、油压表指针抖动等异常现象出现，张拉结束后要对钢绞线夹片所留下的咬痕进行检查，以便及时发现滑丝问题。如出现滑丝，可用单根张拉千斤顶进行补张拉。此外，张拉时应做好现场记录，发生严重问题可以通知设计单位进行处理。

5预应力孔道灌浆

在预应力筋张拉24小时内进行灌浆，如果不能按时实施必须采取相应的保护措施，以保证钢绞线不锈蚀。在进行压浆前，要认真检查、标定压浆机，同时用压浆机向管道注入清水，保证管道润湿，直到全部管道冲洗完毕。在灌浆途中不能有停顿，每一道孔道要一次完成灌浆，在施工时，要按照规定抽样留置灰浆试块进行强度测定。

结束语

随着社会经济的不断发展，公路事业也在逐渐的发展与完善，公路桥梁作为公路交通的重要组成部分，在公路交通运输中发挥着非常重要的作用。随着公路桥梁的建设规模不断扩大，以及预应力混凝土所具有的结构性能好、强度高、耐久性好等优点，从而使预应力混凝土在公路桥梁的建设中得到了广泛的应用。尽管该技术在公路桥梁的建设中已经得到了广泛的应用，但是其在施工过程中仍然存在着很多的问题，例如波纹管孔道的漏浆、滑丝和断丝等问题。

参考文献：

[1]张设.公路桥梁预应力混凝土施工中的问题和处理[J].科技信息（科学・教研）,2008,(12):100.

[2]论公路桥梁预应力混凝土施工中的问题和处理措施[J].城市建设理论研究（电子版）,2011,(26).

[3]公路桥梁预应力混凝土施工中的问题和处理[J].商品与质量・建筑与发展，2011,(1):60,59.