探討預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在橋梁工程中應(yīng)用的相關(guān)問題

錢青

摘要：隨著國民經(jīng)濟的飛速增長，我國的交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)也日益完善，高等級公路的不斷建設(shè)，預(yù)應(yīng)力混泥土技術(shù)在公路橋梁中的應(yīng)用也得到快速的發(fā)展。但公路橋梁工程出現(xiàn)中出現(xiàn)的質(zhì)量問題和病害也呈現(xiàn)上升趨勢。本文通過對橋梁工程施工過程中常見的問題進行了探討，分析原因并提出相應(yīng)的處理方法和措施。

關(guān)鍵詞：橋梁工程；施工；預(yù)應(yīng)力技術(shù)；措施

1預(yù)應(yīng)力橋梁施工工藝常見問題

1.1預(yù)應(yīng)力張拉的時間問題

近年來，隨著新型材料的不斷涌現(xiàn)、科技的不斷進步以及相關(guān)設(shè)備性能的不斷優(yōu)化與提高，預(yù)應(yīng)力的施工工藝也得到了不斷地完善與提高。為提高預(yù)應(yīng)力混凝土的早期強度，多采用摻加早強劑的方法，一般澆注混凝土3天后就開始張拉預(yù)應(yīng)力，然而由于混凝土強度增長需要一定的時間，而且強度和彈性模量增長是不同步的，強度增長快，彈性模量增長慢，早期混凝土變形大，過早張拉預(yù)應(yīng)力會使預(yù)應(yīng)力損失增加，導(dǎo)致橋梁承載力不足，而出現(xiàn)眾多裂縫病害。另外，采用現(xiàn)場試塊測得的早期混凝土強度代替現(xiàn)場結(jié)構(gòu)的實際混凝土強度，也存在一定的問題。相關(guān)試驗表明，出現(xiàn)事故的結(jié)構(gòu)最后驗算時，其實際強度均未達到現(xiàn)場測得的強度，有時候甚至很低。

1.2預(yù)應(yīng)力超長束一端張拉工藝的問題

根據(jù)國內(nèi)外相關(guān)規(guī)范規(guī)定，跨度≥30m以上的預(yù)應(yīng)力橋梁，均要求采用兩端對稱張拉工藝，才能保證跨中部分有效預(yù)應(yīng)力和橋梁在恒載和活載作用下跨中部分所需抵抗彎矩的建立，否則會導(dǎo)致跨中承載力不足，而產(chǎn)生正截面裂縫。根據(jù)交通部專門調(diào)查資料，已通車的公路橋梁中，幾乎都出現(xiàn)過由于張拉工藝不適合而產(chǎn)生大量裂縫的病害現(xiàn)象。

1.3預(yù)應(yīng)力孔道壓漿的問題

預(yù)應(yīng)力孔道壓漿有兩個重要作用：一是保護預(yù)應(yīng)力筋不被銹蝕，二是保證預(yù)力筋和結(jié)構(gòu)共同工作。然而實際工程中預(yù)應(yīng)力孔道的壓漿不飽滿、不密實、漏漿和漏灌現(xiàn)象十分普遍，已成為預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的通病。其主要原因除了施工單位對孔道壓漿工序不夠重視外，目前的壓漿工藝、留孔質(zhì)量、漿體配置等也存在一定問題，特別是漿體的水灰比，規(guī)范的規(guī)定值（0.4～0.45）偏大。采用規(guī)范規(guī)定的水灰比后孔道漿體泌水，孔道不易飽滿和密實。近幾年，采用新研制的外加劑JMH-3對漿體配置技術(shù)進行了改進，將水灰比降到0.35以下，通過高速攪漿機（轉(zhuǎn)速≥1000r/min），將漿體的流動度提高到12s（規(guī)范規(guī)定為14～18s），只要規(guī)范操作，普通壓漿工藝也能保證壓漿質(zhì)量。此外壓漿必須徹底，否則由于積水冬季會發(fā)生凍脹裂縫。

2預(yù)應(yīng)力孔道和錨具存在的問題

2.1預(yù)應(yīng)力預(yù)留孔道應(yīng)注意的問題

預(yù)應(yīng)力筋預(yù)留孔道的尺寸與位置應(yīng)正確，孔道應(yīng)平順，端部的預(yù)埋鋼墊板應(yīng)垂直于孔道中心線。管道應(yīng)采用定位鋼筋固定安裝，使其能牢固地置于模板內(nèi)的設(shè)計位置，并在混凝土澆注期間不產(chǎn)生位移。固定各種成孔管道用的定位鋼筋的間距，對于鋼管不宜大于1m；對于波紋管不宜大于0.8m；對于膠管不宜大于0.5m；對于曲線管道宜適當(dāng)加密。

金屬管道接頭處的連接管宜采用大一個直徑級別的同類管道，其長度宜為被連接管道內(nèi)徑的5～7倍。連接時應(yīng)不使接頭處產(chǎn)生角度變化及在混凝土澆注期間發(fā)生管道的轉(zhuǎn)動或移位，并應(yīng)纏裹緊密防止水泥漿的滲入。所有管道均應(yīng)設(shè)壓漿孔，還應(yīng)在最高點設(shè)排氣孔及需要時在最低點設(shè)排水孔。壓漿管、排氣管和排水管應(yīng)是最小內(nèi)徑為20mm的標(biāo)準管或適宜的塑性管，與管道之間的連接應(yīng)采用金屬或塑料結(jié)構(gòu)扣件，長度應(yīng)足以從管道引出結(jié)構(gòu)物以外

2.2扁錨和扁錨連接器應(yīng)用的問題

扁錨多應(yīng)用于結(jié)構(gòu)截面尺寸受到限制或構(gòu)造連接等特定條件下。例如，應(yīng)用于先簡支后連續(xù)橋梁結(jié)構(gòu)的支座負彎矩處作為構(gòu)造連接和橋面橫向整體連接，不作為主要受力用。然而近年來部分單位為了減小截面尺寸，追求經(jīng)濟指標(biāo)，在預(yù)應(yīng)力箱梁底板和板梁結(jié)構(gòu)中都采用扁錨，有的單位還申請專利、出標(biāo)準圖，這是不可取的。由于扁錨的張拉工藝是采用逐根張拉，整體張拉設(shè)備技術(shù)不成熟，導(dǎo)致鋼絞線受力不均勻。采用扁波紋管留孔，扁孔空間很小，孔道摩阻大，特別是超長孔道采用一端張拉工藝，問題更加嚴重。上述某大橋5跨30m跨度連續(xù)箱梁，第一聯(lián)跨66m，采用5孔扁錨，扁金屬波紋管留孔，預(yù)應(yīng)力筋的張拉伸長值偏差在-10%～-40%，平均偏差-25%，超出規(guī)范要求的范圍。由此可見，由于超長束、扁孔孔道摩阻大和一端逐根拉工藝不合理性，導(dǎo)致有效預(yù)應(yīng)力值平均減少25%。第二聯(lián)跨和第三聯(lián)跨分別為88m和150m，其有效預(yù)應(yīng)力將減少更多。

3預(yù)應(yīng)力橋梁施工工藝問題預(yù)防措施

3.1預(yù)應(yīng)力張拉問題預(yù)防控制措施

（1）穿束前，預(yù)應(yīng)力鋼絞線必須按規(guī)程進行梳理編束，并正確綁扎。（2）張拉前錨夾具需按規(guī)范要求進行檢驗，特別是對夾片的硬度一定要進行測定，不合格的予以調(diào)換。（3）張拉預(yù)應(yīng)力筋時，錨具千斤頂要安裝準確。（4）當(dāng)預(yù)應(yīng)力張拉達到一定噸位后，如發(fā)現(xiàn)油表回落，再加油時又回落，這時候有可能發(fā)生斷絲。如發(fā)生斷絲，應(yīng)更換預(yù)應(yīng)力鋼束，重新進行預(yù)應(yīng)力張拉。（5）焊接時嚴禁利用預(yù)應(yīng)力筋作為接地線，不允許發(fā)生電焊燒傷波紋管和預(yù)應(yīng)力筋。（6）張拉前必須對張拉端鋼束進行清理，如發(fā)生銹蝕應(yīng)進行調(diào)換。（7）張拉前要經(jīng)有檢驗資質(zhì)的部門準確標(biāo)定千斤頂和油壓表，千斤頂和壓力表必須配套校驗、配套使用。

3.2預(yù)應(yīng)力孔道壓漿不飽滿問題預(yù)防控制措施

（1）預(yù)應(yīng)力孔道彎起最高點處應(yīng)設(shè)置出氣孔。（2）錨具外的預(yù)應(yīng)力筋間隙應(yīng)用棉花、水泥漿填塞，封錨時應(yīng)留排氣孔。（3）孔道在壓漿前應(yīng)用壓力水沖洗，以排除雜物，保證孔道暢通。沖洗后用空壓機吹去孔內(nèi)積水，保持孔道濕潤。（4）正確控制水泥漿各項指標(biāo)。泌水率最高不超過3%，水泥漿中摻入適當(dāng)鋁粉等膨脹劑，膨脹劑摻入后水泥漿自由膨脹率應(yīng)<10%。（5）壓漿過程中，應(yīng)不斷攪拌水泥漿，水泥漿從拌制到壓入孔道間隔時間不得超過40min。（6）壓漿應(yīng)緩慢、均勻進行，最大壓力0.5～0.7MPa。壓漿達到孔道另一端飽滿出漿，排氣孔排出與規(guī)定稠度相同的水泥漿后，應(yīng)封堵出漿口，保持不小于0.5MPa的壓力2min以上。

3.3預(yù)應(yīng)力預(yù)留孔道問題預(yù)防控制措施及材料的保護

一、（1）在留孔道時，應(yīng)認真閱讀圖紙，正確計算孔道坐標(biāo)。（2）波紋管應(yīng)準確牢固定位，定位筋的位置、間距要合理。（3）在澆注混凝土?xí)r，防止振搗棒碰撞波紋管，避免孔道移位或破損。（4）鋼筋焊接時，應(yīng)防止電焊火花燒破波紋管壁。（5）管道間接頭、管道與錨墊板喇叭口的接頭，必須做到密封、牢固、不易脫開和漏漿。（6）澆注前在波紋管內(nèi)穿入稍細于管內(nèi)徑的PVC芯棒，澆注完成后再拔出，可有效預(yù)防波紋管變形和堵塞。

二、（1）預(yù)應(yīng)力材料必須保持清潔，存放和搬運過程中應(yīng)避免機械損傷和銹蝕。如進場后存放期較長應(yīng)定期進行外觀檢查。（2）存放預(yù)應(yīng)力材料的倉庫應(yīng)干燥、防潮、通風(fēng)、無腐蝕介質(zhì)；室外存放時間不宜超過6個月，必須墊枕木并用油布覆蓋，防止銹蝕。（3）錨具、夾具等應(yīng)專人保管，避免銹蝕、沾污、損傷或散失。

4結(jié)束語

改革開放以來，我國的公路橋梁建設(shè)迎來了黃金時期。預(yù)應(yīng)力技術(shù)也由于其獨特的優(yōu)越性能，在公路橋梁的工程建設(shè)中發(fā)揮著越來越重要的作用。經(jīng)調(diào)查研究表明，預(yù)應(yīng)力施工仍然存在許多不足之處，其中包括張拉工藝不適當(dāng)、孔道和錨具質(zhì)量不符合要求等一系列原因。

參考文獻：

[1] 張堅. 分析預(yù)應(yīng)力在橋梁施工中的應(yīng)用[J]. 廣東科技，2010，（04）

[2] 何天賓. 公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)探討[J]. 中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2010，（06）.

[3] 喻永華. 橋梁預(yù)應(yīng)力真空壓漿施工技術(shù)[J]. 北方交通，2010，（02）..