張玉敏

(科達(dá)集團(tuán)股份有限公司,山東東營(yíng) 257091)

試論預(yù)應(yīng)力橋梁工程施工質(zhì)量控制

張玉敏

(科達(dá)集團(tuán)股份有限公司,山東東營(yíng) 257091)

本文首先介紹了預(yù)應(yīng)力在橋梁建設(shè)中的應(yīng)用,然后又講述了一些預(yù)應(yīng)力橋梁的質(zhì)量問(wèn)題,并在此基礎(chǔ)之上闡述了一些施工工藝。

措施 工藝 分析 提高

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,越來(lái)越多的橋梁需要去建設(shè),多樣化的橋梁形式也應(yīng)運(yùn)而生。預(yù)應(yīng)力橋梁形式越來(lái)越受到人們的重視,這樣的結(jié)果形式不僅能夠使橋梁形式更加多樣化,施工起來(lái)也比較方便,結(jié)構(gòu)受力也更加充分。在橋梁建設(shè)中,預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)被廣泛推廣并應(yīng)用。因?yàn)樗鼞?yīng)用的材料都是比較強(qiáng)的,可以預(yù)防混凝土產(chǎn)生裂縫還可以增大橋梁跨度。在預(yù)應(yīng)力技術(shù)方面,雖然誕生時(shí)間不是很長(zhǎng),但也因?yàn)檫@些優(yōu)勢(shì)在近幾年得到了大力推廣。但是,每項(xiàng)技術(shù)在發(fā)展過(guò)程中都會(huì)存在不足之處,預(yù)應(yīng)力技術(shù)也是如此,在施工過(guò)程中還存在著許多有待解決的問(wèn)題。相信在廣大公路橋梁工作者的不斷探索中,預(yù)應(yīng)力技術(shù)將邁上一個(gè)新的臺(tái)階。

1 預(yù)應(yīng)力混凝土在橋梁建設(shè)中的應(yīng)用

現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力混凝土是用現(xiàn)代設(shè)計(jì)概念和方法設(shè)計(jì),采用高強(qiáng)度鋼材和較高強(qiáng)度的混凝土經(jīng)先進(jìn)的生產(chǎn)工藝制作的。在橋梁建設(shè)中主要有以下四個(gè)應(yīng)用類(lèi)型：

第一種,以L(fǎng)ong Key為代表的逐跨預(yù)制節(jié)段施工的長(zhǎng)橋,體內(nèi)與體外的預(yù)應(yīng)力鋼束股數(shù)相同,使用的錨具也相同,并且都是利用水泥漿灌漿,由于上述材料價(jià)格較為便宜,所以工程成本不高。這樣的結(jié)構(gòu)形式一般是在預(yù)制節(jié)段采用干接縫和復(fù)式剪力鍵位置采用體外預(yù)應(yīng)力鋼筋。施加預(yù)應(yīng)力應(yīng)該在支撐結(jié)構(gòu)安置完畢后,這樣就會(huì)形成一個(gè)在整體的結(jié)構(gòu)形式。

第二種,一些橋是通過(guò)懸臂施工或者采用了頂推施工的預(yù)應(yīng)力技術(shù),這樣的橋都有相同的特點(diǎn),那就是體內(nèi)、體外都是混合配束。原本在腹板內(nèi)放置的預(yù)應(yīng)力筋被體外的預(yù)應(yīng)力繩索所代換,這樣的構(gòu)造不僅簡(jiǎn)化了橋梁的體積,另外還能降低橋梁厚度,減少橋梁受到外面的風(fēng)載、雪載等受外部力的機(jī)會(huì)。當(dāng)橋梁采用懸臂施工時(shí),懸臂束為直線(xiàn)的體內(nèi)預(yù)應(yīng)力,成橋后張拉的連續(xù)束采用大噸位體外預(yù)應(yīng)力,從而免除了大量的穿束和灌漿工藝,易于控制施工質(zhì)量。

第三種,第三種橋梁形式是在第二種橋梁工藝的基礎(chǔ)上演化出來(lái)的,原先采用的混凝土箱梁腹板更改為鋼結(jié)構(gòu)形式。這樣的橋梁形式較之前的橋梁更加美觀(guān)、現(xiàn)代,另外結(jié)構(gòu)形式、受力形式也更加理性化,也是一種體外預(yù)應(yīng)力的橋梁形式。

第四種,第四種是一種較為新型的橋梁形式,稱(chēng)之為坦拉式體外預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu),這樣的結(jié)構(gòu)形式是把偏心距較好的控制在主梁有效計(jì)算高度之內(nèi)。這樣的橋梁形式具有斜拉橋以及一般有梁橋的雙重特性,所以它可以被看作為預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋以及預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁之間的一種結(jié)構(gòu)形式,這樣的橋梁不僅可以減少橋梁高度、節(jié)省材料,另外還使索結(jié)構(gòu)更加積極的參與到預(yù)應(yīng)力的承載上來(lái),所以說(shuō)是一種很先進(jìn)的結(jié)構(gòu)形式。

2 預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工過(guò)程中經(jīng)常會(huì)遇到的問(wèn)題

混凝土裂縫是橋梁中經(jīng)常會(huì)遇到的質(zhì)量問(wèn)題,根據(jù)數(shù)據(jù)資料的統(tǒng)計(jì),橋梁中的裂縫主要是由于如下幾種原因造成的。

2.1 材料對(duì)裂縫的影響

由于一些橋梁建材質(zhì)量不好,比如一些水泥的細(xì)度以及石子的含泥量不能滿(mǎn)足規(guī)范要求,都會(huì)容易使橋梁混凝土產(chǎn)生裂縫。

2.2 施工工藝對(duì)橋梁混凝土裂縫的影響

成型后混凝土的均勻性以及密實(shí)性代表了混凝土澆筑好壞的指標(biāo)。在施工中,水灰比、水泥以及其他添加材料摻入量過(guò)大、混凝土澆筑后振搗不密實(shí)都會(huì)使混凝土成型后出現(xiàn)裂縫。另外,混凝土不干凈、鋼筋保護(hù)層不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)、施工縫留置不合乎規(guī)范要求,這些都會(huì)使混凝土出現(xiàn)裂縫。在結(jié)構(gòu)荷載方面,結(jié)構(gòu)因?yàn)槌惺芎奢d而產(chǎn)生裂縫的原因是多方面的?；炷翗?gòu)件受到外力襲擊、拆除模板時(shí)混凝土強(qiáng)度還沒(méi)有達(dá)到拆模要求、混凝土上面堆載過(guò)多,預(yù)應(yīng)力張力過(guò)大或者放張不充分,這些原因也會(huì)產(chǎn)生混凝土裂縫。當(dāng)荷載作用在鋼筋混凝土梁以及板等受彎構(gòu)件的時(shí)候,這些部位都會(huì)出現(xiàn)不同程度的裂縫。在裂縫發(fā)展初期,其寬度是不超過(guò)0.3毫米的,這樣的裂縫是允許的。但是當(dāng)裂縫超過(guò)一定允許值時(shí),裂縫就會(huì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利的影響,甚至使結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞,這樣的裂縫稱(chēng)之為有害裂縫,應(yīng)該嚴(yán)格加以防范。

2.3 溫度對(duì)混凝土裂縫的影響

當(dāng)外部溫度變化,會(huì)使混凝土產(chǎn)生熱脹冷縮的影響,在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生附加應(yīng)力致使混凝土出現(xiàn)裂縫。

3 預(yù)應(yīng)力混凝土施工工藝

3.1 確保材料質(zhì)量滿(mǎn)足要求

橋梁用預(yù)應(yīng)力混凝土應(yīng)該滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求,比如強(qiáng)度要求、和易性要求、泌水性要求,另外還要均勻性良好。對(duì)于混凝土來(lái)說(shuō),影響他的因素有混凝土配合比、攪拌程度、運(yùn)輸狀況、澆筑質(zhì)量、振搗質(zhì)量、養(yǎng)生等環(huán)節(jié)。但是這些環(huán)節(jié)里面,混凝土配合比對(duì)混凝土影響作用最大,通過(guò)減少混凝土用水量,可以在一定程度上減少水泥的水化熱,減少由于混凝土強(qiáng)度等級(jí)代替現(xiàn)場(chǎng)結(jié)構(gòu)的實(shí)際混凝土強(qiáng)度,也會(huì)有一定的安全隱患。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)證明,出現(xiàn)事故的結(jié)構(gòu)在最厚結(jié)構(gòu)驗(yàn)算時(shí),其實(shí)際強(qiáng)度都沒(méi)有達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得的強(qiáng)度值,有時(shí)候甚至?xí)汀?/p>

3.2 重視混凝土預(yù)應(yīng)力管道施工質(zhì)量

梁體受力情況以及設(shè)計(jì)質(zhì)量會(huì)直接影響到預(yù)應(yīng)力管道安裝的準(zhǔn)確到位程度,勢(shì)必會(huì)影響到橋的安全問(wèn)題,這也是預(yù)應(yīng)力橋梁結(jié)構(gòu)施工中重點(diǎn)把控的對(duì)象。在管道安裝過(guò)程中,主要需要加強(qiáng)對(duì)管道定位,避免混凝土澆筑時(shí)出現(xiàn)管道上浮以及出現(xiàn)漏漿等現(xiàn)象。預(yù)應(yīng)力管道安裝過(guò)程中,應(yīng)該控制好管道的高度、位置、平順性、是否漏漿、是否密封嚴(yán)密等。

3.3 正確應(yīng)用扁錨或者其連接器

在橋梁結(jié)構(gòu)尺寸受到局限或者在特殊構(gòu)件連接的位置會(huì)用到扁錨?，F(xiàn)在一些單位為了節(jié)省成本,追求經(jīng)濟(jì)效益,會(huì)在預(yù)應(yīng)力箱梁底部以及板梁結(jié)構(gòu)位置安置扁錨,這樣是不允許的。由于加工工藝以及材質(zhì)的原因,有的鋼絞線(xiàn)質(zhì)量是不達(dá)標(biāo)的。采用扁波紋管留孔,扁孔空間過(guò)小,孔道摩擦大,特別是超?？椎啦捎靡欢藦埨に?更會(huì)留下質(zhì)量、安全隱患。當(dāng)扁孔孔洞過(guò)小,孔道就會(huì)壓漿不方便,壓漿后的孔洞內(nèi)漿體不飽滿(mǎn),就會(huì)留下一些問(wèn)題。為了避免此種現(xiàn)象或者減少此種情況造成的影響,我們?cè)谙淞旱撞俊⒏拱?、空心板等結(jié)構(gòu)不采用扁孔連接件。5孔或者3孔扁孔連接件的應(yīng)用應(yīng)該額外重視,使用后很容易使構(gòu)件的設(shè)計(jì)構(gòu)造產(chǎn)生一定程度的偏心,嚴(yán)重時(shí)時(shí)構(gòu)件受力不均,發(fā)生傾覆。

3.4 合理選擇混凝土澆筑后張力的時(shí)間

有的工程通過(guò)摻加早強(qiáng)劑,提高混凝土早期強(qiáng)度,一般澆注混凝土3天后就開(kāi)始張拉預(yù)應(yīng)力,這是不可取的。因?yàn)榛炷翉?qiáng)度和彈性模量增長(zhǎng)是不同步的,強(qiáng)度增長(zhǎng)快,彈性模量增長(zhǎng)慢,早期混凝土變形大,過(guò)早張拉預(yù)應(yīng)力會(huì)使預(yù)應(yīng)力損失增大,導(dǎo)致橋梁承載力不足,而出現(xiàn)眾多裂縫病害。

3.5 張拉工藝質(zhì)量控制

國(guó)內(nèi)現(xiàn)澆大跨度預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁底板預(yù)應(yīng)力束一般采用一端張拉的工藝。根據(jù)國(guó)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(duì)稱(chēng)張拉工藝,才能保證跨中有效預(yù)應(yīng)力和橋梁在恒載和活載作用下跨中所需抵抗彎矩的建立;否則會(huì)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(zhuān)門(mén)調(diào)查資料,已通車(chē)的公路橋梁中,幾乎都出現(xiàn)過(guò)由于張拉工藝不適合而產(chǎn)生大量裂縫的現(xiàn)象。

3.6 預(yù)防滑絲和斷絲

滑絲指夾具在預(yù)應(yīng)力張拉后,夾片“咬不住”鋼絞線(xiàn)和鋼絲,鋼絞線(xiàn)和鋼絲以及鋼絞線(xiàn)和鋼絲出現(xiàn)一定程度的滑動(dòng),這樣就不會(huì)達(dá)到設(shè)計(jì)張力值。斷絲指張拉鋼絞線(xiàn)和鋼絲時(shí),夾片將其“咬斷”,即齒痕較深,在夾片處斷絲。為了預(yù)防滑絲和斷絲超標(biāo),應(yīng)采取以下措施：(1)檢查夾片出廠(chǎng)質(zhì)量保證書(shū)是否齊全,現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)其張拉值;(2)檢查鋼絞線(xiàn)或者鋼絲的直徑、型號(hào)、橢圓度以及硬度指標(biāo)是否滿(mǎn)足要求;(3)滑絲、斷絲情況在允許范圍內(nèi),這樣的材料可以繼續(xù)使用,如果大量鋼絞線(xiàn)出現(xiàn)滑絲、斷絲現(xiàn)象,可以卸下錨頭,換新的鋼束并再次張拉。

3.7 波紋管漏漿堵管的防治措施

當(dāng)預(yù)應(yīng)力孔道有雜物堵塞的時(shí)候,我們可以利用通孔器使管道疏通,這樣避免了管道內(nèi)的預(yù)應(yīng)力索被固定住。造成上面的原因如下：(1)波紋管封閉不嚴(yán)實(shí),水泥漿流流入了孔道內(nèi)部。(2)波紋管在工地上被踩壞或者由于別的外力影響破壞。以上這兩個(gè)原因都會(huì)使波紋管出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象。對(duì)于波紋管防漏措施可以參考下面：(1)波紋管的強(qiáng)度以及剛度一定要滿(mǎn)足技術(shù)要求;(2)在施工過(guò)程中,兩端的波紋管應(yīng)該擰在合適的位置,然后封閉嚴(yán)實(shí);(3)在混凝土初凝之前,應(yīng)該保證通孔器是否疏通;(4)當(dāng)發(fā)現(xiàn)堵孔比較嚴(yán)重的情況,應(yīng)該鑿開(kāi)混凝土疏通索道。

3.8 嚴(yán)控預(yù)應(yīng)力孔道壓漿工序

預(yù)應(yīng)力孔道壓漿可以保護(hù)鋼筋不腐蝕,還可以使預(yù)應(yīng)力鋼筋與結(jié)構(gòu)協(xié)同工作。由于在現(xiàn)實(shí)工程施工中,孔道內(nèi)的壓漿不密實(shí)、不飽滿(mǎn)、漏漿、撒漿現(xiàn)象比較常見(jiàn)。施工單位工作沒(méi)有按照規(guī)范指導(dǎo)施工、漿體材料不滿(mǎn)足要求、留空位置和數(shù)量不合格、漿體配置不合格等原因都會(huì)使管道漿體出現(xiàn)種種質(zhì)量問(wèn)題。為避免此種現(xiàn)象發(fā)生,可以在灌漿前沖洗管道,提高漿體質(zhì)量水平,保證管道以及排氣口疏通。

預(yù)應(yīng)力橋梁的應(yīng)用將會(huì)越來(lái)越廣泛,科研人員以及施工人員應(yīng)該在橋梁質(zhì)量、安全、使用性能上面多加考慮,切實(shí)抓好每一道工序的施工,確保預(yù)應(yīng)力橋梁的工程質(zhì)量。

[1]劉洪生.談?lì)A(yù)應(yīng)力橋梁的施工質(zhì)量控制[J].現(xiàn)代裝飾,2011,7.

[2]李海濤.橋梁預(yù)應(yīng)力孔道注漿質(zhì)量檢測(cè)[J].科技導(dǎo)報(bào),2011,2.