【摘要】新形勢(shì)下我國(guó)高等級(jí)公路建設(shè)的不斷，預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)在公路橋梁工程中發(fā)展最快。橋梁上得到普遍的應(yīng)用。但就目前預(yù)應(yīng)力混凝土梁施工而言，仍存在很多問(wèn)題，文章就對(duì)施工過(guò)程中常見(jiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析。

【關(guān)鍵詞】公路橋梁；混凝土施工；裂縫原因；質(zhì)量控制

前言：

現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力混凝土是用高強(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，用現(xiàn)代設(shè)計(jì)概念和方法設(shè)計(jì)的高效預(yù)應(yīng)力混凝土。我國(guó)的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)是在2O世紀(jì)5O年代發(fā)展起來(lái)的，最初試用于預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土軌枕，之后預(yù)應(yīng)力混凝土在全國(guó)范圍內(nèi)推廣。

一、公路橋梁工程中混凝土裂縫原因分析

混凝土是一種收縮性材料。較高的彈性模量和很低的抗拉強(qiáng)度，即使很小一點(diǎn)的收縮變形也會(huì)產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力。當(dāng)拉應(yīng)力超過(guò)其抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土即出現(xiàn)開(kāi)裂。材料質(zhì)量問(wèn)題引起的裂縫較常見(jiàn)的原因是水泥、砂、石等質(zhì)量不好，而且特別注意的是水泥的細(xì)度問(wèn)題和石子的含泥量問(wèn)題。水泥的細(xì)度越細(xì)，混凝土越容易開(kāi)裂。當(dāng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)出現(xiàn)不均勻沉陷，，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)物中構(gòu)件與構(gòu)件之間產(chǎn)生斜拉和剪切作用，從而使得結(jié)構(gòu)構(gòu)件開(kāi)裂 ，隨著不均勻沉降的進(jìn)一步發(fā)展，裂縫會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大這類裂縫的大小、形狀、方向取決于地基變形的情況。由于地基變形造成的應(yīng)力一般較大，因此裂縫裂縫寬度較大、多呈45度，并且通常是貫穿性的。結(jié)構(gòu)構(gòu)件斷面突變或因開(kāi)洞、留槽引起應(yīng)力集中；構(gòu)造處理不當(dāng)現(xiàn)澆主梁在擱次梁處如沒(méi)有設(shè)附加箍筋或附加吊筋以及各種結(jié)構(gòu)縫設(shè)置不當(dāng)?shù)纫蛩鼐菀讓?dǎo)致混凝土開(kāi)裂。

二、公路橋梁的施工技術(shù)

公路橋梁工程中，由于施工原因造成裂縫出現(xiàn)的因素很多?；炷临|(zhì)量好壞的一個(gè)重要標(biāo)志是成型后混凝土的均勻性和密實(shí)程度。水灰比過(guò)大、水泥或外加劑加人量過(guò)大，攪拌時(shí)間不夠、振搗不實(shí)，都可能使裂縫產(chǎn)生的直接或間接原因。鋼筋表面污染、保護(hù)層過(guò)小或過(guò)大；任意留置施工縫且不按規(guī)定處理；模板構(gòu)造不當(dāng)，漏水、漏漿、支撐剛度不足等都有可能造成混凝土開(kāi)裂。施工過(guò)程中，鋼筋表面污染，混凝土保護(hù)層太大或太小，澆灌中碰撞鋼筋使其移位等都可能引起裂縫。結(jié)構(gòu)荷載方面，結(jié)構(gòu)因承受荷載而產(chǎn)生裂縫的原因很多，施工中或使用中都可能出現(xiàn)。例如構(gòu)件早期受到震傷，拆除承重模板過(guò)早，施工荷載過(guò)大，構(gòu)件堆放、運(yùn)輸、吊裝時(shí)，墊木或吊點(diǎn)位置不當(dāng)，預(yù)應(yīng)力張拉值過(guò)大或放張不規(guī)范等，均可能產(chǎn)生裂縫。較為常見(jiàn)的是鋼筋混凝土梁、板等受彎構(gòu)件在使用荷載作用下，出現(xiàn)不同程度的裂縫。早期微裂一般不易發(fā)現(xiàn)，規(guī)范規(guī)定有些構(gòu)件允許出現(xiàn)寬度不大于0.3毫米的裂縫。但對(duì)裂縫寬度超過(guò)規(guī)范規(guī)定的，以及不允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件出現(xiàn)裂縫 ，則應(yīng)屬于有害裂縫，須加以認(rèn)真分析，慎重處理。

2.1 溫度變化引起的裂縫

混凝土與一般物質(zhì)一樣，混凝土具有熱脹冷縮的性質(zhì)，當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí)就會(huì)產(chǎn)生溫度變形 ，由此產(chǎn)生附加應(yīng)力，溫度變化產(chǎn)生的應(yīng)力往往和混凝土的干縮所引起的應(yīng)力共同作用而導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。表面溫度裂縫多緣于較大溫差。特別是大體積混凝土基礎(chǔ)在澆灌混凝土后，在硬化期間放出大量水化熱，內(nèi)部的溫度不斷上升，使混凝土表面和內(nèi)部溫差很大。當(dāng)溫差出現(xiàn)非均勻變化時(shí)，表面受到內(nèi)部混凝土的約束，將產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力，普通混凝土在空氣中硬結(jié)時(shí)，體積會(huì)發(fā)生收縮，由此而在構(gòu)件內(nèi)產(chǎn)生拉應(yīng)力，在早期混凝土強(qiáng)度較低時(shí)，混凝土收縮值最大，因此出現(xiàn)裂縫。這種裂縫只在接近表面較淺的范圍內(nèi)出現(xiàn)。深入和貫穿性的溫度裂縫多緣于結(jié)構(gòu)溫差大，以致所形成的溫度應(yīng)力或溫度變形超過(guò)混凝土當(dāng)時(shí)的抗拉強(qiáng)度或極限拉伸應(yīng)變，就會(huì)形成裂縫。結(jié)構(gòu)構(gòu)件在內(nèi)應(yīng)力的作用下，除瞬時(shí)彈性變形外 ，其變形值隨時(shí)間的延長(zhǎng)而增加的現(xiàn)象稱為徐變變形。預(yù)應(yīng)力構(gòu)件因徐變會(huì)產(chǎn)生較大的應(yīng)力損失，降低了結(jié)構(gòu)的抗裂性能。

三、預(yù)應(yīng)力混凝土的質(zhì)量控制措施

（一）確保混凝土質(zhì)量

混凝土應(yīng)保證具有設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度、良好的和易性及泌水性，且質(zhì)量均勻性要好。影響混凝土質(zhì)量的因素有配合比、攪拌、運(yùn)輸、澆注、振搗、養(yǎng)生等環(huán)節(jié)。其中混凝土配合比是控制其質(zhì)量的最重要因素，在滿足其施工要求的情形下應(yīng)盡量減少單位用水量，相應(yīng)地也減少單位水泥用量，從而減少混凝土水化熱，減少由于混凝土的徐變與收縮而引起的預(yù)應(yīng)力損失和施加預(yù)應(yīng)力之前的收縮裂縫。此外，采用現(xiàn)場(chǎng)試塊測(cè)得的早期混凝土強(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，也存在一定的問(wèn)題。試驗(yàn)表明，出現(xiàn)事故的結(jié)構(gòu)最后驗(yàn)算時(shí)，其實(shí)際強(qiáng)度均未達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得的強(qiáng)度，有時(shí)候甚至更低。

（二）重視預(yù)應(yīng)力管道安裝

預(yù)應(yīng)力管道安裝準(zhǔn)確與否直接影響到梁體的受力情況與設(shè)計(jì)是否一致，關(guān)系到橋梁施工質(zhì)量，是預(yù)應(yīng)力施工中的重點(diǎn)。在管道安裝過(guò)程中，主要需加強(qiáng)對(duì)管道定位進(jìn)行控制，避免混凝土澆筑時(shí)出現(xiàn)管道上浮及漏漿現(xiàn)象。預(yù)應(yīng)力管道安裝施工、混凝土灌筑前，要嚴(yán)格對(duì)以下要點(diǎn)進(jìn)行控制：管道位置是否正確、平順性如何、有無(wú)漏漿處、是否嚴(yán)格密封等。

（三）正確應(yīng)用扁錨和扁錨連接器

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。然而近年來(lái)部分單位為了減小截面尺寸，追求經(jīng)濟(jì)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(qǐng)專利、出標(biāo)準(zhǔn)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(zhǎng)孔道采用一端張拉工藝，問(wèn)題更加嚴(yán)重。由于扁孔本身空間小，孔道壓漿困難，無(wú)法做到孔道壓漿飽滿。建議箱梁底板、腹板、空心板梁等結(jié)構(gòu)禁止采用扁錨。對(duì)于扁錨連接器的應(yīng)用更要慎重，尤其是5孔和3孔連接器，由于設(shè)計(jì)構(gòu)造不合理會(huì)導(dǎo)致偏心受力，不宜推廣使用。

（四）合理選擇混凝土澆注后張拉時(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。

（五）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)交通部專門調(diào)查資料，已通車的公路橋梁中，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。

（六）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”鋼絞線和鋼絲，鋼絞線和鋼絲出現(xiàn)滑動(dòng)，達(dá)不到設(shè)計(jì)張拉值。斷絲指張拉鋼絞線和鋼絲時(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.夾片的硬度除了檢查出廠合格證外，在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)對(duì)其進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，有條件的最好進(jìn)行逐片復(fù)驗(yàn)；2.鋼絞線或鋼絲的直徑偏差、橢圓度、硬度指標(biāo)應(yīng)納入檢查內(nèi)容，如偏差超限，質(zhì)量不穩(wěn)定，應(yīng)考慮更換鋼絞線或鋼絲的產(chǎn)品供應(yīng)單位；3-滑絲斷絲若不超過(guò)規(guī)范允許數(shù)量，可不予處理，若整束或大量滑絲和斷絲，應(yīng)將錨頭取下，檢驗(yàn)并更換鋼束重新張拉。

（七）波紋管漏漿堵管的防治

波紋管漏漿堵管是指用通孔器檢查預(yù)應(yīng)力索孔道時(shí)發(fā)現(xiàn)管內(nèi)有堵塞或在混凝土澆筑前，索管內(nèi)先置的預(yù)應(yīng)力索抽拉不動(dòng)。波紋管漏漿堵管產(chǎn)生的可能原因有：1.波紋管接頭處脫開(kāi)漏漿，流人孔道；2.波紋管破損漏漿或在工地存放、施工過(guò)程中被踩、擠、壓癟。波紋管漏漿堵管的防治措施有：1.使用波紋管作為索管的，管材必須具備足夠的承壓強(qiáng)度和剛度，破損管材不得使用；2.波紋管連接應(yīng)根據(jù)其號(hào)數(shù)，選用配套的波紋管，連接時(shí)兩端波紋管必須擰至相當(dāng)?shù)奈恢?，然后用膠布或防水布將接頭縫隙封閉嚴(yán)密；3.澆筑混凝土開(kāi)始后，在其初凝前，應(yīng)用通孔器檢查并不時(shí)拉動(dòng)疏通，如采用預(yù)置預(yù)應(yīng)力索的措施，則應(yīng)不時(shí)拉動(dòng)預(yù)應(yīng)力鋼絞線或鋼絲束，在混凝土澆筑結(jié)束后再進(jìn)行一次通孔檢查，如發(fā)現(xiàn)堵孔，應(yīng)及時(shí)疏通；4.確認(rèn)堵孔嚴(yán)重?zé)o法疏通的，應(yīng)設(shè)法查準(zhǔn)堵孔的位置，鑿開(kāi)該處混凝土疏通索道。

（八）嚴(yán)格預(yù)應(yīng)力孔道壓漿工序

預(yù)應(yīng)力孔道壓漿有兩個(gè)重要作用：一是保護(hù)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(shí)際工程中預(yù)應(yīng)力孔道的壓漿不飽滿、不密實(shí)、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(duì)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(wèn)題，特別是漿體的水灰比，較規(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(shí)。為了防治孔道壓漿不密實(shí)，可采取以下措施：1.孔道在灌漿前應(yīng)以高壓水沖洗，除去雜物，疏通和濕潤(rùn)整個(gè)管道；2.配制高質(zhì)量的漿液，選用的水泥可用強(qiáng)度等級(jí)不低于325 MPa的普通硅酸鹽水泥，灰漿水灰比宜控制在0.1—0.45，泌水率宜小于2%，最大不應(yīng)超過(guò)3%，灰漿應(yīng)具有良好的流動(dòng)性并不易離析，可摻入適量的減水劑和微膨脹劑，但不得使用對(duì)管道和預(yù)應(yīng)力索有腐蝕作用的外摻劑，摻量和配方應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定；3.管道及排氣口應(yīng)疏通，壓漿時(shí)應(yīng)從低處往高處壓，待高處的孔眼冒溢濃漿后，堵住排氣口持荷繼續(xù)加壓，待泌水流光后，再塞住孔口；4.對(duì)孔道較長(zhǎng)或第一次壓漿不夠理想的，可進(jìn)行二次壓漿，二次壓漿應(yīng)在第一次壓漿初凝后進(jìn)行。

四、結(jié)語(yǔ)

為適應(yīng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，緩解交通問(wèn)題給人們生產(chǎn)生活帶來(lái)的不便，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍將更加廣闊，因此必須加強(qiáng)提高預(yù)應(yīng)力技術(shù)水平的科研工作。預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁預(yù)制安裝施工質(zhì)量直接影響橋梁質(zhì)量、使用壽命和營(yíng)運(yùn)安全，務(wù)必引起廣大從業(yè)人員的高度重視，切實(shí)抓好每道工序、每個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，確保橋梁梁板預(yù)制安裝工程的質(zhì)量。