胡多雷 中國鐵路上海局集團有限公司上海華東鐵路建設(shè)監(jiān)理有限公司

1 工程簡介

杭紹臺鐵路監(jiān)理II 標項目部（上海華東監(jiān)理）管內(nèi)的上大江特大橋上跨新建高速公路，設(shè)計采用（32+48+32）m 連續(xù)梁通過懸臂澆筑的方式上跨。梁面全長為113.50 m，橋面寬12.60 m，連續(xù)梁采用懸臂菱形掛籃式進行施工，梁體為單箱單室、等高度箱梁、底板、腹板、頂板局部向內(nèi)側(cè)加厚。施工過程中，上海華東監(jiān)理按照杭紹臺鐵路公司及相關(guān)規(guī)范、驗標要求，實行了一系列針對預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁施工病害監(jiān)理手段，以標準化施工為抓手，圍繞"二強制、三管控"管理措施，取得了顯著成效。

2 預(yù)應(yīng)力施工

預(yù)應(yīng)力張拉施工工藝流程見圖1。

圖1 預(yù)應(yīng)力張拉施工工藝流程圖

本橋連續(xù)梁為縱橫向預(yù)應(yīng)力體系，縱采1×7-15.2-1860-GB/T5224-2014 與 1×13-15.2-1860-GB/T5224-2014 預(yù)應(yīng)力鋼絞線，7-15.2 每束錨下張拉控制應(yīng)力為1302.0 MPa；13-15.2 每束錨下張拉控制應(yīng)力為1 250 MPa，錨固體系采用自錨式拉絲體系，張拉采用與之配套的機具，管道采用鍍鋅金屬波紋管成孔，合龍段處金屬波紋管采用增強型，其他采用標準型；橫向鋼絞線錨固體系采用BM（P）15-5 錨具及配套的支承墊板。張拉體系采用YDC400Q 型千斤頂，管道采用內(nèi)徑70 mm×19 mm 扁形鍍鋅金屬波紋管。

3 預(yù)應(yīng)力施工病害分析及監(jiān)理控制

據(jù)國內(nèi)外橋梁事故案列分析顯示，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁預(yù)應(yīng)力管道壓漿不飽滿、預(yù)應(yīng)力損失大是影響梁體壽命的主要因素。因為預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力筋通常隱蔽在混凝土梁體內(nèi)，后期無法有效對其進行排查與養(yǎng)護，并且預(yù)應(yīng)力筋長期處于高壓工作狀態(tài)，有時并無表象出現(xiàn)即會發(fā)生脆斷，極其危險。因此預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)施工監(jiān)理過程控制尤為重要，為此，監(jiān)理把原材料及半成品質(zhì)量、張拉設(shè)備與設(shè)施、預(yù)應(yīng)力材料制作與安裝、預(yù)應(yīng)力張拉、孔道壓漿與封錨作為質(zhì)量控制關(guān)鍵點。

3.1 預(yù)應(yīng)力原材料及半成品質(zhì)量監(jiān)理控制

預(yù)應(yīng)力原材料及半成品質(zhì)量是預(yù)應(yīng)力施工病害控制的源頭。預(yù)應(yīng)力材料經(jīng)施工單位及監(jiān)理檢測合格后方可進場使用，同時加強對預(yù)應(yīng)力材料的保管。在現(xiàn)場施工過程中，現(xiàn)場監(jiān)理嚴格材料質(zhì)量及現(xiàn)場保管雙控機制，有效規(guī)避預(yù)應(yīng)力病害。

3.1.1 預(yù)應(yīng)力筋

預(yù)應(yīng)力筋經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理檢測合格后方可進場，并嚴格施工過程中的安裝與存放，確保其通風(fēng)良好，做好上鋪下墊，外部采用防水篷布包裹密實，防止預(yù)應(yīng)力筋銹蝕。

預(yù)應(yīng)力筋在使用前應(yīng)進行檢查，現(xiàn)場監(jiān)理應(yīng)對其表面腐蝕嚴重或者預(yù)應(yīng)力筋有損傷，表面出現(xiàn)斑疤、裂縫及彎折時嚴禁使用。

現(xiàn)場監(jiān)理在后張法預(yù)應(yīng)力筋張拉到控制應(yīng)力錨固后因滑絲或錨下墊板破損，預(yù)應(yīng)力筋必須重新張拉時，預(yù)應(yīng)力筋已受到損傷，必須要求施工單位重新更換。

3.1.2 錨具、夾片

錨具、夾片進場前項目部實驗室與現(xiàn)場監(jiān)理進行抽樣送檢并對進場材料進行外觀檢查，外觀檢查合格后材料統(tǒng)一堆碼存放，如表面有裂紋或夾片、錐孔有裂紋時，嚴禁進場。夾片因保存不當(dāng)或張拉滑絲后重新張拉時，內(nèi)表面凸牙被損傷，應(yīng)作報廢處理（見圖2）。

圖2 現(xiàn)場錨具存放

3.1.3 制孔材料

金屬波紋管應(yīng)按照要求妥善存放，避免受重壓、油污或化學(xué)品污染或者高溫?zé)齻冃?。在使用前現(xiàn)場監(jiān)理要做外觀檢查，使用過程中，金屬波紋管存在咬口開裂、變形嚴重不能滿足使用要求時，應(yīng)做報廢處理（見圖3）。

圖3 現(xiàn)場金屬波紋管存放

3.2 預(yù)應(yīng)力設(shè)備、設(shè)施

張拉設(shè)備、設(shè)施直接影響張拉的準確性?，F(xiàn)場監(jiān)理在施工前檢查張拉設(shè)備完好、設(shè)施標準齊全，張拉過程嚴格按照方案及簡算進行張拉，確保預(yù)應(yīng)力張拉數(shù)據(jù)準確。

3.2.1 張拉設(shè)備

在張拉前，監(jiān)理方要求施工單位對張拉設(shè)備進行校驗，張拉千斤頂每月校正一次且張拉次數(shù)不得超過200 次，壓力表精度不低于1.0 級，檢定周期為1 周，當(dāng)使用0.4 級時，檢定有效期可為1 個月。為保證張拉設(shè)備的準確性，規(guī)避預(yù)應(yīng)力病害風(fēng)險，監(jiān)理發(fā)現(xiàn)存在下列情況時，應(yīng)重新校驗張拉設(shè)備：

（1）張拉油壓表指針受損或無法指零；

（2）千斤頂更換內(nèi)部油壓部件、設(shè)備修復(fù)后的測力儀表或更換油的規(guī)格；

（3）千斤頂出現(xiàn)嚴重漏油，或油缸無法正常伸縮時；

（4）預(yù)應(yīng)力鋼絞線出現(xiàn)連續(xù)崩斷；

3.2.2 張拉設(shè)備各部件與錨具配套問題

施工前監(jiān)理應(yīng)檢查夾片式錨具的限位板和工具錨，原則應(yīng)采用與工作錨具同一家的配套產(chǎn)品。同時現(xiàn)場監(jiān)理還應(yīng)注意以下問題：

（1）工作錨和工具錨混用，反復(fù)使用后的夾片產(chǎn)生內(nèi)傷肉眼不易發(fā)現(xiàn)，張拉時錨固不牢，造成整束滑動或滑絲等質(zhì)量問題。

（2）限位板與工作錨具不配套，特別是限位刻槽的深度（通常為7 mm～8 mm）是一個關(guān)鍵數(shù)據(jù)，與鋼絞線的直徑有直接關(guān)系，必須嚴格依照產(chǎn)品的相關(guān)說明選取。

3.2.3 預(yù)應(yīng)力施工設(shè)施

現(xiàn)場監(jiān)理應(yīng)在預(yù)應(yīng)力施工時考慮，預(yù)應(yīng)力施工無工作平臺、人員通道等情況，以上問題不只是存在安全隱患，關(guān)鍵是施工質(zhì)量不能得到保證，現(xiàn)場技術(shù)人員、質(zhì)檢人員及監(jiān)理旁站不能有效履行職責(zé)，存在問題不能及時發(fā)現(xiàn)。在監(jiān)理檢查過程中應(yīng)首先檢查預(yù)應(yīng)力設(shè)施的工作環(huán)境，在施工設(shè)施不完善、作業(yè)場所不足的，監(jiān)理應(yīng)要求施工整改，符合要求方可開始作業(yè)（見圖4）。

圖4 工作平臺

3.3 預(yù)應(yīng)力制作和安裝

在施工監(jiān)理過程中，預(yù)應(yīng)力管道和預(yù)應(yīng)力筋的安裝質(zhì)量是監(jiān)理管控過程的重點。嚴格監(jiān)理，把控各個張拉環(huán)節(jié)步驟及規(guī)范施工管理，可以有效規(guī)避預(yù)應(yīng)力施工過程中的質(zhì)量缺陷。

3.3.1 預(yù)應(yīng)力孔道定位不準、不牢，澆筑后偏位

預(yù)應(yīng)力預(yù)留孔道位置準確性，是預(yù)應(yīng)力施工監(jiān)理的重點。在施工預(yù)應(yīng)力張拉時，當(dāng)預(yù)應(yīng)力孔道位置與設(shè)計發(fā)生較大偏差，甚至超出設(shè)計和規(guī)范允許范圍，預(yù)應(yīng)力筋位置就會發(fā)生變化，將會對箱梁板強度產(chǎn)生嚴重影響（見圖5）。

圖5 預(yù)應(yīng)力孔道安裝定位

3.3.2 管道不通順、雜物不清理不及時

預(yù)應(yīng)力施工過程中，要嚴禁混凝土漿液流入管道造成管道堵塞，從而導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力筋無法穿入或預(yù)應(yīng)力筋因管道堵塞、摩阻力加大，張拉質(zhì)量無法保證。喇叭口內(nèi)雜物影響鋼絞線的發(fā)散角和孔口的摩阻，從而影響喇叭口內(nèi)的壓漿質(zhì)量，就會在漿體和喇叭口之間形成一個隔離層。

3.3.3 漏裝排氣、排水孔

排氣、排水孔也是監(jiān)理過程一個重要環(huán)節(jié)，它對保證壓漿質(zhì)量至關(guān)重要，對超長管道要設(shè)置中間排氣孔，管道駝峰處也應(yīng)該設(shè)置排氣孔。即使設(shè)計圖紙中沒有要求，監(jiān)理也應(yīng)該參照橋涵施工技術(shù)規(guī)程、驗標等要施工單位設(shè)置，從而保證混凝土施工質(zhì)量（見圖6）。

圖6 上大江特大橋0#塊段排氣孔制作安裝

3.4 預(yù)應(yīng)力張拉

3.4.1 未履行摩阻試驗、張拉力和伸長量調(diào)整

上大江特大橋（32+48+32）m 連續(xù)梁張拉前，提前預(yù)制張拉試驗梁，監(jiān)理會同第三方共同對張拉試驗梁與箱梁孔道摩阻損失、喇叭口損失和錨口損失進行檢測試驗，并根據(jù)實測結(jié)果要求施工單位對張拉控制應(yīng)力進行調(diào)整，根據(jù)實測管道摩阻計算預(yù)應(yīng)力筋理論伸長值（見圖7）。

圖7 現(xiàn)場鋼絞線張拉

3.4.2 張拉時選擇的初應(yīng)力值σ0不合適

現(xiàn)場監(jiān)理重點對初始應(yīng)力大小進行檢測，當(dāng)初始應(yīng)力偏小時預(yù)應(yīng)力筋未被拉緊，會出現(xiàn)非受力變形，導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力鋼絞線受力不均，個別鋼絞線可能存在伸長值或大或小現(xiàn)象，使梁體預(yù)應(yīng)力實際效果無法達到設(shè)計標準。

預(yù)應(yīng)力鋼束受力不均，致使張拉完成后測量的實際伸長值偏差較大（偏大）。

σ0的確定方法：根據(jù)現(xiàn)場摩阻試驗報告及設(shè)計單位意見，項目部將初始應(yīng)力值控制為20%，后經(jīng)監(jiān)理單位與現(xiàn)場技術(shù)主管繪制張拉過程曲線，根據(jù)曲線中直線段的起點，對應(yīng)的應(yīng)力為σ0選定為20%。

現(xiàn)場監(jiān)理對各預(yù)應(yīng)力安裝設(shè)備及配件進行檢查，方法如下：

方法一：工作錨不安裝夾片，用張拉千斤頂對鋼絞線預(yù)拉至σ0，然后放松，減少鋼束的非受力變形，再卸頂、安裝工作錨夾片、裝頂，進行正常張拉；

方法二：張拉千斤頂安裝就位后，在張拉千斤頂尾部用小型穿心千斤頂逐根張拉，循環(huán)調(diào)整各束鋼絞線應(yīng)力值至σ0，再進行正常張拉。

3.4.3 張拉力與錨下控制力混淆

錨外張拉控制應(yīng)力直接采用錨下控制應(yīng)力，沒有考慮錨下應(yīng)力損失（喇叭口和錨圈口應(yīng)力損失合計約為5%～6%，根據(jù)實測調(diào)整）。相反的情況也存在，設(shè)計張拉控制應(yīng)力已經(jīng)考慮喇叭口和孔口損失，但在實際施工過程中又增加了此部分摩阻，造成預(yù)應(yīng)力比設(shè)計值偏大。

預(yù)應(yīng)力不足，導(dǎo)致運營期出現(xiàn)裂紋，鋼筋、預(yù)應(yīng)力筋銹蝕，影響耐久性。

預(yù)應(yīng)力不足，混凝土收縮徐變，梁體下?lián)?，對無砟軌道影響更大。

預(yù)應(yīng)力過大，梁體上撓偏大，影響軌道工程。

當(dāng)出現(xiàn)以上情況時，現(xiàn)場監(jiān)理應(yīng)要求施工單位停止張拉，找出原因后制定整改措施。

3.4.4 預(yù)應(yīng)力實際伸長值與設(shè)計值偏差超標，未查明原因，資料造假

現(xiàn)場監(jiān)理過程中經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)張拉伸長值不達標，施工單位也不查找原因，隨意變更張拉力，使之無法確定梁體實際預(yù)應(yīng)力度。鋼絞線伸長值超出設(shè)計范圍，無實際控制措施，有可能導(dǎo)致梁體受力過大。鋼絞線伸長值超出允許總體伸長量的6%時，預(yù)應(yīng)力度無法滿足設(shè)計要，導(dǎo)致梁體受力不明。

經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理與施工分析發(fā)現(xiàn)，造成伸長值偏差超標原因很多，主要應(yīng)注意以下幾點：

（1）張拉設(shè)備的有效性，張拉千斤頂和油表使用中沒有對應(yīng)；

（2）預(yù)應(yīng)力筋的實測彈性模量與設(shè)計之間的存在誤差；

（3）預(yù)應(yīng)力管道存在堵塞、偏位；

（4）預(yù)應(yīng)力筋中有滑絲、斷絲情況；

（5）絞線存在纏繞現(xiàn)象，受力不均，導(dǎo)致伸長量增加。

3.4.5 兩端張拉不同步，導(dǎo)致應(yīng)力損失

上大江特大橋連續(xù)梁采用兩端張拉，施工前檢查項目對工人技術(shù)交底是否全面，符合現(xiàn)場施工要求，現(xiàn)場監(jiān)理過程中，嚴格按交底控制操作流程，如因操作原因不規(guī)范，導(dǎo)致兩端張拉速度不同步，監(jiān)理應(yīng)時刻檢查張拉兩端鋼絞線伸長值，如果存在不一致時，就會造成一端張拉過快，先達到張拉控制應(yīng)力，而另一端被動達到控制應(yīng)力，使得張拉速度較慢的千斤頂由于受到被動壓力，張拉力和壓力表就會發(fā)生誤差。

3.4.6 隨意超張帶來質(zhì)量危害

（1）現(xiàn)場監(jiān)理應(yīng)按設(shè)計要求對張拉施工中各管道張拉順序進行復(fù)核，嚴禁施工人員隨意更換管道張拉順序，造成梁體齊拱不均、側(cè)偏等現(xiàn)象。

（2）現(xiàn)場監(jiān)理應(yīng)防止施工單位隨意增加控制應(yīng)力造成梁體超張拉，使之鋼絞線伸長量過大，造成超張拉后的預(yù)應(yīng)力鋼絞線實際應(yīng)力超過設(shè)計應(yīng)力值，使梁體預(yù)應(yīng)力增大，反拱度變化增大，超張拉過大時，可能造成梁體出現(xiàn)裂縫，甚至導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力鋼絞線崩斷。當(dāng)預(yù)應(yīng)力鋼絞線松弛損失較大，張拉過程中預(yù)應(yīng)力未達到設(shè)計要求，但伸長值滿足設(shè)計伸長量時，為彌補松弛損失后引起的預(yù)應(yīng)力不足等情況，可按照設(shè)計和規(guī)范進行超張拉。

3.5 預(yù)應(yīng)力壓漿與封錨

在現(xiàn)場監(jiān)理過程中，因為施工人員技術(shù)水平和責(zé)任心、原材料不合格、設(shè)備落后、工藝控制不嚴謹?shù)染锌赡茉斐深A(yù)應(yīng)力壓漿問題的產(chǎn)生，進而出現(xiàn)預(yù)應(yīng)力病害，減低橋梁的耐久性。因此，壓漿質(zhì)量控制是避免預(yù)應(yīng)力病害的有效途徑，現(xiàn)場監(jiān)理嚴格進行旁站并做好相關(guān)記錄、影像資料留存（見圖 8）。

圖8 上大江特大橋0#快管道壓漿

3.5.1 為了有效規(guī)避因壓漿產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力病害，監(jiān)理應(yīng)重點管控的方面

（1）計量問題：計量設(shè)備精度不夠或未檢定，現(xiàn)場監(jiān)理應(yīng)禁止進場。原材料計量不準確，造成漿體不合格，泌水率和膨脹率等指標不達標，是出現(xiàn)孔道不飽滿的主要原因之一。

（2）管道壓漿劑（料）質(zhì)量：實際施工用的管道壓漿劑與做配合比試驗時用的不是同一種產(chǎn)品，致使生產(chǎn)的管道壓漿料性能指標不達標，特別是泌水率和膨脹率等指標不達標，造成漿體回縮大，出現(xiàn)空洞，現(xiàn)場監(jiān)理與試驗監(jiān)理應(yīng)聯(lián)合對預(yù)應(yīng)力管道壓漿料進行檢查，不達標嚴禁壓漿。

（3）是否有效持壓：出漿端沒有持壓閥門，以木楔、鋼筋頭、棉紗等代替的現(xiàn)象，不能實現(xiàn)有效持壓，以上情況現(xiàn)場監(jiān)理應(yīng)做必要檢查。

3.5.2 改善壓漿質(zhì)量的監(jiān)理控制

（1）循環(huán)壓漿法：普通壓漿劑也可以采取循環(huán)壓漿法，來改善壓漿質(zhì)量。在實際施工中，在孔道出漿端用軟管將流出的漿液引入壓漿機的儲料罐內(nèi)，在壓入孔道，周而復(fù)始地循環(huán)，將孔道內(nèi)的氣體、雜物、泌水等帶出孔道，壓漿質(zhì)量的到保證。

（2）增加排氣管：預(yù)應(yīng)力管道安裝時，應(yīng)預(yù)先將腹板束、頂板束在0 號段中心處、管道最高點設(shè)置排氣管，以利于排氣，保證壓漿質(zhì)量。

（3）橫向預(yù)應(yīng)力管道壓漿控制：本橋橫向預(yù)應(yīng)力管道均為單端張拉，漿體回縮，易形成空腔，可以將橫向預(yù)應(yīng)力的出漿、壓漿管露出混凝土面0.8 m 以上為好，將其架立，觀察漿體的回縮，及時補將。

（4）推廣使用自動化程度高的預(yù)應(yīng)力施工設(shè)備：壓漿設(shè)備自動化程度低，原材料計量不準，是影響壓漿質(zhì)量的一個重要因素，推廣先進的、自動化程度較高的壓漿設(shè)備勢在必行。

（5）推進預(yù)應(yīng)力施工專業(yè)化班組的建設(shè)，實現(xiàn)標準化作業(yè)：在施工過程中，多數(shù)工點張拉壓漿作業(yè)并不連續(xù)，任務(wù)不飽滿，人員臨時從鋼筋班、模板班等借用拼湊，達不到專業(yè)化、標準化的要求。建議全標段連續(xù)梁張拉壓漿工作集中由一個架子隊實施，做好技術(shù)交底，相信現(xiàn)場的質(zhì)量控制可以得到保證。

4 結(jié)束語

杭紹臺鐵路上大江特大橋連續(xù)梁施工目前已經(jīng)接近尾聲，從現(xiàn)場監(jiān)理反饋的施工質(zhì)量、預(yù)應(yīng)力張拉及安全管控情況看，效果是比較理想的。按以往經(jīng)驗可知，現(xiàn)澆連續(xù)梁施工質(zhì)量缺陷大多因預(yù)應(yīng)力損失及管道壓漿不飽滿造成鋼絞線銹蝕引起。因此，在杭紹臺鐵路上大江特大橋連續(xù)梁施工過程中，上海華東監(jiān)理在現(xiàn)場施工管控過程中，重點對可能會影響預(yù)應(yīng)力混凝土施工質(zhì)量的因素進行把控，同時，提高現(xiàn)場自身監(jiān)理人員業(yè)務(wù)水平、履職能力，做好混凝土預(yù)應(yīng)力施工過程數(shù)據(jù)記錄、影像資料留存及現(xiàn)場問題的分析與解決，確保每一個環(huán)節(jié)符合設(shè)計要求。同時也要求施工單位提高自檢能力，提升質(zhì)量安全意識，強化預(yù)應(yīng)力橋梁施工過程控制，只有這樣能夠有效保證預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁施工質(zhì)量，進而避免預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁施工病害發(fā)生。