浅析预应力混凝土桥梁施工质量的控制
2017-01-03
近年来，为适应我国经济的发展，缓解交通问题给人们生产生活带来的不便，预应力混凝土结构的桥梁应用范围不断扩大，因此必须加强提高预应力技术水平的科研工作。
1、影响预应力混凝土桥梁施工质量的因素
(1)混凝土材料。结构参数是结构施工控制中模拟分析的基础资料，其准确性直接影响分析结果的准确性。结构参数主要包括：结构构件截面尺寸、结构材料弹性模量、材料容重、材料热膨胀系数、施工荷载和预应力。
(2)施工控制。施工控制是为施工过程服务的，反过来施工的好坏有直接影响控制目标的实现。除要求施工工艺符合规范要求外，在施工控制中必须考虑到施工条件的非理想化而带来的结构制作、安装等方面的误差所带来的影响，使施工状态保持在控制之中。
(3)结构计算分析模型。无论采用什么分析方法和手段，总要对实际桥梁结构进行简化和建立计算模型。这种简化的计算模型与实际情况之间存在着差异，包括这种假定：边界条件处理，计算模型本身的精度等。控制中需要在方面做大量的工作，必要时还要进行专门的实验研究，使计算模型所产生的影响降到最低限度。
(4)温度变化。温度变化对桥梁结构的受力与变形影响很大，这种影响随温度的改变而改变，如果施工控制中忽视了该项因素，就必然难以得到结构的真实状态数据，从而也难保证控制的有效性，所以，必须考虑温度变化的影响。
(5)混凝土收缩。混凝土收缩能使混凝土产生内应力，导致路面或桥梁结构发生变形，甚至裂缝，从而降低其强度和刚度。此外收缩还能使混凝土内部产生内应力或微裂缝，破坏混凝土的结构，降低混凝土的耐久性。对预应力混凝土结构，由于混凝土收缩，会产生应力损失。在大跨径桥梁施工中这种影响比较突出，施工控制中予以认真研究，以期采用合理的符合实际的徐变参数和计算模型。
2、加强预应力混凝土桥梁施工质量控制的措施
(1)混凝土浇筑质量控制。混凝土应保证具有设计要求的强度、良好的和易性，且质量均匀性要好。预应力混凝土要求采用高强度混凝土，其原因首先是采用与高强预应力筋相匹配的高强混凝土可以充分发挥材料的强度，从而能够有效减小构件截面尺寸和自重，以适应大跨径的要求；其次是高强混凝土具有较高的弹性模量，从而具有更小的弹性变形和与强度有关的塑性变形，可以减少预应力损失；此外，高强混凝土具有更高的抗拉强度、局部承压强度及与钢筋的粘结力，故可推迟构件正截面和斜截面裂缝的出现，有利干预应力筋的锚固。预应力混凝土不仅应高强而且还要早期高强，以便早期施加预应力，提高构件的生产效率和设备的利用率。
以外，配制高强度混凝土还要注意选择水泥品种和强度等级，必须使用高强度等级水泥，一般水泥强度等级不低于混凝土强度等级的1.2倍,同时宜采用普通硅酸盐水泥。由于矿渣水泥的早期强度低、干缩性大,一般不宜采用。火山灰水泥不仅早期强度低，而且收缩率大，所以不能采用。还要注意的是，必须注意加强养护才能保证混凝土达到高强度。
(2)预应力管道安装质量控制。预应力管道安装准确与否直接影响到梁体的受力情况与设计是否一致，关系到桥梁施工质量，是预应力施工的重点。波纹管外观应清洁，内外表面无油渍、无引起锈蚀的附着物，无空洞和不规则的折皱，咬口无开裂、无脱扣。预应力管道的安装必须注意端头预埋钢板应与波纹管孔道中心线垂直。并应满足两项基本要求：一是在外荷载的作用下，有抵抗变形的能力；二是在浇筑混凝土的过程中，水泥浆不能渗入管内。波纹管安装时，宜事先按设计图中预应力筋的曲线坐标在侧模板上弹线，以波纹管底为准，定出波纹管曲线位置；也可以梁底模板为基准，按预应力筋曲线坐标，直接量出相应点的高度，标在箍筋上，定出波纹管曲线位置。波纹管的固定，可采用钢筋托架间距为600mm。钢筋托架应上，箍筋下面要用垫块垫实。
(3)预应力锚具质量控制。扁锚多应用于结构截面尺寸受到限制或构造连接等特定条件下。由于扁锚的张拉工艺是采用逐根张拉，整体张拉设备技术不成熟，导致钢绞线受力不均匀。采用扁波纹管留孔，扁孔空间很小，孔道摩阻力大，特别是超长孔道采用一端张拉工艺，问题更严重。由于扁孔本身空间小，孔道压浆困难，无法做到孔道压浆饱满。建议箱梁底板、腹板、空心板梁等结构禁止采用扁锚。对于扁锚连接器的使用更要慎重，尤其是5孔和3孔连接器，由于设计构造不合理会导致偏心受力，不宜推广使用。
(4)预应力张拉质量控制。国内现浇大跨度预应力连续梁底梁板预应力束一般采用一端张拉的工艺。根据国内外相关规定：跨度大于30M的预应力桥梁，均要求采用两端对称张拉工艺，才能保证跨中有效预应力和抵抗弯矩的建立；否则会导致跨中承载力不足，而产生正截面裂缝。
(5)预应力孔道压浆质量控制。压浆前的准备工作：首先按要求拉力对钢铰线束进行张拉后，割切锚外钢绞线，切后的余留长度不宜小于3cm。锚具周围的钢绞线间隙和孔洞，应予以填封，以防止冒浆。再用无油脂压缩空气机将每个装有预应力钢绞线的孔道吹干净。压浆前，压力表在使用前应进行校正。压浆工艺：①压浆水泥宜采用硅酸盐水泥或普通水泥，水泥强度等级不宜低于42.5，水灰比宜为0.40～0.45，水泥浆稠度宜控制在14～18之间。②压浆时，自上，顺序进行。对于曲线段应从低点的压浆孔压入，由高点的排气孔排气和泌水。压浆应缓慢、均匀地进行，不得中断，并将所有最高点的排气孔依次打开或关闭，使孔道内排气畅通。③压浆应就使用活塞式压浆泵，压浆的最大压力宜为0.5～0.7Mpa；压浆应达到孔道另一端饱满和出浆，并应达到排气孔排出与规定稠度相同的水泥浆为止。为保证管道内充满灰浆，关闭出浆口后，应保持不小于0.5Mpa的一稳压期，该稳压期不宜小于2min。④压浆每—个工作班应留取不少于3组的试件，标准养护28d，检查其抗压强度，作为评定水泥浆质量的依据。压浆过程中应做好记录，包括压浆日期、作业时间、温度、水灰比和所使用的外加剂、压浆压力以及压浆过程中所发生的异常情况等，以便质量追溯。封端混凝土强度，应符合设计规定，浇筑封端混凝土时，要认真插捣，使锚具处的混凝土密实。封端混凝土浇筑终凝后，应及时浇水养护。
3、结语
总之，预应力混凝土桥梁预制安装施工质量直接影响桥梁的质量、使用寿命和营运安全，务必引起广大从业人员的高度重视，切实抓好每道工序、每个环节的质量控制，确保桥梁梁板预制安装工程的质量。
参考文献：
[1]李毅.预应力混凝土桥梁施工质量问题研究[J].科技创新导报，2011年 第09期
[2]陶俊.预应力混凝土桥梁施工质量探讨[J].硅谷，2009年 第02期
