预应力混凝土桥梁施工质量控制

预应力混凝土桥梁施工质量控制

摘要：预应力混凝土以其承载能力高,在桥梁建设中被广泛应用。本文对预应力混凝土桥梁施工质量控制等方面的内容进行了分析与探讨。
关键词：预应力；混凝土桥梁；施工质量；控制

        1  预应力混凝土结构的优缺点
        预应力混凝土结构与钢筋混凝土结构相比，具有下列主要优点：①改善使用阶段的性能。受拉和受弯构件中采用预应力，可延缓裂缝出现并降低较高荷载水平时的裂缝开展宽度；采用预应力，也能降低甚至消除使用荷载下的挠度，因此，可跨越大的空间，建造大跨结构。②提高受剪承载力。纵向预应力的施加可延缓混凝土构件中斜裂缝的形成，提高其受剪承载力。③改善卸载后的恢复能力。混凝土构件上的荷载一旦卸去，预应力就会使裂缝完全闭合，大大改善结构构件的弹性恢复能力。④提高耐疲劳强度。预应力作用可降低钢筋中应力循环幅度，而混凝土结构的疲劳破坏一般是由钢筋的疲劳（而不是由混凝土的疲劳）所控制的。⑤能充分利用高强度钢材，减轻结构自重。在普通钢筋混凝土结构中，由于裂缝和挠度问题，如使用高强度钢材，不可能充分发挥其强度。⑥可调整结构内力。将预应力筋对混凝土结构的作用作为平衡全部和部分外荷载的反向荷载，成为调整结构内力和变形的手段。
        预应力混凝土结构存在的缺点：①工艺较复杂，质量要求高，因而需要配备一支技术较熟练的专业队伍。②需要有一定的专业设备，如张拉机具、灌浆设备等。③预应力反拱不易控制，它将随混凝土的徐变增加而加大，可能影响结构使用效果。④预应力混凝土结构的开工费用较大，对于跨径小、构件数量少的工程，成本较高。
        2  施工质量控制内容及影响因素
        2.1 预应力材料的质量控制  严把材料质量关，采用信誉好质量好的厂家产品。产品要有出厂合格证，质量检测报告，对到场材料进行检验，其强度、刚度、严密性及螺旋压接缝咬合牢度等各项指标均达到质量标准方可使用。加强对波纹管的保护减少对其损伤。减少电焊作业。在普通钢筋骨架成型后再铺设波纹管，用振捣棒振捣混凝土时，要避开波纹管，波纹管接头。用大一号规格的波纹管作套管，套管长20-30cm。管道接头在套管内要对口、居中。两端的环向缝隙用胶带封闭严密。
        2.2 预应力张拉前的准备工作  对力筋施加预应力之前，应对构件进行检验，外观尺寸应符合质量标准要求。张拉时，构件混凝土强度应符合设计要求；设计无要求时，不应低于设计强度等级值的75%。当块体拼装构件的竖缝采用砂浆接缝时，砂浆强度不低于15MPa。对预留孔道应用通孔器或压气、压水等方法进行检查。端部预埋铁板与锚具和垫板接触的焊渣、毛刺、混凝土残渣等应清除干净。应采用先穿束的方法时用压气、压水较好。钢筋穿束前，螺丝端杆的丝扣部分应用水泥袋纸等包缠2-3层，并用细铁丝扎牢；钢丝束、钢绞线束、钢筋束等穿束前，将一端找齐平，顺序编号。对于较长束，应套上穿束器，由引线及牵引设备从另一端拉出。对于夹片式锚具，上好的夹片应齐平，在张拉前并用钢管捣实。预应力筋的张拉顺序应符合设计要求。 
        2.3 施工控制影响因素  桥梁施工控制的主要目的是使施工实际状态最大限度地与理想设计状态（线性和受力）相吻合。要实现上述目的，就必须全面了解可能使施工状态偏离理论设计状态的因素，以便施工实际有的放矢的有效控制。        ①结构参数。结构参数是控制中结构施工模拟分析的基本资料，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、施工荷载和预应力或索力。②施工工艺。施工控制是为施工服务的，反过来，施工的好坏又直接影响控制目标的实现。除要求施工工艺必须符合控制要求外，在施工控制中必须计入施工条件非理想化而带来的结构制作、安装等方面的误差，使施工状态保持在控制之中。③施工监测。检测是桥梁施工监控的最重要手段之一。检测包括应力检测、变形监测。
        因测量仪器、仪器安装，测量方法数据采集、环境情况等存在误差、所以，结构监测总是存在误差。
        3  预应力混凝土施工工序
        预应力混凝土施工流程：锚具及钢绞线检验合格→预应力梁底模安装→非预应力钢筋安装→按设计坐标及高程焊接波纹管定位支架→安装波纹管及排气管→安装锚垫板及螺旋筋→预应力工程隐蔽验收→浇筑混凝土并养护→钢绞线下料编束→预应力钢绞线穿束→拆除模板→张拉设备及仪表配套校验→安装锚板及夹片→安装千斤顶→预应力筋张拉锚固→张拉质量检验→预应力孔道压浆→切除多余长度钢绞线→封堵锚具孔→转入下道工序施工。
        其中预应力孔道压浆宜在预应力束张拉完毕后尽早进行，一般预应力混凝土构件，在张拉完毕，停10小时左右，观察预应力钢材和锚具稳定后，即可进行。
        4  控制施工质量的要点
        ①张拉前检查混凝土抗压强度，要求不低于C40级，张拉时严格按照设计要求和有关规范执行。张拉采用双控，即应力控制和伸长量控制。②施工中如因千斤顶工具式夹片磨损造成夹持不紧，出现滑丝，处理方法为压力机立即回油，更换工具式夹片，检查锚具锥孔与夹片间是否有杂物，清除锚垫板喇叭口内混凝土重新张拉。如果仍有滑丝现象，则应对钢绞线、锚具进行重新检测，对千斤顶油压表进行重新标定，确保今后万无一失。③由于波纹管破损而漏浆，造成钢绞线与混凝土握裹，引起摩擦力过大。处理方法：反复多次张拉并持荷一段时间，以克服摩擦力过大的影响，预制T梁时应注意及时清孔。④由于孔道摩阻而使伸长量偏小，处理方法：在开始张拉时把钢绞线拉到5.0MPa，再回油至油压表读数为零，然后分级张拉，并按规范要求进行超张拉，这样得出的张拉伸长值满足设计要求。⑤张拉过程中随时观测梁的上拱度和梁体的侧向变形，避免梁体变形过大而产生裂纹，并及时观测各项数据，以便今后设计、施工时作，做到心中有数。
        5  结束语
        预应力张拉工艺是桥梁预应力构件施工的重要环节。特别是张拉应力及伸长量的控制，会直接影响预应力结构使用寿命，因此在预应力施工中，要充分做好张拉前的准备工作，在张拉过程中不要盲目追求数量，一定要按技术规范操作，以确保工程质量。
参考：
[1]杨宗放.预应力混凝土施工[M].北京：建筑出版社，2002. 

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