桥梁工程中预应力混凝土的施工质量控制

郝杰

摘要：预应力混凝土的质量直接关系着桥梁的结构安全和耐久性，耐久性差不仅增加了使用过程中的维护费用，同时也影响了桥梁的使用寿命。本文针对这些方面进行了详细探讨，对质量控制和影响耐久性的因素进行了深入挖掘，并提出了一套行之有效的控制措施和方法，更好的促进预应力混凝土的应用和发展。

关键词：预应力混凝土；桥梁质量控制；耐久性

1 、影响预应力混凝土桥梁施工质量的因素

1.1 同断面有效预应力大小和不均匀度

在预应力混凝土桥梁施工时，往往容易因为施工粗糙导致张拉控制应力的大小与设计值相差太大。如果预应力值太小，那么预应力度不能够满足要求，进而造成结构开裂或下挠；如果预应力值太大，则容易使预应力筋破裂，造成结构变形过大，甚至出现裂纹。张拉过程采用“双控法”控制预应力时，由普通压力表控制预应力的大小。在一般情况下，“双控法”只要按相关规定进行施工是可以满足精度要求的，但是实际施工条件比较复杂，当现场施工条件与压力表标定条件相差太大时容易产生误差。施工现场所用的机具如油泵、压力表和千斤顶应该整体标定，但实际施工过程中可能只标定压力表和千斤顶，产生比较大的误差，最终导致张拉力偏大。对于较长的预应力筋，张拉完成至锚固开始之间持续的时间太短，预应力没有得到充分传递，预应力筋还没有进行压浆就出现锈蚀。对于采用悬臂法浇筑的桥梁，预应力管道需要跨越多个节段，管道与钢束之间的摩擦系数和管道偏差系数往往比规定值大。

1.2 同束有效预应力不均匀度

缠绕在一起的绞线往往长度不同，造成受力不均匀，使张拉过程容易出现滑丝或断丝现象，严重影响预应力筋的使用寿命，情况严重的还可能发生工程事故。施工工艺不当容易导致单索索力不均，最终引起滑丝和断丝。

1.3 预应力张拉控制存在问题

受监测手段的限制，如今采用步话机人工控制预应力束同步张拉，其同步精度较低，使桥梁出现质量问题。张拉过程中停顿时间太短，如果锚具发生变形，预应力筋出现回缩，将会影响有效应力的建立。

1.4 结构参数和结构计算分析模型

结构参数包括施工荷载、材料容重、结构材料弹性模量、结构构件截面尺寸和材料热膨胀系数等，其准确性将影响分析结果的准确性。结构计算分析包括各种假定，如模型化的本身精度、边界条件处理，这些分析过程产生的误差直接影响桥梁质量。

2、预应力桥梁结构的耐久性问题

在使用过程中， 预应力混凝土桥梁受到物理化学腐蚀等自然因素， 重载、风、地震等荷载因素， 前期施工缺陷、超载等人为因素的影响， 桥梁结构材料力学性能不断退化， 桥梁各部分构件不同程度损伤和劣化， 这些桥梁的老化现象统称为桥梁的耐久性问题。预应力混凝土结构的耐久性问题除了混凝土的碱—集料反应、冻融循环、硫酸盐侵蚀和钢筋的腐蚀（ 一般基于混凝土的碳化及氯离子侵蚀） 等与普通混凝土结构类似的破坏之外， 还包括锚具和埋设件的腐蚀预应力钢筋中的高应力引起腐蚀乃至应力腐蚀破断等特有的破坏形式。

2. 1 预应力桥梁耐久性的主要影响因素

2.1.1混凝土腐蝕的影响。 混凝土腐蚀使混凝土失去对预应力筋的保护作用， 还会加剧混凝土的收缩， 导致混凝土的开裂和结构的破坏。

2.1.2 预应力钢筋的应力腐蚀。 预应力筋较普通钢筋应力高而且脆， 特别是高强钢丝的断面小， 即使腐蚀轻微， 断面损失率也较大， 对其应力腐蚀和应力腐蚀疲劳敏感。

2.1.3混凝土徐变、预应力损失及其对内力的影响。 混凝土长期受预应力作用使其徐变逐渐增加。 徐变收缩的影响， 使预应力损失很大。

2.1.4 构件的疲劳损伤。 由于桥梁所采用的材料实际上存在许多微小的缺陷，而它所承受的车辆荷载和风荷载都是随机动荷载， 会在结构内产生循环变化的应力。 在循环荷载作用下， 这些微缺陷会逐渐发展、合并， 形成损伤， 逐渐在构件中形成宏观裂纹。

2. 2 主要影响环节

2.2.1设计中缺乏耐久性设计思想。 结构设计人员往往忽视结构体系、结构构造、结构材料 、结构维护方面的考虑， 从而影响结构耐久性。

2.2.2 施工工艺和质量管理水平不高。

2.2.3 运营中缺乏科学管理及超载现象严重。 超载会使桥梁疲劳应力幅度加大、损伤加剧， 造成桥梁内部损伤不能恢复， 将使桥梁在正常荷载下的工作状态发生变化， 从而危害桥梁的安全性和耐久性。

3、预应力混凝土桥梁施工质量控制措施

3.1 锚具质量控制

为保证锚具质量，应选用有代表性的预应力钢材，按照施加荷载的前4级，测量每一级预应力钢材与锚具之间的相对位移，同时应分析相对位移与预应力筋的受力增加是否成正比，并检查预应力钢材是否滑动，以防出现滑丝现象。

3.2保证混凝土的质量

混凝土质量均匀性要好，其强度应达到设计要求，抗压强度不能低于C40，并具有良好的泌水性、和易性。混凝土的配合比、搅拌、浇筑、养护等过程都会影响施工质量。对于配合比，在满足施工要求的条件下要尽量减少单位用水量，这样单位水泥用量也减少，进而减小混凝土水化热、施加预应力之前的收缩裂缝和混凝土徐变引起的预应力损失。

3.3 认真安装预应力管道

预应力管道安装是否正确会影响梁体的受力情况，对桥梁施工质量会产生较大影响。在管道安装过程中，应控制好管道位置，避免混凝土浇筑过程中出现管道漏浆或上浮的现象。预应力管道安装施工应严格控制管道位置，做好密封工作，检查是否漏浆。

3.4 滑丝、断丝的预防和处理

千斤顶工具式夹片在施工过程中会不断磨损，出现滑丝现象。为防止出现滑丝，夹片的硬度不仅要检查出厂合格证，而且要在现场进行复验；如果滑丝没有超过规定允许的数量，可以不做处理；加强对钢丝线的椭圆度、直径偏差、硬度的检查。对滑丝进行处理时，可以将压力机立即回油，并更换工具式夹片，清理锚具锥孔与夹片之间的杂物进行重新张拉。如果还是有滑丝现象，需重新检测锚具和钢绞线，再次标定千斤顶油压表，确保今后万无一失。对于断丝，可能因为绞线、锚具存在质量问题或绞线受力不均匀度过大。如果是绞线或锚具质量不合格产生断丝，应更换绞线或锚具。

3.5控制混凝土浇筑后的张拉时间

张拉时间不能太早，如果混凝土浇筑三天后就进行预应力张拉容易造成施工质量问题。因为混凝土的强度与弹性模量增长不同步，弹性模量增长相对较慢，早期混凝土变形比较大，张拉预应力太早容易增加预应力损失，使混凝土产生裂缝。

3.6波纹管漏浆堵管的防治措施

产生波纹管漏浆堵管的原因有很多，如施工过程中波纹管压瘪或破坏漏浆，波纹管接头处脱开漏浆。对于波纹管漏浆堵管的防治，应选用配套的波纹管，将波纹管连接处拧至一定的位置，用防水布或胶布将接头缝隙封闭严密；针对堵孔严重的情况，需查准堵孔位置，采取措施疏通索道；在混凝土浇筑过程中，应在混凝土初凝前检查通孔器，并拉动疏通。

结束语

根据工程实践，影响预应力混凝土质量和耐久性的因素很多，但只要从设计、施工、管理等方面入手，切实抓住问题的本质，还是可以保证预应力混凝土的质量和耐久性的。控制预应力混凝土质量的关键环节是在施工阶段，同时，设计和运营阶段的控制也不容忽视。提出几点建议：一是提高各类工程人员的质量意识和管理能力，这是非常重要、也是非常迫切的一点；二是在施工过程中严格按照设计和规范要求施工，施工过程中严格控制原材料和每一道工序、环节施工质量；三是加强桥梁在使用过程中的管养，定期进行桥梁的检测，发现问题及时进行修复和加固处理。只有这样才能确保桥梁的结构安全和提高桥梁的耐久性。