桥梁工程预应力混凝土施工质量的控制措施

杨雷

【摘要】文章介绍了桥梁预应力混凝土容易出现的质量问题，针对预应力混凝土的质量控制措施进行了论述。

【关键词】预应力混凝土桥梁；施工质量；控制措施

由于预应力混凝土具有较强的刚度和较好的承载能力，同时又能够有效的减轻结构自重、提高结构的耐久性，所以在桥梁工程中具有较高的应用价值。但是，因为预应力混凝土的施工过程较为复杂，其中的任何一个环节如果存在质量问题，都会影响到整个桥梁工程的稳定性和安全性，所以，预应力混凝土的施工质量控制非常重要。

1.预应力混凝土容易出现的质量问题

1.1波纹管堵塞问题

在混凝土浇筑施工完成之后，可能会出现波纹管的堵塞现象。如果发生波纹管堵塞，很容易导致在穿预应力钢绞线时无法穿过，或者在张拉预应力时，钢绞线的实际伸长值与设计值差距过大，进而影响施工的正常进行。波纹管堵塞通常是由于波纹管在安装时没有按照规范操作，使波纹管的定位不准确，导致波纹管弯析或者扭曲。另外在对混凝土进行振捣时，如果振捣操作失误，也有可能使波纹管破裂，使混凝土渗透到波纹管当中导致管堵。

1.2孔道压浆不够饱满

在预应力孔道压浆时，比较容易出现孔道压浆不饱满的问题，使浆体不能够与混凝土结构紧密连结。预应力钢绞线也不能够全部被水泥浆包裹，进而出现锈蚀现象，使桥梁的整体结构稳定性降低。导致压浆不饱满问题的原因，可能是由于压浆管堵塞，使水泥浆无法完全填充到管内；也可能是由于波纹管内存在残留水，使压浆不能充满；另外，水泥浆的配合比不合理或者养护工作不到位，也可能影响到浆液的饱满问题。

1.3孔道灌浆不密实

在曲线孔道的上曲部位灌浆后，比较容易出現较大的月牙形空隙或者较大的空隙。这种现象在大曲率的曲线孔道中比较常见。因为孔道在灌浆之后，孔道中的水泥浆在重力的作用下，水泥会向下沉积，而水会向上浮，使泌水在曲线孔道的上曲部位积存，当水份蒸发或者被吸收后，就会在曲线孔道上曲部出现空隙；在较高的液体压力下，沁水会进入到钢绞线的缝隙里，再向上流动到顶部锚头的下面，产生空隙；另外，在水泥浆的配制过程中，如果水灰比过大，或者掺入的减水剂和膨胀剂过少，也会导致孔道泌水问题严重，进而产生空隙；在灌浆施工时，如果灌浆的压力不足，水泥浆不能够被压送到位，就会导致浆体不密实或者顶部泌水排不出去的现象产生。

1.4钢绞线滑丝或者断丝问题

滑丝是指在预应力张拉后，夹具夹不住钢绞丝或钢丝，使钢绞丝或钢丝滑动；断丝是指张拉钢绞丝或者钢丝时，钢绞丝或钢丝被夹片咬断。导致滑丝、断丝问题出现的原因，可能是由于夹片的硬度不符合设计要求，也可能是钢绞丝或钢丝的直径不符合要求，导致材料质量不稳定。另外，如果绞线或者锚具如果存在质量问题，也可能导致绞线受力不均匀而发生断丝。

2.预应力混凝土的质量控制措施

2.1确保混凝土质量

影响混凝土质量的因素有配合比、搅拌、运输、浇注、振捣、养生等环节。其中混凝土配合比是控制其质量的最重要因素，在满足其施工要求的情形下应尽量减少单位用水量，相应地也减少单位水泥用量，从而减少混凝土水化热，减少由于混凝土的徐变与收缩而引起的预应力损失和施加预应力之前的收缩裂缝。此外，采用现场试块测得的早期混凝土强度等级代替现场结构的实际混凝土强度，也存在一定的问题。浇筑应注意：1）每一构件尽量一次连续浇筑混凝土。2）由于钢筋及预应力管道纵横交错，对于预制件尽量采用插入式、附着式联合振捣工艺；对于用插入式振动器的施工，要准备各种类型的振动器，以便根据钢筋或管道间距的大小配合使用。3）应随时注意校正和检查支座钢板、端部锚固板、制孔器及预埋件的位置、数量等。4）浇筑混凝土时，应避免振动器碰撞预应力钢材管道、预埋件、摸板，以保证其位置和尺寸符合要求。5）预应力锚垫板后钢筋分布较密，必须充分振捣并注意混凝土粗骨料粒径。

2.2重视预应力管道安装

在管道安装过程中，主要需加强对管道定位进行控制，避免混凝土浇筑时出现管道上浮及漏浆现象。预应力管道安装施工、混凝土灌筑前，要严格对以下要点进行控制：管道位置是否正确、平顺性如何、有无漏浆处、是否严格密封等。

2.3合理选择混凝土浇注后张拉时间

有的工程通过掺加早强剂，提高混凝土早期强度，一般浇注混凝土3天后就开始张拉预应力，这是不可取的。因为混凝土强度和弹性模量增长是不同步的，强度增长快，弹性模量增长慢，早期混凝土变形大，过早张拉预应力会使预应力损失增大，导致桥梁承载力不足，而出现众多裂缝病害。张拉时，结构或构件混凝土的强度、弹性模量（或龄期）应符合设计规定；设计未规定时，混凝土的强度应不低于设计强度等级值的80%，弹性模量应不低于混凝土28天弹性模量的80%。

2.4张拉工艺质量控制

国内现浇大跨度预应力连续箱梁底板预应力束一般采用一端张拉的工艺。根据国内外相关规范规定：跨度30m以上的预应力桥梁，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桥梁在恒载和活载作用下跨中所需抵抗弯矩的建立；否则会导致跨中承载力不足，而产生正截面裂缝。

2.5预防滑丝和断丝

滑丝指夹具在预应力张拉后，夹片“咬不住”钢绞线和钢丝，钢绞线和钢丝出现滑动，达不到设计张拉值。断丝指张拉钢绞线和钢丝时，夹片将其“咬断”，即齿痕较深，在夹片处断丝。为了预防滑丝和断丝超标，应采取以下措施：1.夹片的硬度除了检查出厂合格证外，在现场应对其进行复验，有条件的最好进行逐片复验；2.钢绞线或钢丝的直径偏差、椭圆度、硬度指标应纳入检查内容，如偏差超限，质量不稳定，应考虑更换钢绞线或钢丝的产品供应单位；3-滑丝断丝若不超过规范允许数量，可不予处理，若整束或大量滑丝和断丝，应将锚头取下，检验并更换钢束重新张拉。

2.6严格预应力孔道压浆工序

为了防治孔道压浆不密实，可采取以下措施：1）孔道在灌浆前应以高压水冲洗，除去杂物，疏通和湿润整个管道。2）宜采用专用压浆料或专用压浆剂的浆液进行压浆。水泥应采用强度等级不低于42.5的低碱硅酸盐水泥或低碱普通硅酸盐水泥，浆液水胶比宜控制在0.24-0.28，初始流动度在10～17S之间，压力泌水率小于2%，灰浆应具有良好的流动性并不易离析且有微膨胀性，可掺入适量的减水剂和微膨胀剂，但不得使用对管道和预应力索有腐蚀作用的外掺剂，掺量和配方应通过试验确定。3）搅拌机的转速应不低于1000r/min， 搅拌野的形状应与转速相匹配，其叶片的线速度不宜小于10m/s，最高线速度宜控制在20m/s。4）压浆机应采用活塞式可连续作业的压浆泵，其压力表的最小分度值应不大于0.1MPA。管道及排气口应疏通，压浆时应从低处往高处压，待高处的孔眼冒溢浓浆后，堵住排气口持荷继续加压，待泌水流光后，再塞住孔口。压浆过程中及压浆后48小时内，混凝土的温度及环境温度不得低于5℃否则应采取保温措施。当环境温度高于35℃，压浆宜在夜间进行。

3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。