预应力混凝土桥梁施工常见质量问题与处理措施
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摘要：近年来，随着社会经济的飞速发展，交通建设事业的发展可谓突飞猛进，尤其是预应力技术的出现，为我国公路桥梁建设事业的发展注入了新的活力。文章结合笔者多年的施工实践经验，对预应混凝土施工的质量问题进行分析，并具体探讨了预应力混凝土施工质量的控制措施。
在桥梁工程中，预应力混凝土结构无疑是应用最为广泛的结构材料之一。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、预应力技术在公路桥梁施工中的应用
1.1 预应力技术在受弯构件中的应用
由于碳纤维具有较高的强度，并且施工也比较简单，因此采用碳纤维片材对钢筋混凝土受弯构件进行加固的方法得到广泛的应用。但是由于在对受弯构件进行加固前结构已存在初始内力，混凝土已具有初始的压应变和拉应变，因此当受压区混凝土的压应变达到混凝土的极限压应变时，受弯构件达到了极限承载力。
1.2 预应力技术在加固施工中的应用
道路桥梁加固一般是通过对构件的补强和对结构性能的改善来恢复或提高现有道路桥梁的承载能力，以延长其使用寿命，适应现代交通运输的高要求。然而，实际上卸载的目的就是为了减小加固施工时混凝土的初始应变。此时可预先对构件施加预应力，使受压区产生拉应力，受拉区产生压应力，减小构件在初弯矩作用下的拉应变和压应变，以提高在构件达到极限承载力时的应变增量和加固钢筋的应力，使加固钢筋得到充分发挥。
1.3 预应力技术在钢筋混凝土多跨连续梁的应用
多跨连续梁有正弯矩区和负弯矩区，一般在支座处为负弯矩，跨中为正弯矩。当梁的抗弯承载力和抗剪承载力不满足要求时，需要进行加固处理。跨中正弯矩区抗弯承载力不满足时，可用粘贴碳纤维的方法进行加固，施工相对比较容易，其主要的原因是所加纵筋锚固的问题不宜解决。
2、预应力混凝土容易出现的质量问题
2.1 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。
2.2 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。
2.3 孔道灌浆不密实
在曲线孔道的上曲部位灌浆后，比较容易出现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，当水分蒸发或者被吸收后，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。
2.4 钢绞线滑丝或者断丝问题
钢绞线的滑丝和断丝现象在预应力混凝土施工中也较常见。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。
2.5 曲线孔道竖向位置偏差
在预应力桥梁施工过程中，经常会出现跨中处坐标偏高，而支座处坐标去偏低的问题，这种问题尤其容易出现在多跨连续预应力桥梁中。曲线孔道竖向坐标的偏差问题对桥梁的承载力和抗裂性能会产生严重影响。出现这种问题有可能是因为控制孔道竖向坐标的钢筋支座，在计算或者安装时位置不准确，也可能由于竖向坐标节点处的纵横钢筋过多，导致曲线孔道在安装时无法精确到位；另外，由于工人的操作失误，使钢筋在安装与绑扎过程中，位置控制不准，也是影响曲线孔道竖向坐标偏差的原因之一。
3、预应力混凝土桥梁施工质量控制要点
3.1 严把预应力材料质量控制关
选购信誉度高、质优价廉厂家的产品，严格“三证”管理，产品应具有出厂合格证，以及质量检验合格证等相关证件，产品进场后进行严格检验，检测其各项质量指标达到国家标准和设计施工规定的基本要求方可使用。减少对波纹管的电焊作业以加强保护程度，采用长20cm-30cm、规格加一号的波纹管作为套管，确保管道接头处对齐、居中，用胶带将两端缝隙粘牢封闭。尤其是采用振捣棒进行混凝土振捣时，切记不要碰击波纹管以及波纹管接头位置。
3.2 严格预应力锚具质量控制
为确保预应力锚具质量，应严格选用强度高、耐久性强的预应力钢材，依照前四级施加荷载的要求，测量锚具与每级预应力钢材间的相对位移，并合理确定预应力筋受力指数和相对位移是否成正比，并随时观察预应力钢材是否出现滑动，及时控制滑丝现象的发生。
3.3 合理控制预应力管道的安装质量
应确保波纹管内外清洁无附着物、无锈蚀、无空洞和折皱，以及无脱扣等方可进行预应力管道安装。进行预应力管道安装时，应确保端头钢板和波纹管孔道的中心线保持垂直，并保证能抵抗外荷载作用防止结构变形，在进行混凝土浇筑过程中，有效避免水泥浆渗入管内现象发生。应依照设计图纸的要求，根据预应力筋的坐标在侧模板进行弹线，或者依照波纹管底为基准，确定波纹管的曲线位置；也可利用梁底模板作为基准，参照预应力筋的曲线坐标，准确测量得出相应点的位置，而确定波纹管的曲线位置。进行波纹管固定时，可采用间距为600mm的钢筋托架加以固定，将钢筋托架牢固地和箍筋焊接。
由于千斤顶的工具式夹片在使用过程中经常发生磨损，而引起滑丝现象发生，因而要确定工具式夹片具有出厂合格证，并加强现场的复验工作；严格检查钢丝线的硬度、椭圆度以及直径偏差等。进行滑丝现象的处理时，立即将压力机进行回油处理，同时将工具式夹片更换，将夹片和锚具锥孔之间的杂物清理后重新进行张拉。若继续发生滑丝现象，应将锚具、钢绞线等重新检测，并准确将千斤顶油压表加以标定，力求避免滑丝现象发生。对于断丝现象的处理，主要是由于锚具和绞线等存在一定的质量问题，或是绞线受到了较大的不均匀力的牵扯。由于绞线或锚具本身质量问题产生的断丝现象，必须更换合格的绞线或锚具。
3.5 做好预应力张拉前的各项准备
应加强对各种构件的严格检验，检测各项性能指标是否合乎技术标准要求，检验合格后方可进行力筋的预应力施加作业。张拉时应保证混凝土强度必须符合设计的基本要求，若无具体要求时，不得小于设计强度指标的75%。当采用砂浆填补块体拼砌构件的接缝时，确保砂浆不低于15MPa的强度值。端部铁板和锚具连接处的焊渣和各种粘着物等清理干净，同时利用通孔器对预留孔道进行压气或压水等全面的检查。应通过穿束的方式之后再进行压气或压水为妥。进行钢筋的穿束时，先用编织袋将螺丝端杆的丝扣处包裹2层-3层，再用铁丝将其扎牢；进行钢绞线束、钢丝束等穿束时，保持一端的齐整，并进行数字编号。进行较长束穿引时，应使用穿束器通过牵引设备从一端拉出。夹片式锚具应保持夹片齐整，并在张拉前利用钢管加以捣实。
3.6 合理控制混凝土浇筑质量
预应力混凝土严格要求必须使用高强度混凝土，能完全满足跨径大的要求，有效降低构件的自重和减小截面尺寸；高强度混凝土弹性模量相对比较高，能抵抗各种外界力上接第15页
和荷载力等引起的弹性变形和塑性变形，有效地降低了预应力损失；另外，高强混凝土具有较高的局部承压力、抗拉力，以及与钢筋之间高度的粘结力，因而延缓了构件截面产生裂缝的时间，加强了预应力筋的牢固。一般多使用高效减水剂以提高混凝土的强度与和易性，使用之后可使混凝土在3d内的强度达到实际强度的60%以上，同时弹性模量和轴心强度都远高于干硬性混凝土。另外，进行高强度混凝土的配制，必须严格选择水泥的强度等级，一定确保使用强度高的水泥，应选购普通硅酸盐水泥进行配制。
3.7 严格预应力张拉的质量控制
由于混凝土的弹性模量和强度保持着不同步的增长速度，如果预应力张拉过早会增大预应力损失，使桥梁的承载力降低而产生较多裂缝危害。对于大跨度现浇预应力连续梁板、梁底多采用从一端张拉的方式施加预应力。依据预应力相关要求规定，对于大于30m跨度的预应力桥梁，应通过两端对称进行张拉的方法，以确保建立跨中抵抗弯矩和有效预应力，而大大增强跨中的承载力，有效避免截面裂缝的产生。
3.8 严格执行预应力孔道的压浆工序
预应力孔道进行压浆能加强预应力筋和结构共同作用的承载力，并有效防止预应力筋产生锈蚀的现象。事实上出现的留孔位置、浆体配制以及施工工艺等一些问题，往往经常出现压浆不饱满以及漏浆等现象，为避免这些质量问题，主要应注意以下几点： 应确保水泥强度超过325MPa，科学合理配制质量高的浆体，要求泌水率小于3%，水灰比为0.1-0.45之间；应提前清理干净杂物后再进行灌浆作业，可通过高压水进行冲洗以确保管道通畅无阻，并采取由低向高的方向进行压浆；若一次压浆不符合要求，可在初凝后再重新进行第二次压浆。
4、结束语
总之，公路桥梁建设的发展，预应力技术的使用，这些都是需要在保证整个工程的质量的前提之下完成的，所以不管预应力技术怎么广泛的使用和发展，都是要注意在施工中质量的控制的，既要看到预应力技术存在的优点和实际施工中存在的不足，不断的加强预应力技术的研究和分析，以便加强公路桥梁的施工的过程中预应力技术施工的各项质量控制的工作。更好的完成公路桥梁的建设工作，保证国家的经济和社会的发展。
参考文献：
[1]贡一飞.桥梁预应力工程的施工技术探讨[J].交通标准化，2013.3.
[2]郭伏国.预应力混凝土桥梁的施工工艺探讨[J].交通建设与管理，2012.12.