预应力混凝土桥梁施工中常见问题的探讨
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摘要：近年来，公路预应力混凝土桥梁施工过程中采用新材料、新工艺、新设备的同时，出现了大量的质量问题。文章主要探讨了预应力混凝土桥梁施工过程中三种常见问题，包括金属波纹管孔道漏浆问题、后张法预应力筋的滑丝断丝问题、后张预应力孔道压浆不饱满问题，分析其中原因并给出合理性建议。
关键词：预应力技术；施工技术；桥梁工程
1 金属波纹管孔道漏浆问题
金属波纹管是用镀锌或不镀锌低碳钢带螺旋折叠咬口制成的金属管及其连接用管，用于后张法预应力构件成孔。在混凝土浇筑中水泥浆漏入金属波纹管孔道内，会减少孔道的截面面积，增大摩阻力，严重时会阻塞孔道，至使穿筋困难或无法穿入。在采用先穿工艺时，浆液一旦漏入金属波纹管孔道中时将预应力筋铸固，预应力筋将无法张拉。
造成该问题的原因有如下几种：（1）材料质量问题。金属波纹管为劣质产品，刚度较差，咬口不牢，表面有锈蚀等。（2）连接问题。与波纹管连接处（波纹管接长处、波纹管与灌浆排气管接头处、波纹管与喇叭管接头处等）接缝封闭不严密，浆液易从接头缝隙流入。（3）作业中意外损伤。金属波纹管意外受损，如电焊烧伤波纹管管壁、固定时骨架钢筋压坏管壁、先穿预应力筋时戳伤管壁咬口开裂、浇筑作业时振动器碰伤管壁等。（4）安装问题。在波纹管安装就位过程中，反复弯曲或拐弯处折死角而引起管壁开裂。
为了防止漏浆现象发生，提出如下几种防止措施：（1）选择合格产品。金属波纹管应符合最新《预应力混凝土用金属螺旋管》（JG225-2007）标准要求。（2）接头密闭。金属波纹管接长可选用大一号同型螺旋管，接头管长200～300mm，在接头处波纹管于居中碰口；接头管两端应用密封胶带或塑料热塑管封裹。（3）搬运金属波纹管时应轻拿轻放，不得在地上拖拽或在空中抛甩；吊装时不得用一根绳索于当中起吊；保存时应架空堆放，并盖毡布等防止雨露和各种腐蚀性介质的影响，不易长时间保存在室外。（4）安装无死角。金属波纹管在安装过程中应尽量避免反复弯曲；对于折线孔道应采取圆弧过渡，防止管壁开裂。
针对预应力筋在波纹管孔道内的铸固，可采取如下几种治理措施：（1）对先穿筋工艺的轻度铸固，在混凝土终凝前可用倒链拉动预应力筋，有效防止堵孔.（2）对后穿筋工艺的轻度铸固，混凝土凝固前可用水或通孔器通孔，及时将孔道内水泥浆散开。（3）对于严重铸固的孔道，应查明铸固位置，凿开疏通。对先穿筋工艺的孔道，细钢筋不易插入，可改用张拉千斤顶，从一测试拉，利用实测伸入值来推算堵塞位置；对后穿筋工艺的孔道，可采用细钢筋插入孔道，探出堵塞位置。孔道经修复后方可进行预应力筋的张拉作业。
2 后张法预应力筋的滑丝、断丝问题
在后张法预应力筋张拉过程中，预应力钢丝或钢绞线可能发生断丝和滑丝现象，会使预应力筋和构件受力不均匀或使构件达不到预期预应力值。
分析造成该问题的原因可能有如下几种：（1）预应力钢绞线张拉端或工作夹片表面有浮锈、水泥浆、油污等未清除干净，张拉时易发生滑丝现象。（2）预应力筋未按规定要求梳理编束，造成预应力筋松紧不一或发生交叉，张拉时钢绞线受力不均，易发生断丝现象。（3）千斤顶安装不正，锚具的尺寸不准，夹片的锥度误差大，锚、夹具的硬度与预应力筋不配套，支承垫块倾斜等，张拉时易发生断丝、滑丝现象。（4）预应力钢绞线直径偏大，锚塞或夹片安装不到位，张拉时易发生断丝、滑丝。（5）骨架钢筋刺穿波纹管挤压钢绞线，张拉时易发生断丝现象。（6）焊接作业时，将地线接在预应力筋上致使钢丝间短路，张拉时易发生脆断。
为防止预应力筋发生滑丝、断丝问题，提出如下几种预防措施：（1）预应力筋穿孔前，应对张拉端及夹片上的浮锈和污物等进行清理，以防锚固时夹片齿槽堵塞，引起钢绞线滑脱。（2）预应力筋应按规定要求梳理编束，不得紊乱。（3）预应力钢材下料过程中应随时检查其表面质量，应切除不合格局部线段。（4）保证预应力筋与锚、夹具的匹配。对预应力筋的伸长率和锚、夹具夹片的硬度进行检验，预应力筋与锚、夹具应与预应力筋―锚具组装件锚固性能试验所用材料一致，如现场更换两者之一，应重做组装件锚固性能试验。（5）安装夹片时必须采用专用工具敲紧使间隙均匀，否则会引起夹片跟进不一。
对于预应力筋大量滑丝，可采用卸锚器拆除工作锚并查明原因后重新张拉。对于预应力筋单根滑丝，可采用前卡千斤顶对滑丝的钢绞线重新张拉。当预应力筋断丝量超过同断面总量1%时，应进行松锚、换束并重新张拉。
3 后张预应力孔道压浆不饱满问题
我国后张法预应力孔道压浆的工程质量一直属于薄弱环节，原因是多年来我国所沿用的传统压浆方法和工艺存在着诸多不确定因素。在压浆过程中常出现孔道压浆不饱满现象，使预应力筋不能与混凝土结构连成整体，预应力筋未完全被水泥浆所保护，会引起预应力钢材发生锈蚀，从而降低了预应力桥梁的耐久性。
分析造成该现象的原因如下：（1）压浆管堵塞导致水泥浆无法全截面充满。（2）上文提到金属波纹堵塞时可用水洗，但管内残留的水也可引起压浆不饱满。（3）水泥浆的配合比偏大。规范的规定值为0.4～0.45。孔道灌入采用规范规定水灰比的水泥浆后，水泥浆中水泥下沉，水上浮，孔道中发生泌水现象，液体在孔道上曲部位可能被吸收，从而留下空隙或空洞造成孔道不密实。（4）钢绞线由于其灯芯作用相比钢丝泌水多，该现象是由于高位置液体迫使泌水进入钢绞线缝隙中，并由此向上移动，最后被禁锢在顶部锚头之下。（5）灌浆设备压力不足，水泥浆无法压送到位，造成浆体不密实，孔道顶部泌水无法排出。（6）养护温度也会影响压浆的饱满度。
为了防止不饱满问题发生，提出如下几种预防措施：（1）灌浆作业前应清理干净孔道杂物。可通过高压水冲洗孔道，以确保管道通畅无阻并保证无水残留。（2）对重要的预应力工程，压浆前应根据不同类型的孔道要求对水泥浆进行试配，合格后方可使用。（3）配制合理并质量高的水泥浆，建议水灰比0.1～0.35，泌水率小于3%。也可掺减水剂与膨胀剂改进水泥浆。近年，新研制的JMH-3外加剂可将水灰比降到0.35 以下，通过高速搅浆机（转速≥1000r/min），可将浆体的流动度提高到12s（规范规定为 14～18s）。（4）建议采用真空辅助压浆。为检验该种压浆方法的饱满度，完善压浆操作工艺，应在施工现场进行长管道压浆模拟试验。（5）严格执行预应力孔道压浆工序，建议采取由低向高的方向压浆，如一次压浆不符要求，应在初凝后再进行二次压浆。（6）对高差为0.5m的曲线孔道，应在波纹管上曲部位置设置泌水管。泌水管应伸出梁顶面400mm，促进泌水上浮，水泥下沉，提高曲线孔道的上曲部位置灌浆密实度。
压浆过程中应注意以下几点问题：（1）压浆过程中及压浆后应及时检查压浆的密实情况，如发生不密实情况，应及时处理。（2）压浆过程中及压浆后48小时内，养护温度不得低于5℃，温度不符合要求时应采取保温措施；当气温高于35℃时，宜在夜间进行压浆作业。（3）压浆作业发生故障或不能一次性压满时，应立即用高压力水冲洗干净孔道，待故障处理后再进行重新压浆。
4 结语
未来的建筑和桥梁工程将要求高强、轻质、抗震、耐火和耐腐蚀，而采用预应力技术最能满足这些要求。预应力混凝土施工工艺复杂，质量要求也较高，为保证工程质量进一步提高预应力结构的耐久性，从设计到施工所有工作人员都应精心合作，做到精心施工，精心设计，制定合理的施工方案并严格实施，确保预应力混凝土结构的工程质量。今后的预应力施工应向工业化、专业化方向发展，实现施工工艺标准化，有效提升桥梁施工安全性和质量水平。
参考文献：
[1]中国人民共和国建设部.JG225-2007预应力混凝土用金属螺旋管[S].中国标准出版社，2007
[2]中国科学技术咨询服务中心预应力技术专家组.预应力工程实例应用手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1996