路橋工程施工預(yù)應(yīng)力應(yīng)用中存在的問題及解決方案

雷耀東

摘要：預(yù)應(yīng)力技術(shù)在道路橋梁建設(shè)工程中的應(yīng)用越來越廣泛，然而出現(xiàn)的質(zhì)量問題也不斷增多。文章闡述了預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁施工中的應(yīng)用，分析了預(yù)應(yīng)力技術(shù)的優(yōu)勢特點(diǎn)，概述了其在工程應(yīng)用中的問題，并提出了針對性的解決方案。

關(guān)鍵詞：道路橋梁預(yù)應(yīng)力技術(shù)混凝土

0引言

近年來，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)由于其具有能充分利用材料的高強(qiáng)度性能，有效防止混凝土裂縫，減輕結(jié)構(gòu)自重，增大橋梁跨徑，剛度大行車舒適等優(yōu)點(diǎn)，在公路橋梁上得到普遍的應(yīng)用。然而預(yù)應(yīng)力橋梁的裂縫病害相當(dāng)普遍，特別是箱梁橋。產(chǎn)生裂縫病害的原因很多，其中預(yù)應(yīng)力橋梁施工中出現(xiàn)的若干預(yù)應(yīng)力技術(shù)問題，在施工中常出現(xiàn)一些問題，給工程結(jié)構(gòu)的質(zhì)量帶來一些隱患已受到眾多專家的關(guān)注和質(zhì)疑。本文就對施工過程中常見的問題進(jìn)行探討，分析原因并提出相應(yīng)的處理方法及預(yù)防措施。

1預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁施工中的應(yīng)用

1.1預(yù)應(yīng)力技術(shù)在受彎構(gòu)件中的應(yīng)用碳纖維具有較高的強(qiáng)度，施工也比較簡單，所以采用粘貼碳纖維片材對鋼筋混凝土受彎構(gòu)件進(jìn)行加固的方法得到廣泛的應(yīng)用，但由于加固前結(jié)構(gòu)已存在初始內(nèi)力，混凝土已有初始的壓應(yīng)變和拉應(yīng)變，當(dāng)壓區(qū)混凝土壓應(yīng)變達(dá)到混凝土的極限壓應(yīng)變時，構(gòu)件達(dá)到極限承載力，從加固到構(gòu)件達(dá)到極限承載力，混凝土的應(yīng)變增量決定了碳纖維片材的最終應(yīng)力。如初始應(yīng)變較大，構(gòu)件破壞時碳纖維片材的應(yīng)力較小，其強(qiáng)度高的特點(diǎn)也就得不到充分發(fā)揮，可在粘貼碳纖維片材時，先對碳纖維片材施加預(yù)應(yīng)力，使其有初始拉應(yīng)力，從而提高構(gòu)件破壞時碳纖維片材的應(yīng)力，使其得到充分發(fā)揮。

1.2預(yù)應(yīng)力技術(shù)在加固施工中的應(yīng)用道路橋梁加固一般是通過對構(gòu)件的補(bǔ)強(qiáng)和結(jié)構(gòu)性能的改善來恢復(fù)或提高現(xiàn)有道路橋梁的承載能力，以延長其使用年限，適應(yīng)現(xiàn)代交通運(yùn)輸?shù)囊?。其改造的主要技術(shù)途徑有：加強(qiáng)薄弱構(gòu)件增加輔助構(gòu)件、改變結(jié)構(gòu)體系、減輕恒載、加固暾臺及基礎(chǔ)等，通常加固方法有：橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固法、增大截面與配筋加固法；體外預(yù)應(yīng)力加固法；粘貼鋼板加固法；改變結(jié)構(gòu)受力體系加固：增加橫向聯(lián)系加固法度；粘貼碳纖維布加固法等實(shí)際上卸載的目的就是為了減小加固施工時混凝土的初始應(yīng)變，此時可預(yù)先對構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力，使受壓區(qū)產(chǎn)生拉應(yīng)力，受拉區(qū)產(chǎn)生壓應(yīng)力，減小構(gòu)件在初彎矩作用下的拉應(yīng)變和壓應(yīng)變，以提高構(gòu)件達(dá)到極限承載力時的應(yīng)變增量和加固鋼筋的應(yīng)力，使加固鋼筋得到充分發(fā)揮。

1.3預(yù)應(yīng)力技術(shù)在鋼筋混凝土多跨連續(xù)梁的應(yīng)用多跨連續(xù)梁有正彎矩區(qū)和負(fù)彎矩區(qū)，一般支座處為負(fù)彎矩，跨中為正彎矩，當(dāng)梁的抗彎承載力和抗剪承載力不滿足要求時，需要進(jìn)行加固處理，跨中正彎矩區(qū)抗彎承載力不滿足時，可用粘貼碳纖維的方法進(jìn)行加固，施工比較容易。主要原因是所加縱筋錨固的問題不宜解決。有時可通過在梁下加大截面提高梁的承載力，這不僅增加了結(jié)構(gòu)的自重，而且還會影響建筑的使用功能，在有些情況下可能不允許。在一定范圍內(nèi)，隨著軸向壓力的增加，其正截面承載力和斜截面承載力都將會提高。

2目前路橋工程預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)中存在問題

2.1波紋管堵塞堵管是指在混凝土澆筑后波紋管出現(xiàn)堵塞的現(xiàn)象發(fā)生了堵管會導(dǎo)致后期預(yù)應(yīng)力鋼絞線穿束無法通過或張拉預(yù)應(yīng)力時鋼絞線實(shí)際伸長值與設(shè)計計算值相差很大，給施工帶來不必要的麻煩，即影響了工期，又耗費(fèi)了人力。引起堵管的原因分析：首先，施工單位在施工過程中沒有嚴(yán)格按照施工規(guī)范安裝波紋管，出現(xiàn)波紋管定位不精確引起的彎折扭曲、套管接頭松動，或者是在混凝土澆筑施工中，振搗人員在振搗混凝土?xí)r操作失誤，造成波紋管局部的破裂，直接導(dǎo)致混凝土水泥漿滲漏到波紋管中造成堵管。其次，波紋管自身的質(zhì)量缺陷引起漏漿堵管。

2.2預(yù)應(yīng)力超長柬一端張拉工藝的問題國內(nèi)現(xiàn)澆大跨度(3～5跨，每跨30～50m)預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁底板預(yù)應(yīng)力束一般采用一端張拉的工藝。例如某箱梁橋5跨，第一聯(lián)跨66m，第二聯(lián)跨88m，第三聯(lián)跨150m，如采用一端張拉的工藝將一束鋼絞線拉直需要0.3～0.4Ak的拉力，而如此長的孔道要跨越多道箱梁橫隔板，其孔道摩阻是多少，要通過試驗(yàn)才能確定。根據(jù)國內(nèi)外相關(guān)規(guī)范規(guī)定：跨度≥30m以上的預(yù)應(yīng)力橋梁，均要求采用兩端對稱張拉工藝，才能保證跨中有效預(yù)應(yīng)力和橋梁在恒載和活載作用下跨中所需抵抗彎矩的建立：否則會導(dǎo)致跨中承載力不足，而產(chǎn)生正截面裂縫。根據(jù)交通部專門調(diào)查資料，已通車的公路橋梁中，幾乎都出現(xiàn)過由于張拉工藝不適合而產(chǎn)生大量裂縫的現(xiàn)象。

2.3后張預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)張拉力控制的問題預(yù)應(yīng)力施工作業(yè)不夠規(guī)范，特別是張拉力控制不嚴(yán)對預(yù)應(yīng)力橋梁質(zhì)量影響較大。一般張拉作業(yè)采用張拉力和預(yù)應(yīng)力筋伸長量同時控制，以張拉力為主，以伸長值校核張拉力。通常張拉力的計量采用1.5級油壓，誤差大，有的千斤頂甚至未經(jīng)計量標(biāo)定就張拉，而且張拉人員多數(shù)未經(jīng)專業(yè)培訓(xùn)，如果作業(yè)不專心，經(jīng)常容易出現(xiàn)較大誤差，甚至讀錯表，發(fā)生張拉力忽高忽低的現(xiàn)象。特別在多束張拉時，由于每束張拉力都不同，往往對預(yù)應(yīng)力筋的伸長值計算不準(zhǔn)確，彈性模量取值混亂，實(shí)際張拉時難以做到將伸長量按規(guī)范規(guī)定控制在±6％范圍內(nèi)，導(dǎo)致張拉力失控。

2.4預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)張拉前出現(xiàn)裂隙問題鋼筋砼結(jié)構(gòu)在使用荷載作用下裂隙是不能避免的，部分預(yù)應(yīng)力的B類構(gòu)件也允許出現(xiàn)有限制的裂隙，而在預(yù)制場內(nèi)的構(gòu)件，則應(yīng)盡量避免出現(xiàn)裂隙。張拉前出現(xiàn)的裂隙經(jīng)常是由于干縮和溫差造成的。裂縫常在表面處，寬度較細(xì)、分布不均，梁板類構(gòu)件多沿短方向分布，有時產(chǎn)生在箍筋位置，有時從構(gòu)件頂面延伸到構(gòu)件側(cè)面，溫度裂縫溫度裂縫有表面的、深進(jìn)的和貫穿的，走向元一定規(guī)律。梁板式構(gòu)件裂縫多平行于短邊，深進(jìn)和貫穿的裂縫一般與短邊方向平行，裂縫沿構(gòu)件全長分段出現(xiàn)。

2.5預(yù)應(yīng)力鋼筋孔道堵塞問題這種現(xiàn)象主要發(fā)生在后張法構(gòu)件中，預(yù)留孔道塌陷或堵塞使預(yù)應(yīng)力筋不能順利穿過，不能保證灌注工程質(zhì)量，影響張拉效果。產(chǎn)生的主要原因是抽芯過早，水泥砼尚未凝固，不具有一定的強(qiáng)度，或抽芯太晚，橡膠抽拔管可能被拔斷。

3路橋工程中預(yù)應(yīng)力技術(shù)相關(guān)問題解決方案

遇到堵管問題，首先根據(jù)預(yù)應(yīng)力筋曲線坐標(biāo)，標(biāo)注漏漿孔道堵塞的位置，在避開梁的主筋位置，采用沖擊鉆緩慢進(jìn)行開孔，清除波紋管中的水泥漿塊，使鋼絞線能順利穿過波紋管并能夠自由伸縮；然后待張拉完畢后用高一等級微膨脹混凝土封堵孔洞?？刹扇∫韵骂A(yù)防措施：在施工下料前對波紋管質(zhì)量仔細(xì)檢查，對有缺陷的波紋管及早發(fā)現(xiàn)；在澆筑混凝土前檢查波紋管的安裝位置，固定好，檢查套管接頭連接是否牢固，密閉性是否達(dá)到要求；在澆筑混凝土過程中注意波紋管的保護(hù)，避免振搗棒碰壞波紋管。

為預(yù)防表面溫度裂縫，應(yīng)控制構(gòu)件內(nèi)外過大的溫差，在夏季施工時優(yōu)先使用低水化熱水泥。在低溫時預(yù)制構(gòu)件應(yīng)采取保溫措施，不要過早拆除模板。對空心板等薄壁構(gòu)件適當(dāng)延長拆模時間，使之緩慢降溫。預(yù)制構(gòu)件和臺座之間應(yīng)涂刷有效隔離劑以預(yù)防粘接，使構(gòu)件不受底模熱脹冷縮的作用。在砼澆筑前的施工作業(yè)中應(yīng)注意保護(hù)隔離劑，對于用長線法生產(chǎn)先張構(gòu)件應(yīng)及時放松應(yīng)力筋，以減少約束作用。

4結(jié)語

在道路橋梁施工預(yù)應(yīng)力工藝較復(fù)雜，在預(yù)應(yīng)力施工中應(yīng)做好預(yù)應(yīng)力施工操作人員的技能培訓(xùn)，嚴(yán)格要求按照操作程序施工，認(rèn)真做好施工前后的各項(xiàng)檢查，早發(fā)現(xiàn)問題，因此從設(shè)計到施工的所有技術(shù)人員都應(yīng)精心設(shè)計、保證工程順利施工，編制科學(xué)合理的施工方案嚴(yán)格按照施工驗(yàn)收規(guī)范、操作規(guī)程作業(yè)，同時應(yīng)不斷應(yīng)用新技術(shù)、新材料、新工藝，確保工程施工質(zhì)量。

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