淺談路橋預(yù)應(yīng)力混凝土質(zhì)量控制

陶麗妮

(廣西岑溪公路管理局)

1 預(yù)應(yīng)力混凝土概述

預(yù)應(yīng)力混凝土就是在混凝土構(gòu)件承受使用荷載前的制作階段,預(yù)先對使用階段的受拉區(qū)施加壓應(yīng)力,造成一種人為的應(yīng)力狀態(tài)。當(dāng)構(gòu)件承受使用荷載而產(chǎn)生拉應(yīng)力時,首先要抵消混凝土的預(yù)壓應(yīng)力,然后隨著荷載的增加,受拉區(qū)混凝土就會產(chǎn)生拉應(yīng)力,可推遲混凝土裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展。這種在構(gòu)件承受荷載以前預(yù)先對受拉區(qū)混凝土施加壓應(yīng)力的結(jié)構(gòu)構(gòu)件,就稱為預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件。預(yù)應(yīng)力混凝土具有以下優(yōu)點(diǎn):抗裂性好,剛度大;節(jié)省材料,減小自重;提高受壓構(gòu)件的穩(wěn)定性;提高構(gòu)件的耐疲勞性。

2 影響路橋預(yù)應(yīng)力混凝土質(zhì)量控制的因素

橋梁預(yù)應(yīng)力混凝土工程質(zhì)量控制的主要目的是使施工狀態(tài)與設(shè)計(jì)要求最大限度的吻合。要實(shí)現(xiàn)這個目標(biāo),就必須全面了解施工現(xiàn)場中可能出現(xiàn)的使施工偏離設(shè)計(jì)要求的因素,以便加強(qiáng)施工現(xiàn)場的質(zhì)量控制。

2.1 原材料對路橋預(yù)應(yīng)力混凝土質(zhì)量控制的影響

材料的質(zhì)量和性能是直接影響預(yù)應(yīng)力混凝土質(zhì)量的主要因素,水及砂中有害雜質(zhì)對水泥混凝土有腐蝕作用。有害雜質(zhì)與混凝土產(chǎn)生反應(yīng)生成易溶于水的物質(zhì),使混凝土被腐蝕,水泥熟料如果不經(jīng)過充分鍛燒,就會產(chǎn)生較多的游離氧化鈣,由于游離氧化鈣的水化過程很慢,將會導(dǎo)致水泥己凝結(jié)硬化后繼續(xù)水化而產(chǎn)生體積膨脹,引起體積變化不均勻現(xiàn)象,從而產(chǎn)生裂縫。

2.2 結(jié)構(gòu)計(jì)算分析模型對路橋預(yù)應(yīng)力混凝土質(zhì)量控制的影響

無論采用何種分析方法和手段,都對橋梁實(shí)際結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡化并建立計(jì)算模型,這種簡化式計(jì)算模型與實(shí)際情況之間存在的誤差、包括各種假定,邊界條件處理,模型化的本身精度等。預(yù)應(yīng)力混凝土質(zhì)量控制中需要在此做大量工作,必要時還要進(jìn)行專門的試驗(yàn)研究,把計(jì)算模型誤差所差生的影響降最低限度。

2.3 材料徐變對路橋預(yù)應(yīng)力混凝土質(zhì)量控制的影響

材料徐變對變形、結(jié)構(gòu)內(nèi)力都有較大的影響,這種影響主要是由于橋梁施工中混凝土存在加載齡期小、各階段齡期相差大等原因引起的,要予以認(rèn)真研究,采用合理的、符合實(shí)際的徐變參數(shù)和計(jì)算模型。

2.4 施工監(jiān)測

預(yù)應(yīng)力混凝土檢測是施工監(jiān)控的最重要手段之一。檢測包括應(yīng)力檢測、變形監(jiān)測。因測量儀器、儀器安裝,測量方法數(shù)據(jù)采集、環(huán)境情況等存在誤差,所以,施工監(jiān)測總是存在誤差。

2.5 溫度變化對路橋預(yù)應(yīng)力混凝土質(zhì)量控制的影響

溫度變化對橋梁結(jié)構(gòu)的受力與變形影響很大,這種影響隨溫度的改變而時刻改變。在不同時刻的結(jié)構(gòu)狀態(tài)進(jìn)行測量,如果施工控制中忽略了溫度變化對橋梁的影響,那就必然難以得到結(jié)構(gòu)的真實(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù),從而也難以保證質(zhì)量控制的有效性,所以,預(yù)應(yīng)力混凝土施工中必須考慮溫度變化的影響。

3 路橋預(yù)應(yīng)力混凝土質(zhì)量控制

3.1 確保混凝土質(zhì)量

(1)混凝土施工前質(zhì)量控制。

材料的質(zhì)量和性能是直接影響工程質(zhì)量的主要因素,主要材料為碎石、水泥、添加劑等?；炷涟韬狭现杏玫墓橇习雌淞酱笮》譃榧?xì)骨料和粗骨料兩種,混凝土用的粗骨料,其最大顆粒粒徑不得超過構(gòu)件截面最小尺寸的 1/4,且不得超過鋼筋最小間距的 3/4,同時考慮到預(yù)拌混凝土泵送的特點(diǎn),最好將石子的最大粒徑控制在 31.5mm以下。水泥的品種及質(zhì)量是控制混凝土強(qiáng)度的關(guān)鍵之一,根據(jù)設(shè)計(jì)要求選用符合要求的水泥,水泥進(jìn)場時應(yīng)對其品種、級別、包裝或散裝倉號、出廠日期等進(jìn)行檢查,并應(yīng)對其強(qiáng)度、安定性及其他必要的性能指標(biāo)進(jìn)行復(fù)驗(yàn),其質(zhì)量必須符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)等規(guī)定。

(2)混凝土施工中質(zhì)量控制。

①配合比

影響混凝質(zhì)量的一個重要因素是混合料的拌和質(zhì)量,即配合比的確定,施工配合比應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)的混凝土強(qiáng)度等級和質(zhì)量檢驗(yàn)以及混凝土施工和易性等要求確定。充分考慮工程項(xiàng)目的特點(diǎn)、氣候條件、混凝土輸送方式等因素進(jìn)行配制

②混凝土攪拌

進(jìn)入拌和機(jī)的砂石料必須準(zhǔn)確過秤,磅秤使用前應(yīng)檢查校正。散裝水泥必須過秤,袋裝水泥,當(dāng)以袋計(jì)量時應(yīng)抽查其重量是否正確。嚴(yán)格控制加水量,每班開工前,根據(jù)天氣變化實(shí)測砂、石含水量并由工地實(shí)驗(yàn)室確定施工配合比。

③混凝土澆筑

澆筑混凝土?xí)r,應(yīng)注意防止混凝土的分層離析,混凝土拌合物運(yùn)至澆筑地點(diǎn)后,應(yīng)立即澆筑入模,混凝土由料斗,漏斗內(nèi)卸出進(jìn)行澆筑混凝土的高度不得超過 2m?；炷恋恼駬v應(yīng)由使用功率不小于 22kW的平板式振搗器,插入式振搗器和振動梁配套作業(yè)。澆筑混凝土應(yīng)連續(xù)進(jìn)行。如必須間歇時間宜縮短,應(yīng)在前層混凝土凝結(jié)之前,將次層混凝土澆筑完畢。混凝土運(yùn)輸、澆筑及間歇的全部時間不得超過規(guī)范規(guī)定,當(dāng)超過規(guī)定時間必須設(shè)置施工縫。混凝土在澆筑及靜置過程中,應(yīng)采取措施防止產(chǎn)生裂縫,混凝土因沉降及干縮產(chǎn)生的非結(jié)構(gòu)性的表面裂縫,應(yīng)在混凝土終凝前予以修整。

(3)混凝土施工后質(zhì)量控制。

混凝土表面修整完畢后應(yīng)進(jìn)行養(yǎng)生,使混凝土板在開放交通前具有足夠的強(qiáng)度和質(zhì)量,如果養(yǎng)護(hù)不好或養(yǎng)護(hù)不及時,混凝土發(fā)生脫水現(xiàn)象?；炷恋酿B(yǎng)護(hù)方法、時間與自然溫度、混凝土成分有關(guān),當(dāng)平均溫度高于 5℃的條件下,用適當(dāng)?shù)牟牧蠈炷帘砻婕右愿采w并澆水,應(yīng)在混凝土澆筑完畢后的 12h內(nèi)進(jìn)行,最少不得少于 7d。

3.2 預(yù)應(yīng)力管道安裝

預(yù)應(yīng)力管道安裝準(zhǔn)確與否直接影響到預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁梁體的受力情況能否符合設(shè)計(jì)要求,關(guān)系到橋梁完工后的運(yùn)行安全,是預(yù)應(yīng)力混凝土施工中的重點(diǎn)。在預(yù)應(yīng)力管道安裝施工、混凝土澆筑前,要嚴(yán)格控制管道位置、平順性、漏漿處、密封等。施工中要嚴(yán)格按照工序進(jìn)行預(yù)應(yīng)力孔道壓漿,預(yù)應(yīng)力孔道壓漿有兩個作用:一是保護(hù)預(yù)應(yīng)力筋不被銹蝕;二是保證預(yù)力筋和結(jié)構(gòu)共同工作;然而施工現(xiàn)場中卻存在預(yù)應(yīng)力孔道的壓漿不密實(shí)、不飽滿、漏灌和漏漿現(xiàn)象,已成為預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的通病。

為了防止孔道壓漿不密實(shí),可采取以下措施。

(1)在灌漿前應(yīng)以高壓水沖洗孔道,以除去雜物,使整個管道疏通和濕潤。

(2)配制高質(zhì)量的漿液,水泥應(yīng)選用強(qiáng)度等級不低于325MPa的普通硅酸鹽水泥,水泥凈漿應(yīng)具有良好的流動性,水泥凈漿水灰比應(yīng)控制在 0.35～0.45,最好能摻入適量的減水劑和微膨脹劑,以提高其流動性,減小水灰比,增加密實(shí)度。

(3)如果第一次壓漿不夠理想,可以進(jìn)行二次壓漿,第二次壓漿應(yīng)在第一次壓漿初凝后再進(jìn)行。

3.3 波紋管漏漿堵管的防治

波紋管漏漿堵管是指用通孔器檢查預(yù)應(yīng)力孔道時發(fā)現(xiàn)管內(nèi)出現(xiàn)堵塞情況或在混凝土澆筑前,管道內(nèi)先置的預(yù)應(yīng)力鋼束發(fā)生抽拉不動的現(xiàn)象。

波紋管漏漿堵管主要有以下防治措施。

(1)管材必須具備足夠的承壓強(qiáng)度和剛度,出現(xiàn)破損的管材不得使用。

(2)波紋管連接應(yīng)根據(jù)其號數(shù),選用配套的波紋管,連接時兩端波紋管必須擰至適當(dāng)?shù)牡胤?然后將接頭縫隙封閉嚴(yán)密。

(3)開始澆筑混凝土后,在混凝土初凝前,應(yīng)用通孔器檢查波紋管并不時拉動疏通。

3.4 張拉工藝質(zhì)量控制

根據(jù)專門調(diào)查資料,已通車的公路橋梁中,幾乎都存在由于張拉工藝不合適而產(chǎn)生裂縫的病害。現(xiàn)澆大跨度預(yù)應(yīng)力梁底板預(yù)應(yīng)力束一般采用一端張拉的工藝。根據(jù)規(guī)范規(guī)定,跨度≥30m以上的預(yù)應(yīng)力橋梁,均應(yīng)采用兩端對稱張拉工藝,才能滿足跨中有效預(yù)應(yīng)力和橋梁在恒載以及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。施工中應(yīng)合理選擇混凝土澆注后張拉時間,現(xiàn)設(shè)計(jì)上大都有不少于 5d齡期方可進(jìn)行張拉的規(guī)定。切不可在混凝土施工中摻加早強(qiáng)劑,來提高早期強(qiáng)度,因?yàn)榛炷翉?qiáng)度和彈性模量不是同步增長的,強(qiáng)度增長快,彈性模量增長慢,早期混凝土變形大,過早張拉預(yù)應(yīng)力會使預(yù)應(yīng)力損失增大,導(dǎo)致承載力不足,而使橋梁出現(xiàn)很多裂縫病害。

3.5 預(yù)防滑絲和斷絲

出現(xiàn)滑絲的主要原因有鋼絞線嚴(yán)重銹蝕、表面有雜物、油污等,或者工作夾片尺寸偏差大等。出現(xiàn)斷絲的原因主要有鋼絞線之間相互糾纏而發(fā)生受力不均或者鋼絞線受到機(jī)械損傷等。為了預(yù)防滑絲和斷絲超標(biāo),應(yīng)采取以下措施。

(1)施工中應(yīng)將鋼絞線的直徑偏差、橢圓度、硬度指標(biāo)納入檢查內(nèi)容,如偏差超標(biāo),質(zhì)量不穩(wěn)定,應(yīng)考慮更換產(chǎn)品供應(yīng)商。鋼絞線在運(yùn)輸和下料安裝時要注意保護(hù),減少損傷。

(2)夾片硬度除了檢查出廠合格證外,還要在現(xiàn)場對其進(jìn)行硬度、外觀等指標(biāo)進(jìn)行檢驗(yàn)。

(3)滑絲和斷絲若不超過規(guī)范數(shù)量,可以不進(jìn)行處理,若出現(xiàn)整束或大量滑絲斷絲,應(yīng)將錨頭取下,檢驗(yàn)并更換鋼束重新張拉。

4 結(jié) 語

為緩解我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來的交通問題,預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)在橋梁施工的應(yīng)用范圍將更加廣闊。預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁預(yù)制安裝施工質(zhì)量直接影響橋梁質(zhì)量、使用壽命和營運(yùn)安全,務(wù)必引起廣大從業(yè)人員的高度重視,將隱患消滅在萌芽狀態(tài),確保預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁少受病害的侵?jǐn)_,從根本上達(dá)到延長橋梁使用壽命目的。

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