橋梁預(yù)應(yīng)力施工常見問(wèn)題及防治技術(shù)研究

程 蔚 菘， 賀 燕 平

(中國(guó)水利水電第七工程局有限公司 第一分局，四川 彭山 620860)

1 概 述

韓灘雙島大橋全長(zhǎng)1.6 km，引橋采用混凝土現(xiàn)澆連續(xù)梁；連續(xù)梁?jiǎn)畏L(zhǎng)度達(dá)169 m，高2.8 m，預(yù)應(yīng)力束多達(dá)190束，線型曲折起伏，鋼筋、波紋管密集，鋼絞線穿束困難；單幅混凝土方量達(dá)2 700 m3，箱室內(nèi)混凝土升溫快，溫度高，箱室內(nèi)外養(yǎng)護(hù)難度大；梁體張拉、壓漿安全質(zhì)量控制難度大。

在預(yù)應(yīng)力施工過(guò)程中，比較常見的問(wèn)題有：

(1)錨后混凝土強(qiáng)度不足。

(2)預(yù)應(yīng)力張拉過(guò)程中發(fā)生夾片滑絲,鋼束斷絲。

(3)長(zhǎng)束預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉的伸長(zhǎng)量不能滿足設(shè)計(jì)要求。

(4)預(yù)應(yīng)力孔道漏漿、堵塞、壓漿不飽滿等通病。

筆者通過(guò)對(duì)韓灘雙島大橋及其他橋梁工程采用后張法預(yù)應(yīng)力施工過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題成因進(jìn)行分析，有針對(duì)性的提出了相應(yīng)的防治措施,以積累預(yù)應(yīng)力混凝土梁工程的施工經(jīng)驗(yàn),逐步提升預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)在橋梁工程中的應(yīng)用水平。

2 預(yù)應(yīng)力施工常見問(wèn)題的成因及防治措施

2.1 錨后混凝土強(qiáng)度不足

2.1.1 錨后混凝土強(qiáng)度不足的原因分析

(1)澆筑過(guò)程中局部出現(xiàn)振搗缺陷(過(guò)振、延遲振搗、漏振等)。由于施工人員未嚴(yán)格按技術(shù)交底進(jìn)行施工，不能準(zhǔn)確把握澆筑及振搗的關(guān)鍵部位，導(dǎo)致局部過(guò)振或漏振。

(2)張拉錨固塊位置鋼筋過(guò)密造成振搗困難而出現(xiàn)振搗缺陷，導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度不足。

(3)養(yǎng)護(hù)措施未做到位，進(jìn)而影響到混凝土強(qiáng)度上升。混凝土澆筑完成后，對(duì)灑水養(yǎng)護(hù)的暗角未及時(shí)采取養(yǎng)護(hù)措施，進(jìn)而影響到局部強(qiáng)度上升。

(4)氣溫的影響。一般混凝土在18 ℃～23 ℃之間進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù),氣溫越高，混凝土水化熱越快，強(qiáng)度上升越快；反之，越慢。不同季節(jié)對(duì)混凝土強(qiáng)度上升的齡期不同，不能以點(diǎn)代面地確定預(yù)應(yīng)力混凝土強(qiáng)度，提前進(jìn)行張拉。

2.1.2 錨后混凝土強(qiáng)度不足的防治措施[1]

(1)施工人員進(jìn)場(chǎng)后，對(duì)混凝土振搗工進(jìn)行培訓(xùn)，做到每關(guān)鍵部位倉(cāng)號(hào)都進(jìn)行有針對(duì)性的技術(shù)交底,并對(duì)交底人員進(jìn)行考核。

(2)混凝土澆筑時(shí)，對(duì)振搗工進(jìn)行明確的分工，實(shí)行責(zé)任制、振搗獎(jiǎng)罰制，提高工人的責(zé)任心與積極性。

(3)在模板底部、張拉槽口底部設(shè)置排渣口,每倉(cāng)鋼筋、模板完成后對(duì)倉(cāng)內(nèi)進(jìn)行沖洗,從排渣口排除雜物；對(duì)鋼筋密集區(qū)合理調(diào)整鋼筋的布置間距，提前安裝下料槽或預(yù)留下料口，選擇適用性振搗棒進(jìn)行振搗。

(4)澆筑完成后，應(yīng)及時(shí)收面并覆蓋、灑水養(yǎng)護(hù)(氣溫低于5℃時(shí)，應(yīng)采取保溫措施，不得向混凝土面直接灑水)，覆蓋土工布時(shí)應(yīng)在混凝土面配設(shè)走道板進(jìn)行覆蓋養(yǎng)護(hù)，不得直接在混凝土面上踩踏，以免破壞混凝土表面。

對(duì)模板覆蓋的部位要保持模板濕潤(rùn)，并對(duì)陰暗角落養(yǎng)護(hù)不到位的位置進(jìn)行人工或接入水管噴淋養(yǎng)護(hù)。

在混凝土澆筑后強(qiáng)度未達(dá)到2.5 MPa之前，不允許行人、運(yùn)輸工具、模板支墊等荷載碾壓，嚴(yán)禁提前拆模。

(5)氣溫條件不滿足正常養(yǎng)護(hù)時(shí)，采用薄膜加棉布進(jìn)行覆蓋保溫養(yǎng)護(hù)，待其達(dá)到一定齡期后，按照設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力張拉強(qiáng)度提前對(duì)同條件試塊進(jìn)行試壓，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)混凝土進(jìn)行回彈檢測(cè)，確保每處混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)張拉強(qiáng)度后方能進(jìn)行張拉。

2.2 預(yù)應(yīng)力張拉過(guò)程中發(fā)生夾片滑絲、鋼束斷絲

2.2.1 預(yù)應(yīng)力張拉過(guò)程中發(fā)生夾片滑絲、鋼束斷絲的原因分析[2]

(1)使用的鋼絞線尺寸與設(shè)計(jì)尺寸不匹配，出現(xiàn)夾片與鋼絞線咬合力不足的情況，張拉容易出現(xiàn)鋼絞線斷絲、夾片滑絲。

(2)預(yù)應(yīng)力人工穿束時(shí)，每根鋼束松弛度不一致，穿束時(shí)中間出現(xiàn)互相交叉、打絞而造成每根預(yù)應(yīng)力束受力不均導(dǎo)致鋼束斷絲。

(3)錨具和夾片尺寸不標(biāo)準(zhǔn)，夾片硬度不夠或夾片與鋼絞線不匹配而造成滑絲、斷絲。

(4)錨墊板安裝傾斜，出現(xiàn)鋼絞線在孔洞處折彎的情況而造成張拉時(shí)斷絲。

(5)鋼束穿入預(yù)留孔道時(shí)間過(guò)早，對(duì)孔道口、外漏鋼絲實(shí)施的保護(hù)措施不足，水分進(jìn)入孔道而造成鋼束銹蝕，水泥漿飛濺在鋼絲上未及時(shí)進(jìn)行更換或清理而造成張拉施工時(shí)出現(xiàn)滑絲、斷絲。

(6)張拉機(jī)械油壓控制不精準(zhǔn)出現(xiàn)張拉力過(guò)大的情況而容易產(chǎn)生夾片滑絲或鋼絲斷絲。

2.2.2 張拉過(guò)程中發(fā)生滑絲、斷絲問(wèn)題的防治措施

(1)鋼絞線、錨具、夾片等材料進(jìn)場(chǎng)時(shí)必須提供產(chǎn)品合格證及材質(zhì)證書并及時(shí)送檢，在取得第三方材質(zhì)合格認(rèn)證報(bào)告后，才能配套進(jìn)行使用；若遇不合格產(chǎn)品時(shí)必須更換合格的產(chǎn)品。

(2)進(jìn)行人工穿束時(shí)，應(yīng)提前安裝定位器，對(duì)長(zhǎng)束預(yù)應(yīng)力應(yīng)適當(dāng)在波紋管中開口檢查鋼絞線是否交叉，穿束完成后先由人工進(jìn)行預(yù)緊,以減少?gòu)埨瓡r(shí)的受力不均。

(3)錨具的安裝必須緊貼錨墊板，安裝千斤頂時(shí)必須保證其與工作錨、工具錨在三點(diǎn)一線上。[3]

(4)澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)防止混凝土進(jìn)入波紋管；振搗時(shí)，防止振搗棒直接觸擊波紋管管壁；進(jìn)行電焊時(shí)，對(duì)于有燒破波紋管管壁的及時(shí)使用玻璃膠或粘膠帶進(jìn)行封堵包裹；對(duì)于管口相接位置，必須做到密封、牢固、不容易脫開和漏漿。

(5)張拉前，對(duì)張拉端頭進(jìn)行清理，若有銹蝕的鋼束應(yīng)及時(shí)更換。

(6)張拉前，需經(jīng)有資質(zhì)的單位檢驗(yàn)標(biāo)定千斤頂和液壓油表，并按規(guī)范要求(每頂200次，6個(gè)月1周期)進(jìn)行定期的重新檢驗(yàn)標(biāo)定，張拉時(shí)盡量選擇智能張拉設(shè)備進(jìn)行張拉，以確保張拉力控制精度[4]。

2.3 長(zhǎng)束預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉的伸長(zhǎng)量不滿足設(shè)計(jì)要求

2.3.1 較長(zhǎng)束預(yù)應(yīng)力張拉的伸長(zhǎng)量不滿足設(shè)計(jì)要求的原因分析

(1)預(yù)應(yīng)力孔道的預(yù)留位置與設(shè)計(jì)位置不符合，出現(xiàn)張拉的實(shí)際伸長(zhǎng)量與理論伸長(zhǎng)量差異大的情況。

(2)孔道堵塞引起摩阻增大對(duì)張拉力損失量大。如澆筑混凝土?xí)r出現(xiàn)漏漿、孔道雜物未清理即進(jìn)行穿束，導(dǎo)致后期因張拉摩阻大而損失張拉力引起的伸長(zhǎng)量不滿足要求。

(3)鋼束對(duì)稱張拉兩端張拉力值不平衡或張拉力先后達(dá)到臨界值而出現(xiàn)兩端伸出量差值較大的情況，導(dǎo)致總伸長(zhǎng)量不滿設(shè)計(jì)要求[5]。

(4)張拉過(guò)程中，應(yīng)按設(shè)計(jì)給定的分段(10%、50%、100%)進(jìn)行張拉保壓，張拉速度過(guò)快容易產(chǎn)生伸長(zhǎng)量計(jì)算誤差。

2.3.2 較長(zhǎng)束預(yù)應(yīng)力張拉的伸長(zhǎng)量不滿足設(shè)計(jì)要求的防治措施

(1)預(yù)應(yīng)力孔道的定位必須按照設(shè)計(jì)給定的坐標(biāo)設(shè)置卡具進(jìn)行波紋管道定位并安裝定位鋼筋、防爆卡環(huán)或定位網(wǎng)片，定位點(diǎn)距離平直段的距離不大于50 cm，曲線段不大于30 cm并定位牢固，曲線段位置應(yīng)安裝平滑，澆筑時(shí)注意振搗，嚴(yán)禁觸碰波紋管以免偏位和損傷波紋管。

(2)波紋管安裝時(shí)，對(duì)接頭應(yīng)采用大半個(gè)號(hào)的管進(jìn)行連接，搭接頭長(zhǎng)度至少為50 cm，四周采用膠帶進(jìn)行包裹密封。在混凝土澆筑前對(duì)波紋管進(jìn)行驗(yàn)收檢查，發(fā)現(xiàn)有孔洞的位置應(yīng)當(dāng)及時(shí)包裹，混凝土澆筑時(shí)應(yīng)由專人對(duì)鋼束進(jìn)行抽動(dòng)，避免水泥漿進(jìn)入管道發(fā)生堵塞，發(fā)現(xiàn)有漏漿時(shí)應(yīng)及時(shí)采取有效措施進(jìn)行處理。

(3)穿束時(shí)使用特制工具對(duì)每根鋼束進(jìn)行編號(hào)，按編號(hào)對(duì)兩端鋼束進(jìn)行對(duì)位，安裝錨墊板時(shí)應(yīng)按設(shè)計(jì)要求固定好位置，澆筑混凝土?xí)r應(yīng)保護(hù)好錨墊板板面，確保錨具安裝平整，在張拉過(guò)程中發(fā)現(xiàn)錨具傾斜時(shí)應(yīng)及時(shí)墊鋼板以保證鋼束受力均衡；若傾斜則立即放張，調(diào)整錨具位置后再重新進(jìn)行張拉。

(4)張拉過(guò)程中的數(shù)據(jù)記錄一定要精確，按要求進(jìn)行計(jì)算。

2.4 預(yù)應(yīng)力管道堵塞、壓漿不飽滿等通病

2.4.1 預(yù)應(yīng)力管道堵塞、壓漿不飽滿等通病的產(chǎn)生原因分析

(1)波紋管安裝好后，鋼筋焊接火花濺到波紋管壁或混凝土施工振搗觸碰到波紋管而導(dǎo)致其破裂使?jié){液進(jìn)入管道內(nèi)。

(2)壓漿時(shí)封錨不嚴(yán)實(shí)、壓漿時(shí)錨具處漏漿而導(dǎo)致孔道壓漿不飽滿。

(3)壓漿時(shí)壓力不夠或出漿口封堵不嚴(yán)而導(dǎo)致漿液未凝固前部分流失，出現(xiàn)壓漿不飽滿的情況。

(4)為施工方便，漿體未嚴(yán)格按照配比進(jìn)行拌和，漿液過(guò)稀而導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力上弧段漿體濃度不足，水分蒸發(fā)后，出現(xiàn)漿體不飽滿的情況。

(5)原材料不符合要求，壓漿料未添加膨脹劑，導(dǎo)致出現(xiàn)壓漿不飽滿的情況。

2.4.2 預(yù)應(yīng)力孔道堵塞、壓漿不飽滿等通病的防治措施

(1)在施工過(guò)程中，應(yīng)避免振搗混凝土?xí)r直接觸擊波紋管。

(2)進(jìn)行焊接時(shí)，應(yīng)防止電焊火花飛濺到波紋管的管壁，如有燒破的情況發(fā)生，立即用膠帶進(jìn)行密封。

(3)管道中間接頭、管道與錨墊板的接頭應(yīng)做到不透光且牢固，不易脫開和有孔隙。

(4)在混凝土將要終凝時(shí)，采用注水的方式檢查管道是否塞堵，并用通孔器檢查管道是否暢通。

(5)穿束前，可以在波紋管內(nèi)穿入一根塑料內(nèi)襯管，待張拉前再抽出內(nèi)襯管，防止?jié)仓r(shí)管道堵塞。

(6)孔道壓漿前，采用注漿機(jī)注水沖洗預(yù)應(yīng)力管道，排除孔道內(nèi)的顆粒、粉狀渣等雜物，保證孔道通順。沖洗后用風(fēng)機(jī)或空壓機(jī)進(jìn)行排水，但要保持預(yù)應(yīng)力孔道濕潤(rùn)，以使壓漿料與孔壁結(jié)合良好。

(7)壓漿時(shí)，應(yīng)保證壓漿壓力不大于0.8 MPa。可以采取智能壓漿系統(tǒng)進(jìn)行壓漿，配套使用真空設(shè)備輔助壓漿，根據(jù)智能壓漿系統(tǒng)自動(dòng)按配比進(jìn)行拌料，自動(dòng)控制壓力進(jìn)行壓漿并自動(dòng)保壓。

(8)對(duì)壓漿原材料進(jìn)行進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收、送檢試驗(yàn)，檢查其是否符合壓漿技術(shù)要求，待其符合要求后再投入使用。

(9)施工過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)管理人員應(yīng)嚴(yán)格按照試驗(yàn)配比進(jìn)行監(jiān)督、控制；對(duì)于采用智能機(jī)械攪拌的應(yīng)隨時(shí)校核機(jī)械秤，對(duì)拌制配比的數(shù)據(jù)經(jīng)常進(jìn)行檢查、取樣試驗(yàn)檢測(cè)，以保證施工質(zhì)量符合要求。

3 結(jié) 語(yǔ)

由于預(yù)應(yīng)力混凝土施工工藝水平有區(qū)域差異，在施工過(guò)程中將產(chǎn)生不同程度的缺陷，從而影響到混凝土結(jié)構(gòu)的壽命，因此，做好混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工過(guò)程的精心管控，不斷進(jìn)行施工總結(jié)，提高施工技術(shù)質(zhì)量管理水平，改進(jìn)施工工藝，積極引進(jìn)新型、高級(jí)設(shè)備進(jìn)行輔助施工，才能更好地提

高結(jié)構(gòu)的耐久性、安全性和可靠性，實(shí)現(xiàn)梁體在設(shè)計(jì)年限內(nèi)的安全使用目標(biāo)。