我國的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)是在2O世紀(jì)5O年代發(fā)展起來的，最初試用于預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土軌枕，之后預(yù)應(yīng)力混凝土在全國范圍內(nèi)推廣。隨著我國高等級公路建設(shè)的不斷，預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)在公路橋梁工程中發(fā)展最快。橋梁上得到普遍的應(yīng)用。但就目前預(yù)應(yīng)力混凝土梁施工而言，仍存在很多問題，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。

 

一、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的施工特點(diǎn)

 

預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的施工，必須同時考慮施工時結(jié)構(gòu)受力情況和現(xiàn)場施工條件，而采取相應(yīng)的施工方法。如對于大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁、T型鋼構(gòu)、斜拉橋，往往采用懸劈掛籃無支架施工方法，即在橋墩兩邊平衡懸臂分節(jié)段澆筑混凝土，后期節(jié)段是靠己澆節(jié)段來支撐，各節(jié)段經(jīng)歷澆筑、張拉、不斷地加載(移動掛籃)等過程，逐步完成全橋的施工。自架設(shè)體系的懸臂施工法，使這種橋型的結(jié)構(gòu)性能和施工特點(diǎn)達(dá)到高度的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，且每一節(jié)段均充分發(fā)揮了預(yù)應(yīng)力的作用，實(shí)現(xiàn)了荷載平衡。節(jié)段懸臂施工法是預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工技術(shù)發(fā)展的結(jié)果，是預(yù)應(yīng)力等效荷載觀點(diǎn)的直接體現(xiàn)，它為大跨度橋梁在世界各地的迅速發(fā)展，開辟了新的途徑。

 

二、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)

 

預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，具有下列主要優(yōu)點(diǎn)：

 

1、改善使用階段的性能。受拉和受彎構(gòu)件中采用預(yù)應(yīng)力，可延緩裂縫出現(xiàn)并降低較高荷載水平時的裂縫開展寬度；采用預(yù)應(yīng)力，也能降低甚至消除使用荷載下的撓度，因此，可跨越大的空間，建造大跨結(jié)構(gòu)。

 

2、提高受剪承載力�？v向預(yù)應(yīng)力的施加可延緩混凝土構(gòu)件中斜裂縫的形成，提高其受剪承載力。

 

3、改善卸載后的恢復(fù)能力�；炷�土構(gòu)件上的荷載一旦卸去，預(yù)應(yīng)力就會使裂縫完全閉合，大大改善結(jié)構(gòu)構(gòu)件的彈性恢復(fù)能力。

 

4、提高耐疲勞強(qiáng)度。預(yù)應(yīng)力作用可降低鋼筋中應(yīng)力循環(huán)幅度，而混凝土結(jié)構(gòu)的疲勞破壞一般是由鋼筋的疲勞(而不是由混凝土的疲勞)所控制的。

 

5、能充分利用高強(qiáng)度鋼材，減輕結(jié)構(gòu)自重。在普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中， 由于裂縫和撓度問題，如使用高強(qiáng)度鋼材，不可能充分發(fā)揮其強(qiáng)度。例如，1860Mpa級的高強(qiáng)鋼絞線，如用于普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，鋼材強(qiáng)度發(fā)揮不到20％，其結(jié)構(gòu)性能早己滿足不了使用要求，裂縫寬，撓度大；而采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，不僅可控制結(jié)構(gòu)使用階段性能，而且能充分利用高強(qiáng)度鋼材的潛能。這樣，采用預(yù)應(yīng)力，可大大節(jié)約鋼材用量，并減小截面尺寸和混凝土用量，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

 

6、可調(diào)整結(jié)構(gòu)內(nèi)力。將預(yù)應(yīng)力筋對混凝土結(jié)構(gòu)的作用作為平衡

 

全部和部分外荷載的反向荷載，成為調(diào)整結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形的手段。因此，現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力混凝土是解決建造大(大跨度、大空間建筑一工藝上和使用上要求的)、高(高層建筑、高聳結(jié)構(gòu))、重(重荷載、重型結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu))、特(特種結(jié)構(gòu)一水池、電視塔、安全殼)等類建筑結(jié)構(gòu)和工程結(jié)構(gòu)物的不可缺少的、重要的結(jié)構(gòu)材料和技術(shù)。

 

預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)也存在著一些缺點(diǎn)：

 

l、工藝較復(fù)雜，質(zhì)量要求高， 因而需要配備一支技術(shù)較熟練的專業(yè)隊(duì)伍。

 

2、需要有一定的專業(yè)設(shè)備，如張拉機(jī)具、灌漿設(shè)備等。

 

3、預(yù)應(yīng)力反拱不易控制，它將隨混凝土的徐變增加而加大，可能影響結(jié)構(gòu)使用效果。

 

4、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的開工費(fèi)用較大，對于跨徑小、構(gòu)件數(shù)量少的工程，成本較高。

 

 

 

三、橋梁預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)施工中常見的問題及防治策略

 

1、欠張拉、過張拉處理調(diào)整：

 

依據(jù)設(shè)計(jì)文件圖紙所用鋼絞線的規(guī)格型號，可知標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)力強(qiáng)度fpk截面積A、彈性模量Ep、松弛率3.5%、松弛系數(shù)§、錨具變形、鋼絞線回縮、管道摩擦系數(shù)u、孔道偏差系數(shù)K、張拉鋼絞線張拉夾角θ、通過數(shù)學(xué)公式計(jì)算出伸長值ΔL、并且實(shí)際伸長值與理論伸長值的偏差應(yīng)控制在6%之內(nèi)，再通過對《千斤頂檢驗(yàn)報(bào)告》的回歸方程計(jì)算出初應(yīng)力、控制力讀數(shù)。并把詳細(xì)的計(jì)算過程書報(bào)其相關(guān)部門審查，以防失誤。

 

預(yù)應(yīng)力張拉次序應(yīng)符合設(shè)計(jì)圖紙要求，張拉操作時應(yīng)使結(jié)構(gòu)受力均勻、同步、不產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)、側(cè)彎，不得使砼超應(yīng)力、使構(gòu)件產(chǎn)生過大的附加內(nèi)力及變形等進(jìn)行調(diào)整，按規(guī)范持荷、錨固、封錨。

 

2、波紋管孔道漏漿原因分析及處理

 

波紋管易于制作，便于施工，對各種形狀的預(yù)應(yīng)力筋束張拉時摩阻力小，故大多數(shù)后張法施工的預(yù)應(yīng)力筋的孔道多由它做成。由于當(dāng)前波紋管強(qiáng)度、剛度大多數(shù)達(dá)不到要求，在安裝和澆筑砼時易變形和破損，使砂漿漏入孔道造成預(yù)應(yīng)力筋穿束困難，并增大預(yù)應(yīng)力筋張拉時的摩阻力，由于砂漿的流入，往往造成預(yù)應(yīng)力筋鑄固在孔道內(nèi)無法進(jìn)行張拉作業(yè)。波紋管安裝時，因非預(yù)應(yīng)力筋位置妨礙，又兼波紋管的剛度差，易形成彎折角或管軸線偏位，在彎折角處咬邊容易開裂造成漏漿；軸線偏位易造成轉(zhuǎn)角增加，使張拉時的摩阻損失增加，波紋管與錨墊板相接處，二者軸線不一致，易造成彎折處咬邊開裂漏漿，兩根波紋管相接，接頭管的長度不夠或直徑太大， 使接頭不嚴(yán)也造成漏漿。在砼澆筑中，振搗棒與波紋管相接觸，因振搗時振搗棒高速旋轉(zhuǎn)和振動，易使波紋管咬口開裂或自身磨損沖擊開洞，造成沙漿漏入波紋管內(nèi)。

 

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。

 

可采取以下預(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。

 

3、預(yù)應(yīng)力筋在波紋管內(nèi)的鑄固和處理

 

現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁的施工中，每跨中的預(yù)廊力筋多是曲線形的，當(dāng)一次澆筑砼的連續(xù)箱梁跨數(shù)多于兩跨時，必須先將預(yù)應(yīng)力筋穿入到波紋管內(nèi)，待澆筑砼達(dá)到?jīng)]計(jì)要求強(qiáng)度后，張拉并用錨具錨固預(yù)應(yīng)力筋。先穿柬的預(yù)臆力筋，往往由于穿筋和砼澆筑工藝處理不善，在砼澆筑作業(yè)中因波紋管漏漿被鑄固，在對結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力筋張拉時，不能自由的拉動，這種現(xiàn)象稱為頂應(yīng)力筋在波紋管內(nèi)鑄固。

 

頂應(yīng)力筋的鑄同，根據(jù)對其張拉時拉動力的大小可分為輕度和重度兩類，在千斤頂拉動預(yù)應(yīng)力筋的拉力為預(yù)應(yīng)力筋的摩阻力1．3倍以下時，該鑄固稱為輕度鑄固。輕度鑄固有的漏漿處較多，但每處漏漿量均不大，漏漿在波紋管內(nèi)，但預(yù)廊力筋在一定拉力下尚可活動；有的局部漏漿較多，預(yù)應(yīng)力筋和波紋管固結(jié)在一起，但漏漿體積相對整個孔道仍很小，通過較大的拉力拉開后。預(yù)應(yīng)力筋仍可在孔道內(nèi)來回活動。這種鑄固，預(yù)應(yīng)力筋張拉作業(yè)時。其摩阻力增加較多。

 

嚴(yán)重的鑄固則是在較大的拉力作用下，甚至在全部預(yù)應(yīng)力筋總張拉力的作用下。仍不會將鑄同的預(yù)應(yīng)力筋拉開。預(yù)應(yīng)力張拉作業(yè)中，若出現(xiàn)波紋管和預(yù)應(yīng)力筋的輕度鑄固，常常在預(yù)廊力筋實(shí)施張拉作業(yè)前，不安裝工作錨夾片，用張拉千斤頂由兩端分別交替張拉項(xiàng)應(yīng)力筋，使其鑄固的項(xiàng)應(yīng)力筋在波紋管內(nèi)松動后。并可在外力作用下自由移動。對于嚴(yán)重鑄同的孔道，必須找到鑄同的部位，將箱粱結(jié)構(gòu)砼鑿開清理干凈波紋管內(nèi)的灰漿，然后再經(jīng)修復(fù)后，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋的張拉作業(yè)。

 

4、鋼絞線滑絲、斷絲

 

通過預(yù)應(yīng)力束張拉后檢查，來判斷張拉后是否有滑絲、斷絲現(xiàn)象。遇到這種情況，應(yīng)根據(jù)滑絲、斷絲情況，采取相應(yīng)的施工手段。如果受損根數(shù)少， 根據(jù)比例，適當(dāng)?shù)爻瑥埨�：如果�?shù)量多，超張拉無法解決問題，應(yīng)更換鋼絞線，重新張拉。

 

分析滑絲原因可能有以下幾種：預(yù)應(yīng)力鋼絞線生銹太厲害或表面有水泥、油污、雜物等；工作夾片中的絲出現(xiàn)生銹、油污、雜物或夾片里的絲被損傷；工作夾片的尺寸不合格(尺寸大)；千斤頂被其他工具所抵觸而受力不均。常見的處理方法：用千斤項(xiàng)拉出滑絲的鋼絞線，取出舊夾片，換上新夾片，再用千斤頂張拉到設(shè)計(jì)要求。

 

分析斷絲原因可能有以下幾種：出現(xiàn)鋼絞線相絞纏而發(fā)生受力不均，導(dǎo)致個別鋼絞線張拉力太大，而出現(xiàn)拉斷絲現(xiàn)象；鋼絞線在運(yùn)輸中受到機(jī)械損傷。如果斷絲根數(shù)超過設(shè)計(jì)范圍，應(yīng)作處理，具體處理方法：一般用千斤頂將鋼絞線全部卸載后，換上新鋼絞線后，重新穿束張拉。張拉完成后，為防止預(yù)應(yīng)力損失，在48h內(nèi)必須完成壓漿工作。

 

5、過長的扁波紋管孔道在施工中的問題及改進(jìn)

 

扁波紋管由圓波紋管通過壓扁制成，在壓制過程中，其各個轉(zhuǎn)角和長軸中心附近的接縫咬口都會有不同程度的翹起，形成使灰漿進(jìn)入波紋管內(nèi)的通道，在箱梁砼澆筑中就可能有灰漿進(jìn)入。

 

現(xiàn)澆箱梁一聯(lián)長度較大，波紋管的短軸只有19mm，當(dāng)其在鋼筋骨架中安裝時，由于其平順性差、預(yù)應(yīng)力孔道較長且有不少接頭，難免發(fā)生一些咬口處開裂加大。當(dāng)Oj15．2O的鋼絞線穿入有咬口翹起的波紋管內(nèi)時，難免會有碰撞，這就加大了咬口的縫隙。同時，由于穿鋼絞線時摩擦力會使波紋管薄弱處出現(xiàn)孔洞，這就更加大了砼澆筑時灰漿進(jìn)入的機(jī)會。

 

因灰漿進(jìn)入形成許多局部對預(yù)應(yīng)力筋的鑄固，在張拉作業(yè)中，預(yù)應(yīng)力筋因在孔道內(nèi)鑄固，形成一些段的預(yù)應(yīng)力筋不能被張拉，出現(xiàn)了預(yù)應(yīng)力筋張拉時的實(shí)測伸長值遠(yuǎn)低于理論計(jì)算伸長值的結(jié)果，使預(yù)應(yīng)力筋起不到對梁體結(jié)構(gòu)防裂的效果。

 

另外，因扁波紋管的面積和預(yù)應(yīng)力筋的面積比較小，又加孔道內(nèi)出現(xiàn)了局部鑄固，孔道灌漿不能完全充滿孔道，這樣一旦錨具錨固失靈，預(yù)應(yīng)力筋難以靠孔道灰漿將其錨固，防止箱梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的預(yù)應(yīng)力既完全消失。

 

對以上問題，現(xiàn)澆箱梁為防止結(jié)構(gòu)裂縫，建議在砼施工工藝上改為每2～3跨澆筑一次砼，張拉預(yù)應(yīng)力筋。若將幾跨連接成一聯(lián)，預(yù)應(yīng)力筋的連接應(yīng)采用連接器來完成。預(yù)應(yīng)力孔道用的波紋管，當(dāng)其長度超過25m時，建議改為圓形波紋管，預(yù)應(yīng)力錨具相應(yīng)的作一些改變。若仍擬整聯(lián)箱梁一次澆筑砼，預(yù)應(yīng)力筋用通長束，建議預(yù)應(yīng)力筋孔道用圓形波紋管，預(yù)應(yīng)力錨具相應(yīng)的變更，這樣從防止漏漿和預(yù)應(yīng)力筋張拉錨固效果上，均會比扁波紋管好得多。另外，圓形孔道的灌漿比扁孔道易飽滿，且灰漿面積和預(yù)應(yīng)力筋面積的比值也大，灌筑效果比扁形波紋管好，一旦錨固失靈，其錨固效果比扁波紋管要好些。

 

總而言之，預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)在公路橋梁工程中的具有很大的優(yōu)勢，應(yīng)用普遍。只有做好各種預(yù)案措施，才能保障工程順利施工。從而提高了施工效率，縮短施工周期。