1、浅谈混凝土桥梁施工技术 摘要 : 结合工程的实践状况，本文拟就影响后张法预应力混凝土桥梁施工质量控制过程中可能出现的混凝土质量、耐久性及预应力张拉质量等方面进行讨论和分析，浅析有关预应力混凝土桥梁的施工技术。仅供参考。 关键词混凝土；耐久性；预应力张拉；质量控制 1 混凝土质量保证 混凝土应保证具有设计要求的强度、良好的和易性及泌水性 , 且质量均匀性要好。影响混凝土质量的因素有配合比、搅拌、运输、浇注、振捣、养生等环节。其中混凝土配合比是控制其质量的最重要因素 , 在满足其施工要求的情形下 ,应尽量减少单位用水量 , 相应地也减少单位水泥用量 , 从而减少混凝土水化热 , 减少由于混凝土的徐
2、变与收缩而引起的预应力损失和施加预应力之前的收缩裂缝。因此混凝土施工质量控制中 , 要把其作为一个关键点来实行控制。 此外 , 混凝土振捣的好坏 , 直接影响到预应力混凝土桥梁施工质量的优劣。混凝土 施工的欠振、漏振、过振 , 均会影响混凝土的内在和外在质量 , 将导致混凝土出现蜂窝麻面甚至狗洞等质量低劣现象。因此在混凝土浇筑施工质量控制中 , 要依结构部位的不同 , 采用不同型号的振捣器以满足振捣密实的要求 , 严格控制混凝土的施工层厚、振捣密度及振捣时间等。 混凝土工程中的耐久性问题 强度和耐久性是混凝土结构的两个重要指标 , 因以往工程中习惯上只重视混凝土的强度 , 或片面追求高强度而忽
3、视混凝土的耐久性。混凝土的耐久性是使用期内结构保证正常功能的能力 , 关系结构物的使用寿命 , 随着结构物老化 和环境污染的加重 , 混凝上耐久性问题已引起了各主管部门和广大设计、施工部门的重视。 曾有调查表明 , 国内大多数工业建筑在使用 25 一 30 年后即需大修 , 处于严酷环境下的建筑物的使用寿命仅 15一 20年 , 其中以桥梁为代表的基础设施工程尤其严重。许多工程建成后几年就出现钢筋锈蚀、混凝土开裂有专家指出 ,我国大干基础设施工程建设的高潮还需延续 ,而由于忽视耐久性问题 , 迎接我们的还会有大修的高潮其耗费将倍增于工程建设时的投资。而其原因却往往是由于混凝土耐久性不足引起的。
4、 3 预应力张拉施工质量控制 为了避免钢筋混凝土结构的裂缝过早出现，充分利用高强度钢筋及高强度混凝土，设法在混凝土结构或构件承受使用荷载前，预先对受拉区的混凝土施加压力后的混凝土就是预应力混凝土。 预应力张拉是预应力混凝土桥梁施工中最关键的项点 , 也是技术性很强的工序 , 其施工质量的好坏将直接影响到桥梁结构的抗裂性、可靠性 , 甚至影响到桥梁结构的使用安全性。它是一项隐蔽工程 , 因为预应力钢束张拉灌浆后就很难再进行检查和补救 , 因此预应力张拉施工要在预应力钢束隐蔽之前进行严格的质量控制。 3. 1 预应力管道安装 预应力管道安装准确与否直接影响到梁体的受力情况与设计是否一致 , 关系到
5、桥梁施工质量 , 是预应力施工中的重点。在管道安装过程中 , 主要需加强对管道定位进行控制 , 避免混凝土浇筑时出现管道上浮及漏浆现象。预应力管道安装施工、混凝土灌筑前 , 要严格对以下项点进行控制 , 管道位置是否正确、平顺性如何、有 无漏浆处 , 是否严格密封等。 预应力管道不平顺所增加的摩阻计算分析。预应力管道 A B 长为 l。其施工偏距为 e,如图 1 所示。 由简单的几何关系 , 可得 : A 点 B 点的总偏角为： xb=4 则摩阻率为 : 由上述关系式 , 可得由于预应力管道不平顺所产生的摩阻率 , 其计算结果 (按规范取 K= 0. 003、 u= 0. 35) 列于表 1。
6、 表 1预应力管道不平顺时的计算摩阻率 % 按现行施工规范 , 在钢绞线 2m 范围内 , 竖向存在 4 cm 的施工误差是正常的。由上表可以看出 , 钢绞线的摩阻率由设计的 0. 6% 增加至 11. 13%。实际施工中还更大 , 因上述计算中未考虑横向施工误差引起的摩阻力增加。施工中 ,为使预应力管道平顺 , 降低摩阻力损失 , 可采取以下措施 : 加密定位网 , 如隔 0. 5 m 设一定位网 ,且与钢筋骨架绑扎牢固 ; (2) 将预应力管道与定位网绑扎牢固 , 使管道上下左右不能移动 , 如此可保证预应力管道圆顺 , 避免混凝土浇筑时波纹管上浮而引起严重的质量事故 , 确保预应力管道位
7、置准确。 3. 2 预应力张拉施工 预应力张拉施工是后张法预应力混凝土桥梁施工的关键之关键 , 其施工质量控制的好坏关系到桥梁结构的使用性能及运营安全 , 是预应力混凝土桥梁施工质量控制的最关键项点。 预应力张拉施工前 , 要做好以下准备工作 : 预应力材质检验 ; 千斤顶标定 ; 必要时要进行预应力管道摩阻试验。如采用悬臂灌筑等施工方法施工的长钢束 , 由于节段施工误差、长钢束多次变化走向等引起预应力摩阻力的大大增加。 (1) 张拉施工准备工作 预应力材料检验现场施工中 , 要严格进行预应力材料进场检验。其中钢绞线检验报告单必须包括面积、弹性模量等关键项 , 因为预应力张拉施工中 , 设计文
8、件中提供的理论伸长量要依实测数据进行调整。经检验合格的产品方可使用。 千斤顶标定除严格按施工规范要求进 行外 , 标定时要注意项点如下 : a) 千斤顶标定应分进油曲线和回油曲线 ; b) 千斤顶与油压表应配套进行标定 , 油表回零准确 ; 预应力管道摩阻试验测定管道摩阻有利于了解实际施工管道摩阻值与设计摩阻系数取值间的关系 , 以便设计者据此调整张拉力 ,确保预应力张拉力准确。 (2) 预应力张拉 锚下混凝土是否密实锚下混凝土是锚夹具锚固着力的关键部位 , 要承受强大的局部压应力。如果不密实 , 锚夹具将会压溃混凝土以致锚夹具嵌于其中 , 一旦出现此现象将难以处理。 张拉力和伸长值是否相符这
9、是判断预应力准确与否的关键指标。预应力张拉施工中 , 可发现实际伸长值与理论值的差异。如超过设计要求 , 应及时分析原因 , 其原因可能为偏大或偏小 ; 千斤顶拉力不准确 ; 伸长值测量误差。 张拉时滑丝、断丝是否超标如超标应查明原因后再进行预应力张拉施工。滑丝的原因可能为 : 限位板与钢绞线不匹配 ; 锚下喇叭管灰浆未清理干净 , 导致灰浆堵塞锚夹片牙齿 ; 锚夹具锚固效率偏低等。断丝的原因可能为 : 限位板与钢绞线不匹配 ; 锚垫板不垂直 , 导致刻丝过深 ; 钢绞线本身原因 , 如接头处等。 3. 3 预应力管道压浆、封锚 预应力张拉完毕后 , 应尽快封锚、压浆 , 以防止预应力钢束锈蚀
10、和减少松弛损失 , 确保力筋的有效预应力和结构的耐久性。过去 , 对这一工作重视不足 , 以致许多后张法预应力混凝土桥梁梁端封锚混凝土出现裂缝、脱落 , 严重影响桥梁的使用寿命和安全运营。英国发生几座桥梁因预应力钢束锈蚀而倒塌后 , 发出禁止使用后张灌浆预应力混凝土桥梁。因此 , 我们应从英国的禁令中吸取教训 , 引以为鉴。 4 体会与建议 后张法预应力混凝土桥梁施工质量控制涉及 的因素很多 , 每一个环节控制的好坏都直接影响到桥梁的使用性能 , 因此把好施工质量的每一个环节的关 , 对保证后张法预应力混凝土桥梁的施工质量、使用寿命和运营安全都是至关重要的。综上所述 , 主要有以下几点体会 :
11、 (1) 要重视混凝土配合比、混凝土振捣等工作 ; (2) 预应力张拉要确保预应力管道安装定位的准确性、平顺性 , 应选取有代表性的钢束进行预应力管道摩阻试验 , 以便于调整施工张拉力 , 这对于现场支架、现场浇筑、悬臂施工的连续梁尤为必要 ; (3) 应将管道压浆、封锚工作视为后张法 预应力混凝土桥梁施工的关键工序 ; (4) 建议将现有施工规范中 “ 管道定位网间隔不大于1 m ” 改为 “ 管道定位网间隔不得大于 0. 5 m ”; 有关现场管道摩阻试验的条文 , 改为 “ 应进行现场管道摩阻试验 ” 。 5 总 结 预压应力用来减小或抵消荷载所引起的混凝土拉应力，从而将结构构件的拉应力控制在较小范围，甚至处于受压状态 ,以推迟混凝土裂缝的出现和开展，从而提高构件的抗裂性能和刚度。 目前 , 我国在预应力混凝土桥梁结构的耐久性方面重视不足 , 至今设计、施工规范尚没有耐久性要求的条文。施工质量控制不严 , 势必成为安全运营的重大隐患。因此有必要对后张法施工的预应力混凝土桥梁进行严格的施工质量控制。 注：文章内所有公式及图表请以 PDF 形式查看。
