1、预应力混凝土桥梁的施工技术浅析摘 要 本文主要针对公路预应力混凝土桥梁结构的特点，分析了在桥梁施工过程中应注意的一些问题。 关键词 混凝土桥梁；施工 中图分类号：TU37 文献标识码： A 1 预应力混凝土结构的施工特点 1.1 预应力混凝土结构的特点 预应力混凝土结构与钢筋混凝土结构相比，具有下列主要优点：1）改善使用阶段的性能。受拉和受弯构件中采用预应力，可延缓裂缝出现并降低较高荷载水平时的裂缝开展宽度；采用预应力，也能降低甚至消除使用荷载下的挠度，因此，可跨越大的空间，建造大跨结构。2）提高受剪承载力。纵向预应力的施加可延缓混凝土构件中斜裂缝的形成，提高其受剪承载力。3）改善卸载后的恢复
2、能力。混凝土构件上的荷载一旦卸去，预应力就会使裂缝完全闭合，大大改善结构构件的弹性恢复能力。4）提高耐疲劳强度。预应力作用可降低钢筋中应力循环幅度，而混凝土结构的疲劳破坏一般是由钢筋的疲劳所控制的。5）能充分利用高强度钢材，减轻结构自重。在普通钢筋混凝土结构中，由于裂缝和挠度问题，如使用高强度钢材，不可能充分发挥其强度。采用预应力，可大大节约钢材用量，并减小截面尺寸和混凝土用量，具有显著的经济效益。6）可调整结构内力。将预应力筋对混凝土结构的作用作为平衡全部和部分外荷载的反向荷载，成为调整结构内力和变形的 手段。 1.2 预应力混凝土结构存在的问题 1）工艺较复杂，质量要求高，尤其是预应力管道
3、的位置和混凝土的振捣施工都是难点，因而需要配备一支技术较熟练的专业队伍。2）需要有一定的专业设备，如张拉机具、灌浆设备等。3）预应力反拱不易控制，它将随混凝土的徐变增加而加大，可能影响结构使用效果。4）预应力混凝土结构的开工费用较大，对于跨径小、构件数量少的工程，成本较高。2 预应力混凝土施工的关键环节及常见问题 2.1 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
4、是否正确、平顺性如何、有无漏浆处、是否严格密封等。2.2 扁锚及扁锚连接器应用 扁锚多应用于结构截面尺寸受到限制或构造连接等特定条件下。然而近年来部分单位为了减小截面尺寸，追求经济指标，在预应力箱梁底板和板梁结构中都采用扁锚，有的单位还申请专利、出标准图，这是不可取的。由于扁锚的张拉工艺是采用逐根张拉，整体张拉设备技术不成熟，导致钢绞线受力不均匀。采用扁波纹管留孔，扁孔空间很小，孔道摩阻大，特别是超长孔道采用一端张拉工艺，问题更加严重。由于扁孔本身空间小，孔道压浆困难，无法做到孔道压浆饱满。建议箱梁底板、腹板、空心板梁等结构禁止采用扁锚。 2.3 混凝土浇注后张拉时间的选择 近几年常有工程通过
5、掺加早强剂，提高混凝土早期强度，一般浇注混凝土 3 d 后就开始张拉应力，这是不可取的。因为混凝土强度和弹性模量增长是不同步的，强度增长快，弹性模量增长慢，早期混凝土变形大，过早张拉预应力会使预应力损失增大，导致桥梁承载力不足，而出现众多裂缝病害。 2.4 张拉工艺 国内现浇大跨度预应力连续箱梁底板预应力是一般采用一端张拉的工艺。根据国内外相关规范规定：跨度30 m 以上的预应力桥梁，均要求采用两端对称张拉工艺，才能保证跨中有效预应力和桥梁在恒载和活载作用下跨中所需抵抗弯矩的建立；否则会导致跨中承载力不足，而产生正截面裂缝。根据交通部专门调查资料，已通车的公路桥梁中，几乎都出现过由于张拉工艺不
6、适合而产生大量裂缝的现象。 2.5 张拉力控制 预应力施工作业不够规范，特别是张拉力控制不严对预应力桥梁质量影响较大。一般张拉作业采用张拉力和预应力筋伸长量同时控制，以张拉力为主，以伸长值校核张拉力。张拉力与伸长值是否相符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。 2.6 滑丝和断丝 滑丝指夹具在预应力张拉后，夹片“咬不住”钢绞线和钢丝，钢绞线和钢丝出现滑动，达不到设计张拉值。断丝指张拉钢绞线和钢丝时，夹片将其“咬断” ，即齿痕较深，在夹片处断丝。为了预防滑丝和断丝超标，应采取以下措施：1）夹片的硬度除了检查出厂合格证外，
7、在现场应对其进行复验，有条件的最好进行逐片复验。2）钢绞线或钢丝的直径偏差、椭圆度、硬度指标应纳入检查内容，如偏差超限，质量不稳定，应考虑更换钢绞线或钢丝的产品供应单位。3）滑丝断丝若不超过规范允许数量，可不予处理，若整束或大量滑丝和断丝，应将锚头取下，检验并更换钢束重新张拉。 2.7 波纹管漏浆堵管 波纹管漏浆堵管是指用通孔器检查预应力索孔道时发现管内有堵塞或在混凝土浇筑前，索管内先置的预应力索抽拉不动。波纹管漏浆堵管产生的可能原因有：1）波纹管接头处脱开漏浆，流入孔道。2）波纹管破损漏浆或在工地存放、施工过程中被踩、挤、压瘪。波纹管漏浆堵管的防治措施有：使用波纹管作为索管的，管材必须具备足
8、够的承压强度和刚度，破损管材不得使用；波纹管连接应根据其号数，选用配套的波纹管，连接时两端波纹管必须拧至相当的位置，然后用胶布或防水布将接头缝隙封闭严密。3）浇筑混凝土开始后，在其初凝前，应用通孔器检查并不时拉动疏通，如采用预置预应力索的措施，则应不时拉动预应力钢绞线或钢丝束，在混凝土浇筑结束后再进行一次通孔检查，如发现堵孔，应及时疏通。4）确认堵孔严重无法疏通的，应设法查准堵孔的位置，凿开该处混凝土疏通索道。 2.8、预应力混凝土桥梁施工控制技术及影响因素 预应力混凝土桥梁施工控制的主要目的是使施工实际状态最大限度地与理想设计状态相吻合。要实现上述目标，就必须全面了解可能使施工状态偏离理想设
9、计状态的所有因素，以便进行有效的施工控制。 2.8.1、结构参数。不论何种桥梁的施工控制，结构参数都是必须考虑的重要因素。结构参数是控制结构施工模拟分析的基本资料，其准确性直接影响分析结果的准确性。结构参数主要包括以下几个方面：结构构件截面尺寸、结构材料弹性模量、材料容重、材料热膨胀系数、施工荷载、预加应力或索力。 2.8.2、施工监测误差。施工监测是桥梁施工控制中最基本的技术手段之一，包括应力监测、变形监测等。因测量仪器本身、仪器安装、测量方法、数据采集、环境情况等方面存在误差，所以结构监测总是存在误差。该误差一方面可能造成结构实际参数、状态与设计或控制值吻合较好的假象，另一方面也可能造成将
10、本来较好的状态调整变差的情况发生。所以，保证测量的可靠性对控制极为重要。 2.8.3、结构计算分析模型。对实际桥梁结构进行简化而建立的计算模型，会与实际结构的真实情况之间存在误差，包括各种假定条件、边界约束条件的处理和模型本身的精度等方面。需要在这方面做大量工作，如建立最能反映结构实际特征的模型和分析方法，必要时还要进行专门的试验研究，以使计算模型误差所产生的影响减到最低限度。同时，可通过对多种方法的计算结果作对比分析，验证计算结果的正确性。 2.8.4、温度变化。温度变化对桥梁结构的受力与变形影响很大，在不同时刻对结构状态，包括结构应力以及变形进行量测，其结果是不一样的。有时由于温差过大，会使结构产生过大的变形和附加应力，从而也难以保证控制的有效性，所以，必须考虑温度变化的影响。温度变化相当复杂，包括季节温差、日照温差、骤变温差、残余温度、不同温度场分布等，而在原定控制状态下又无法预先知道温度的实际变化情况，所以在控制中是难以考虑的（要考虑也将是非常复杂的） 。通常都是将控制理想状态定位在某一特定温度下，从而相对排除温度变化对结构的影响。 3 结束语 总而言之，随着预应力技术的发展和不断完善，尤其是悬臂、顶推等先进施工方法的出现，使预应力混凝土桥梁更加活跃在整个桥梁工程领域。 参考文献 1徐怀中.浅谈预应力混凝土桥梁设计与施工新工艺J.硅谷,2010,02.
