摘要:隨著道路橋梁建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大,預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁工程中的應(yīng)用越來越廣泛,然而出現(xiàn)的質(zhì)量問題也不斷增多。文章闡述了預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁施工中存在的問題,分析了預(yù)應(yīng)力技術(shù)的施工管理措施,并提出了有關(guān)對策。
關(guān)鍵詞:橋梁工程;預(yù)應(yīng)力施工;混凝土
中圖分類號:TU758文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1009-2374(2009)06-0176-02
近年來,預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)由于其具有能充分利用材料的高強(qiáng)度性能,有效防止混凝土裂縫,減輕結(jié)構(gòu)自重,增大橋梁跨徑,剛度大行車舒適等優(yōu)點,在公路橋梁上得到普遍的應(yīng)用。然而預(yù)應(yīng)力橋梁的裂縫病害相當(dāng)普遍,特別是箱梁橋。產(chǎn)生裂縫病害的原因很多,其中預(yù)應(yīng)力橋梁施工中出現(xiàn)的若干預(yù)應(yīng)力技術(shù)問題,在施工中常出現(xiàn)一些問題,給工程結(jié)構(gòu)的質(zhì)量帶來一些隱患已受到眾多專家的關(guān)注和質(zhì)疑。
一、預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)存在問題
(一)波紋管堵塞
堵管是指在混凝土澆筑后波紋管出現(xiàn)堵塞的現(xiàn)象發(fā)生了堵管會導(dǎo)致后期預(yù)應(yīng)力鋼絞線穿束無法通過或張拉預(yù)應(yīng)力時鋼絞線實際伸長值與設(shè)計計算值相差很大,給施工帶來不必要的麻煩,即影響了工期,又耗費(fèi)了人力。引起堵管的原因分析:首先,施工單位在施工過程中沒有嚴(yán)格按照施工規(guī)范安裝波紋管,出現(xiàn)波紋管定位不精確引起的彎折扭曲、套管接頭松動,或者是在混凝土澆筑施工中,振搗人員在振搗混凝土?xí)r操作失誤,造成波紋管局部的破裂,直接導(dǎo)致混凝土水泥漿滲漏到波紋管中造成堵管。其次,波紋管自身的質(zhì)量缺陷引起漏漿堵管。
(二)預(yù)應(yīng)力超長柬一端張拉工藝的問題
國內(nèi)現(xiàn)澆大跨度(3~5跨,每跨30~50m)預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁底板預(yù)應(yīng)力束一般采用一端張拉的工藝。例如某箱梁橋5跨,第一聯(lián)跨66m,第二聯(lián)跨88m,第三聯(lián)跨150m,如采用一端張拉的工藝將一束鋼絞線拉直需要0.3~0.4Ak的拉力,而如此長的孔道要跨越多道箱梁橫隔板,其孔道摩阻是多少,要通過試驗才能確定。根據(jù)國內(nèi)外相關(guān)規(guī)范規(guī)定:跨度≥30 m以上的預(yù)應(yīng)力橋梁,均要求采用兩端對稱張拉工藝,才能保證跨中有效預(yù)應(yīng)力和橋梁在恒載和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。根據(jù)交通部專門調(diào)查資料,已通車的公路橋梁中,幾乎都出現(xiàn)過由于張拉工藝不適合而產(chǎn)生大量裂縫的現(xiàn)象。
(三)后張預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)張拉力控制的問題
預(yù)應(yīng)力施工作業(yè)不夠規(guī)范,特別是張拉力控制不嚴(yán)對預(yù)應(yīng)力橋梁質(zhì)量影響較大。一般張拉作業(yè)采用張拉力和預(yù)應(yīng)力筋伸長量同時控制,以張拉力為主,以伸長值校核張拉力。通常張拉力的計量采用1.5級油壓,誤差大,有的千斤頂甚至未經(jīng)計量標(biāo)定就張拉,而且張拉人員多數(shù)未經(jīng)專業(yè)培訓(xùn),如果作業(yè)不專心,經(jīng)常容易出現(xiàn)較大誤差,甚至讀錯表,發(fā)生張拉力忽高忽低的現(xiàn)象。特別在多束張拉時,由于每束張拉力都不同,往往對預(yù)應(yīng)力筋的伸長值計算不準(zhǔn)確,彈性模量取值混亂,實際張拉時難以做到將伸長量按規(guī)范規(guī)定控制在±6%范圍內(nèi),導(dǎo)致張拉力失控。
(四)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)張拉前出現(xiàn)裂隙問題
鋼筋砼結(jié)構(gòu)在使用荷載作用下裂隙是不能避免的,部分預(yù)應(yīng)力的B類構(gòu)件也允許出現(xiàn)有限制的裂隙,而在預(yù)制場內(nèi)的構(gòu)件,則應(yīng)盡量避免出現(xiàn)裂隙。張拉前出現(xiàn)的裂隙經(jīng)常是由于干縮和溫差造成的。裂縫常在表面處,寬度較細(xì)、分布不均,梁板類構(gòu)件多沿短方向分布,有時產(chǎn)生在箍筋位置,有時從構(gòu)件頂面延伸到構(gòu)件側(cè)面,溫度裂縫有表面的、深進(jìn)的和貫穿的,走向元一定規(guī)律。梁板式構(gòu)件裂縫多平行于短邊,深進(jìn)和貫穿的裂縫一般與短邊方向平行,裂縫沿構(gòu)件全長分段出現(xiàn)。
(五)預(yù)應(yīng)力鋼筋孔道堵塞問題
這種現(xiàn)象主要發(fā)生在后張法構(gòu)件中,預(yù)留孔道塌陷或堵塞使預(yù)應(yīng)力筋不能順利穿過,不能保證灌注工程質(zhì)量,影響張拉效果。產(chǎn)生的主要原因是抽芯過早,水泥砼尚未凝固,不具有一定的強(qiáng)度,或抽芯太晚,橡膠抽拔管可能被拔斷。
二、預(yù)應(yīng)力施工管理措施
在施工過程中,技術(shù)人員應(yīng)向施工作業(yè)班組進(jìn)行技術(shù)交底,根據(jù)專項施工組織方案,對混凝土施工方法及質(zhì)量要求,對預(yù)應(yīng)力筋編號、張拉力、油壓表讀數(shù)、張拉程序及張拉注意事項等都必須詳細(xì)交代,使作業(yè)人員能按有關(guān)規(guī)范、規(guī)程、作業(yè)方法進(jìn)行施工。綁扎非預(yù)應(yīng)力鋼筋的控制:鋼筋在預(yù)應(yīng)力筋穿過的位置應(yīng)避開預(yù)應(yīng)力筋,與預(yù)應(yīng)力筋平行排放,橫向鋼筋不能放在預(yù)應(yīng)力筋的最低位置,以免影響其標(biāo)高。預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的模板安裝必須牢,預(yù)埋件、插筋、套環(huán)、預(yù)留孔洞、預(yù)埋電氣管線等的鋪放及固定、卡定應(yīng)位置準(zhǔn)確無誤,符合設(shè)計要求,且不得在澆筑混凝土、振搗、脫模時而改變位置?;炷临|(zhì)量控制,常見標(biāo)號為C40以上或按設(shè)計要求,配制高標(biāo)號和低收縮率的混凝土采用干硬性,主要降低水灰比,提高混凝土的早期強(qiáng)度和粘結(jié)強(qiáng)度,也減少混凝土的收縮和徐變。在澆筑混凝土?xí)r不能直接傾倒在波紋管上,避免波紋管錯位。振搗設(shè)備要用頻率較高的振搗器,振搗時要密實,特別是固端和張拉端錨板周圍。在制作預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件時,一定要加強(qiáng)養(yǎng)護(hù),因混凝土在空氣中硬結(jié),會產(chǎn)生收縮,在潮濕環(huán)境或水中養(yǎng)護(hù),體積不但不會縮小,而且還略有膨脹。所以,為了減少收縮,減少預(yù)應(yīng)力的損失,一定要改善養(yǎng)護(hù)條件,嚴(yán)格養(yǎng)護(hù)制度,防止混凝土產(chǎn)生過大的收縮。張拉完畢,伸長值經(jīng)計算符合設(shè)計要求后,應(yīng)裝上灌漿專用工具并將錨圈與夾片之間的縫隙用水泥漿進(jìn)行封閉,并留排氣孔。當(dāng)封錨水泥漿的強(qiáng)度不足l0MPa時,不得壓漿。預(yù)應(yīng)力筋張拉后盡快進(jìn)行灌漿,以防銹蝕或松馳。灌漿時保持連續(xù)緩慢均勻進(jìn)行。灌注水泥漿必須分級加壓,直至出漿孔的水泥漿密實后再加封閉。在灌漿完成后維持0.5MPa的壓力,1min后再關(guān)閉灌漿孔。在確認(rèn)預(yù)施應(yīng)力質(zhì)量合格后,方可拆除灌漿工具.切除過長鋼筋。
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??刹扇∫韵骂A(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。
為預(yù)防表面溫度裂縫,應(yīng)控制構(gòu)件內(nèi)外過大的溫差,在夏季施工時優(yōu)先使用低水化熱水泥。在低溫時預(yù)制構(gòu)件應(yīng)采取保溫措施,不要過早拆除模板。對空心板等薄壁構(gòu)件適當(dāng)延長拆模時間,使之緩慢降溫。預(yù)制構(gòu)件和臺座之間應(yīng)涂刷有效隔離劑以預(yù)防粘接,使構(gòu)件不受底模熱脹冷縮的作用。在砼澆筑前的施工作業(yè)中應(yīng)注意保護(hù)隔離劑,對于用長線法生產(chǎn)先張構(gòu)件應(yīng)及時放松應(yīng)力筋,以減少約束作用。
誠然,這些措施能解決相關(guān)問題,但是在施工管理中做好各個步驟,更勝于事后處理。加強(qiáng)施工管理,有利于整個工程更加規(guī)范:(1)建立施工質(zhì)量管理三級責(zé)任制,即項目經(jīng)理管理責(zé)任制,質(zhì)量員責(zé)任制,施工員、班組和個人質(zhì)量責(zé)任制;(2)在施工準(zhǔn)備階段組織所有工程施工人員學(xué)習(xí)設(shè)計圖紙和施工方案,進(jìn)行技術(shù)交底、質(zhì)量教育和培訓(xùn);(3)在施工階段加強(qiáng)施工工藝管理,施工現(xiàn)場技術(shù)人員必須跟班作業(yè),現(xiàn)場指揮,嚴(yán)格按照施工流程和工藝進(jìn)行施工,防止偷工減料、野蠻施工,控制好施工過程中的每道工序,加強(qiáng)對重點工序的檢查;(4)施工完成后加強(qiáng)產(chǎn)品保護(hù),通過協(xié)調(diào)會或在施工現(xiàn)場與其他施工工種進(jìn)行相互溝通,增強(qiáng)產(chǎn)品質(zhì)量保護(hù)意識,減少對產(chǎn)品的損壞。
三、結(jié)語
在道路橋梁施工預(yù)應(yīng)力工藝較復(fù)雜,在預(yù)應(yīng)力施工中應(yīng)做好預(yù)應(yīng)力施工操作人員的技能培訓(xùn),嚴(yán)格要求按照操作程序施工,認(rèn)真做好施工前后的各項檢查,早發(fā)現(xiàn)問題,因此從設(shè)計到施工的所有技術(shù)人員都應(yīng)精心設(shè)計、保證工程順利施工,編制科學(xué)合理的施工方案嚴(yán)格按照施工驗收規(guī)范、操作規(guī)程作業(yè),同時應(yīng)不斷應(yīng)用新技術(shù)、新材料、新工藝,確保工程施工質(zhì)量。
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作者簡介:鄭長鷹(1976-),男,福建福清人,浙江省衢州市交通建設(shè)集團(tuán)有限公司工程師,研究方向:橋梁。