对公路桥梁预应力混凝土施工质量控制探讨
摘要:为了保证质量安全可靠的建好每座桥梁，施工控制将变得非常重要。
施工中的每一阶段，结构内力和变形是可以预计的，同时可通过检测手段得到各施工阶段结构的实际内力和变形，从而完全可以跟踪掌握施工进度和发展情况。
毕业论文网 关键词: 公路桥梁，混凝土施工；质量控制 引言 为适应我国经济的发展，缓解交通问题给人们生产生活带来的不便，预应力混凝土结构的应用范围将更加广阔，因此必须加强提高预应力技术水平的科研工作。
预应力混凝土桥梁预制安装施工质量直接影响桥梁质量、使用寿命和营运安全，务必引起广大从业人员的高度重视，切实抓好每道工序、每个环节的质量控制，确保桥梁梁板预制安装工程的质量。
1.施工控制内容 预应力混凝土桥梁的施工控制包括结构变形控制、结构应力控制和结构稳定性控制。
线形控制就是严格控制每一节段的竖向挠度及其横向位移，保证成桥后的线形趋于设计线形；内力控制则是控制主梁在施工过程中以及成桥后的应力，尤其是合龙时的控制，使其不致过大而偏于不安全，并符合设计要求；桥梁的稳定性不仅包括桥梁的稳定计算，还包括施工各阶段结构构件的局部和整体稳定。
2、施工控制影响因素 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(线性和受力)相吻合。
要实现上述目的，就必须全面了解可能使施工状态偏离理论设计状态的因素，以便施工实际有的放矢的有效控制。
2.1结构参数 结构参数是控制中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：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、施工荷载和预应力或索力。
2.2施工工艺 施工控制是为施工服务的，反过来，施工的好坏又直接影响控制目标的实现。
除要求施工工艺必须符合控制要求外，在施工控制中必须计入施工条件非理想化而带来的结构制作、安装等方面的误差，使施工状态保持在控制之中。
检测包括应力检测、变形监测。
因测量仪器、仪器安装，测量方法数据采集、环境情况等存在误差、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。
2.4结构计算分析模型 无论采用什么分析方法和手段，总要对实际桥梁结构进行简化和建立计算模型，这种简化式计算模型与实际情况之间存在的误差、包括各种假定，边界条件处理，模型化的本身精度等。
控制中需要在这个方面做大量工作，必要时还要进行专门的试验研究，把计算模型误差所差生的影响减到最低限度。
2.5温度变化 温度变化对桥梁结构的受力与变形影响很大，这种影响随温度的改变而改变。
在不同时刻的结构状态(应力、应变)进行量测，如果施工控制中忽略了该项因素，就必然难以得到结构的真是状态数据(与控制理想状态比较)，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。
2.6材料收缩 徐变对混凝土桥梁结构而言，材料的收缩、徐变对结构内力、变形有较大的影响，这主要是由于大跨径桥梁施工中混凝土普遍存在加载龄期小、各阶段龄期相差大等引起的，控制重要予以认真研究，以期采用合理的、符合实际的徐变参数和计算模型。
3、预应力混凝土的质量控制 3.1确保混凝土质量 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。
此外，采用现场试块测得的早期混凝土强度等级代替现场结构的实际混凝土强度，也存在一定的问题。
试验表明，出现事故的结构最后验算时，其实际强度均未达到现场测得的强度，有时候甚至更低。
浇筑应注意： （1）每一构件尽量一次连续浇筑混凝土。
（2）由于钢筋及预应力管道纵横交错，对于预制件尽量采用插入式、附着式联合振捣工艺；对于用插入式振动器的施工，要准备各种类型的振动器，以便根据钢筋或管道间距的大小配合使用。
（3）应随时注意校正和检查支座钢板、端部锚固板、制孔器及预埋件的位置、数量等。
（4）浇筑混凝土时，应避免振动器碰撞预应力钢材管道、预埋件、摸板，以保证其位置和尺寸符合要求。
（5）预应力锚垫板后钢筋分布较密，必须充分振捣并注意混凝土粗骨料粒径。
3.2 重视预应力管道安装 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，要严格对以下要点进行控制：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。
3.3 重视锚具、夹具质量 锚具、夹具质量不稳定表现为夹片几何尺寸不合格，硬度不均匀时夹片硬度大时会造成断丝或夹片脆裂；夹片硬度小时会造成滑丝。
所以必须按规范要求对夹片、锚具进行硬度检查，合格品才能使用。
在对锚环没放入锚垫板的定位槽内，夹片没有对齐、没摆匀，易造成局部应力集中，影响锚固效果。
张拉前要认真检查一次，各道工序均应符合要求。
3.4 合理选择混凝土浇注后张拉时间 有的工程通过掺加早强剂，提高混凝土早期强度，一般浇注混凝土3天后就开始张拉预应力，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。
张拉时，结构或构件混凝土的强度、弹性模量（或龄期）应符合设计规定；设计未规定时，混凝土的强度应不低于设计强度等级值的80%，弹性模量应不低于混凝土28天弹性模量的80%。
3.5 张拉工艺质量控制 （1）张拉机具设备应与锚具配套使用，并应在进场时进行检查和校验。
对长期不使用的张拉机具设备，应在使用前进行全面校验。
使用期间的校验期限应视机具设备的情况确定，当千斤顶使用超过6个月或300次或在使用过程中出现不正常现象或检修以后应重新校验。
（2）张拉作业由经过专业培训合格，取得张拉作业操作资格证的专业人员操作，并保证其人员的稳定性，不得随意更换张拉机械操作人员。
（3）千斤顶安装时，工具锚应与前端的工作锚对正，工具锚和工作锚之间的各根预应力筋不得错位、扭绞。
实施张拉时，千斤顶与预应力筋、锚具的中心线应位于同一轴线上。
实际伸长值与理论伸长值的差值应符合设计规定；设计未规定时，其偏差应控制在±6%以内。
（5）在预应力筋张拉、锚固过程中及锚固完成后，均不得大力敲击或振动锚具。
3.6 预防滑丝和断丝后张法预应力筋张拉时，预应力钢丝和钢绞线发生断丝和滑丝，使得构件和预应力筋受力不均匀或使构件不能达到所要求的预应力值。
3.6.1原因分析（1）实际使用的预应力钢丝或钢绞线直径偏大，使锚塞或夹片安装不到位，张拉时易发生断丝或滑丝。
（2）预应力筋没有或未按规定要求梳理编束，使得预应力筋松紧不一或发生交叉，张拉时造成钢丝受力不均，易发生断丝。
（3）锚具的尺寸不准，夹片的锥度误差大，夹片的硬度与预应力筋不配套，易断丝或滑丝。
（4）锚环安装位置不准，支承垫板倾斜，千斤顶安装不正，也会造成预应力筋断丝。
（5）施工焊接时，将接地线接在预应力筋上，造成钢丝间短路，损伤钢绞线，张拉时发生脆断。
（6）预应力筋张拉端表面的浮锈、水泥浆等未清除干净，张拉时会发生滑丝。
3.6.2预防措施（1）预应力钢材与锚具应当具有良好的匹配，是保证锚固性能的关键。
现场实际使用的预应力钢材与锚具，应与预应力筋―锚具组装件锚固性能试验用的材料一致。
（2）预应力钢材下料时，应随时检查其表面质量，如局部线段不合格，则应切除。
（3）预应力筋编束时，应逐根理顺捆扎成束，不得紊乱。
（4）预应力筋穿入孔道后，应将其锚固夹持段及外端的浮锈和污物擦拭干净，以免钢绞线张拉锚固时夹片齿槽堵塞而引起钢绞线滑脱。
（5）夹片式锚具安装时，应使各根预应力钢材平顺，至少在距端部的长度内不扭绞交叉。
（6）千斤顶安装时，工具锚应与前端工作锚对正，使工具锚与工作锚之间的各根预应力钢材相互平行，不得扭绞错位。
工具锚夹片外表面和锚板锥形孔内表面使用前宜涂润滑剂，并经常将夹片表面清洗干净，以确保张拉工作顺利进行。
如工具夹片或开裂或牙面缺损较多，工具锚板出现明显变形或工作表面损伤显著时，均不得继续使用。
3.7 波纹管漏浆堵管的防治 现浇预应力混凝土结构浇筑混凝土时，金属波纹管（螺旋管）孔道漏进水泥浆，轻则减小孔道截面面积，增加摩阻力；重则堵孔，使穿筋困难，甚至无法穿入，当采用先穿工艺时，一旦漏入浆液将预应力筋铸固，造成无法张拉。
3.7.1原因分析（1）金属波纹管没有出厂合格证，进场时又未验收，混入劣质产品，表现为管刚度差、咬口不牢、表面锈蚀等。
（2）波纹管接长处、波纹管与喇叭管连接处、波纹管与灌浆排气管接头处等接口封闭不严密，流入浆液。
（3）波纹管遭意外破损。
如普通钢筋压伤管壁、电焊火花烧伤管壁、先穿筋时由于戳撞使咬口开裂、浇筑混凝土时振动器碰伤管壁等。
（4）波纹管安装就位时，在拐弯处折死角，或反复弯曲等，会引起管壁开裂。
3.7.2防治措施（1）金属波纹管出厂时，应有产品合格证并附有质量检验单，其各项指标应符合行业标准《预应力混凝土用金属螺旋管》（JG/T3013—94）的要求。
金属波纹管进场时，应从每批中抽取3根，先检查管的直径，再将其弯成半径为30d的圆弧，高度不小于1m，检查有无开裂与脱扣现象；同时作灌水试验，检查管壁有无渗漏现象。
合格后方可使用。
（2）金属波纹管搬运时应轻拿轻放，不得抛甩或在地上拖拉；吊装时不得以一根绳索在当中拦腰捆扎起吊。
波纹管在室外保管的时间不可过长，应架空堆放并用毡布等有效措施防止雨露和各种腐蚀性气体或介质的影响。
接头管的长度为200—300mm，在接头处波纹管与居中碰口；接头管两端用密封胶带或塑料热塑管封裹。
（4）波纹管在安装过程中，应尽量避免反复弯曲；如遇到折线孔道，应采取圆弧线过渡，不得折死角，以防管壁开裂。
（5）在波纹管内穿小一号PVC塑料管，以防漏浆阻管。
（6）加强对波纹管的保护；防止电焊火花烧伤管壁；防止普通钢筋戳穿或碰伤管壁；防止先穿筋使管壁受损；浇筑混凝土时应有专人值班，保护张拉端埋件、管道、排气孔等。
如发现波纹管破损，应及时修复。
3.8 严格预应力孔道压浆工序 预应力孔道压浆有三个重要作用：一是保护预应力筋不被锈蚀；二是保证预力筋和结构共同工作；三是提高结构或构件的整体抗弯刚度。
然而实际工程中预应力孔道的压浆不饱满、不密实、漏浆和漏灌现象十分普遍，已成为预应力结构的通病。
其主要原因除了施工单位对孔道压浆工序不够重视外，目前的压浆工艺、留孔质量、浆体配置等也存在一定问题，特别是浆液的水胶比，较规范的规定值(0.24—0.28)偏大，孔道不易饱满和密实。
为了防治孔道压浆不密实，可采取以下措施： （1）孔道在灌浆前应以高压水冲洗，除去杂物，疏通和湿润整个管道。
水泥应采用强度等级不低于42.5的低碱硅酸盐水泥或低碱普通硅酸盐水泥，浆液水胶比宜控制在0.24—0.28，初始流动度在10~17S之间，压力泌水率小于2％，灰浆应具有良好的流动性并不易离析且有微膨胀性，可掺入适量的减水剂和微膨胀剂，但不得使用对管道和预应力索有腐蚀作用的外掺剂，掺量和配方应通过试验确定。
（3）搅拌机的转速应不低于1000r/min, 搅拌野的形状应与转速相匹配，其叶片的线速度不宜小于10m/s，最高线速度宜控制在20m/s。
（4）压浆机应采用活塞式可连续作业的压浆泵，其压力表的最小分度值应不大于0.1MPA。
（5）管道及排气口应疏通，压浆时应从低处往高处压，待高处的孔眼冒溢浓浆后，堵住排气口持荷继续加压，待泌水流光后，再塞住孔口。
（6）压浆过程中及压浆后48小时内，混凝土的温度及环境温度不得低于5℃否则应采取保温措施。
当环境温度高于35℃，压浆宜在夜间进行。
结束语 总之，预应力混凝土桥梁施工过程中必须严格按照相关规范、技术标准进行设计施工，全面提高工程质量，尽量减少和延缓裂缝的出现，保证结构物的整体性和耐久性。