橋梁預(yù)應(yīng)力施工的質(zhì)量控制措施
2017-01-03
預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁施工中節(jié)省材料、自重輕、可減小混凝土梁的豎向剪力和主拉應(yīng)力、結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠、便于安裝，在公路橋梁建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。然而，預(yù)應(yīng)力張拉施工相對較復(fù)雜，要求預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)施工的專業(yè)性強，在實際施工中存在較多質(zhì)量問題。
一、預(yù)應(yīng)力橋梁的施工問題
1、為提高預(yù)應(yīng)力混凝土的早期強度，通過摻加早強劑的方法，一般澆注混凝土3d 后就開始張拉預(yù)應(yīng)力，由于混凝土強度增長需要一定的時間，而且強度和彈性模量增長是不同步的，強度增長快，彈性模量長慢，早期混凝土變形大，過早張拉預(yù)應(yīng)力會使預(yù)應(yīng)力損失增加，導(dǎo)致橋梁承載力不足，而出現(xiàn)眾多裂縫病害。
2、預(yù)應(yīng)力超長束一端張拉工藝。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，根據(jù)國內(nèi)外相關(guān)規(guī)范規(guī)定：跨度大于等于30m 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。已通車的公路橋梁中，也出現(xiàn)由于張拉工藝而產(chǎn)生大量裂縫。
3、目前，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15 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，出現(xiàn)誤差、讀錯表，發(fā)生張拉力忽高忽低，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。
4、預(yù)應(yīng)力孔道壓漿：一是有保護(hù)預(yù)應(yīng)力筋不被銹蝕的作用；二是有保證預(yù)力筋和結(jié)構(gòu)共同工作的作用；而實際工程中預(yù)應(yīng)力孔道的壓漿不飽滿、不密實、漏漿和漏灌現(xiàn)象較為普遍，成為預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的通病。主要原因除施工單位對孔道壓漿工序不夠重視外，壓漿工藝、留孔質(zhì)量、漿體配置等也存在問題，特別是漿體的水灰比，規(guī)范的規(guī)定值（0.4～0.45）偏大。采用規(guī)范規(guī)定的水灰比后孔道漿體泌水，孔道不易飽滿和密實。
5、由于混凝土保護(hù)層普遍偏小，而施工時采用的保護(hù)層水泥墊塊都已損壞和移位，導(dǎo)致梁板保護(hù)層失效，加之預(yù)應(yīng)力孔道壓漿多數(shù)不到位使箱梁底板和板梁底面出現(xiàn)許多縱橫向裂縫，后張預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的混凝土保護(hù)層失控。
二、預(yù)應(yīng)力施工工藝
1、錨固端部橫梁與跨中轉(zhuǎn)向橫肋、墩頂導(dǎo)向槽的施工。確定了鋼絞線的空間位置，由該索形及張拉應(yīng)力決定了等效荷載的大小?？缰修D(zhuǎn)向橫肋、墩頂導(dǎo)向槽鋼絞線存在偏折。承受局部擠壓應(yīng)力，這就要求錨固端橫梁處錨墊板預(yù)埋位置及方向要準(zhǔn)確。轉(zhuǎn)向橫肋、墩頂導(dǎo)向槽的制作應(yīng)嚴(yán)格按照圖紙要求進(jìn)行，既要保證彎折處的曲率半徑，又要打磨端部，使之平滑，防止張拉時端部對鋼絞線的擠壓和卡滑。
2、鋼絞線下料與穿束。在橋梁加固中，由于張拉完畢后，錨墊板與鋼管中要灌漿，形成有粘結(jié)段，所以在下料時就應(yīng)將粘結(jié)段的鋼絞線的PE 層及油脂清洗干凈，控制該段的長度和位置是很難的，因為既要預(yù)先考慮到穿束過程中鋼絞線下垂的影響，保證PE 保護(hù)層預(yù)先進(jìn)人密封罩，又要考慮張拉伸長的影響，保證兩端伸長部分要一致，以確保兩粘結(jié)段粘結(jié)力大致相等。在穿束過程中，由于鋼絞線的長度在150m以上，中間要通過多個墩頂導(dǎo)向槽及跨中轉(zhuǎn)向裝置，無法在箱梁內(nèi)進(jìn)行12 根鋼絞線的整束穿索，因此采用單根穿索的方法。鋼絞線的纏繞將會影響有效預(yù)應(yīng)力的建立，所以必須保證鋼絞線在全橋長范圍內(nèi)不纏繞，在實際施工中，預(yù)先將鋼絞線、工作錨板孔、密封蓋小孔分別編號，每束12 根鋼絞線采用單根穿索，每隔一段就用與密封罩小孔對應(yīng)的橡膠墊限制鋼絞線的位置，在張拉完畢后發(fā)現(xiàn)，采用該方法使得每束鋼絞線順直且無纏繞。
3、鋼絞線張拉。為了達(dá)到鋼絞線從松散狀態(tài)到張拉完成后順直不纏繞，正式張拉前先要進(jìn)行預(yù)緊張拉，預(yù)緊的質(zhì)量決定了整個加固效果的好壞。鋼絞線在松散狀態(tài)下，即使采用了必要的措施，但是由于鋼絞線很長，下垂量還是較大，為保證兩端粘結(jié)段長度大致相等，預(yù)緊要兩端對稱進(jìn)行；預(yù)緊力的大小既要保證在預(yù)緊過程中，鋼絞線繃緊且不纏繞，又要保證在高應(yīng)力張拉時鋼絞線不錯位，預(yù)緊力過大或過小都達(dá)不到預(yù)緊的目的。
由于橋梁加固采用通長環(huán)氧涂層鋼絞線，在張拉中需多行程連續(xù)張拉，工作夾片要進(jìn)行多次錨固，在工作夾片進(jìn)行臨時錨固時，環(huán)氧涂層保護(hù)膜形成的碎屑將附著在夾片的齒間。隨著工作夾片的反復(fù)多次夾持鋼絞線，齒間環(huán)氧涂層碎屑增多，將引起滑絲現(xiàn)象，從而影響工作夾片的錨固效果。針對這一情況，研制出一種臨時錨固裝置，在中間行程中，由臨時錨固裝置的工具夾片夾持鋼絞線，避免了工作夾片的中間臨時錨固，確保錨固效果。
4、壓漿。體外索錨固橫梁采用局部有粘結(jié)形式，為了達(dá)到設(shè)計者和業(yè)主對于局部有粘結(jié)段鋼絞線粘結(jié)力的要求，張拉完成后局部有粘結(jié)段的壓漿工作是一道很重要的工序：施工前進(jìn)行了1 : 1 的模型試驗，在保證壓漿密實飽滿的情況下，局部有粘結(jié)段的粘結(jié)力可達(dá)到設(shè)計張拉力的108% ，滿足錨固要求：工程中，壓漿施仁在張拉完成后24h 內(nèi)進(jìn)行。壓漿采用手動壓漿機，保證壓漿過程的均勻穩(wěn)定和壓漿壓力的要求。
三、施工質(zhì)量控制措施
1、材料的質(zhì)量控制。嚴(yán)把材料質(zhì)量關(guān)，采用信譽、質(zhì)量好的廠家產(chǎn)品。對到場材料進(jìn)行檢驗，其強度、剛度、嚴(yán)密性及螺旋壓接縫咬合牢度等各項指標(biāo)均達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)方可使用。加強對波紋管的保護(hù)減少對其損傷。減少電焊作業(yè)。在普通鋼筋骨架成型后再鋪設(shè)波紋管，用振搗棒振搗混凝土?xí)r，要避開波紋管，波紋管接頭。用大一號規(guī)格的波紋管作套管，套管長20～30cm，管道接頭在套管內(nèi)要對口、居中。兩端的環(huán)向縫隙用膠帶封閉嚴(yán)密。
2、張拉前的準(zhǔn)備工作。對力筋施加預(yù)應(yīng)力之前，應(yīng)對構(gòu)件進(jìn)行檢驗，外觀尺寸應(yīng)符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。張拉時，構(gòu)件混凝土強度應(yīng)符合設(shè)計要求；設(shè)計無要求時，不應(yīng)低于設(shè)計強度等級值的75％。當(dāng)塊體拼裝構(gòu)件的豎縫采用砂漿接縫時，砂漿強度不低于15MPa 。對預(yù)留孔道應(yīng)用通孔器或壓氣、壓水等方法進(jìn)行檢查。端部預(yù)埋鐵板與錨具和墊板接觸的焊渣、毛刺、混凝土殘渣等應(yīng)清除干凈。應(yīng)采用先穿束的方法時用壓氣、壓水較好。鋼筋穿束前，螺絲端桿的絲扣部分應(yīng)用水泥袋紙等包纏2～3 層，并用細(xì)鐵絲扎牢；鋼絲束、鋼絞線束、鋼筋束等穿束前，將一端找齊平，順序編號。對于較長束，應(yīng)套上穿束器，由引線及牽引設(shè)備從另一端拉出。對于夾片式錨具，上好的夾片應(yīng)齊平，在張拉前并用鋼管搗實。預(yù)應(yīng)力筋的張拉順序應(yīng)符合設(shè)計要求。
3、施工影響因素控制
結(jié)構(gòu)參數(shù)是控制中結(jié)構(gòu)施工的基本資料，其準(zhǔn)確性直接影響分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。結(jié)構(gòu)參數(shù)主要包括：結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面尺寸、結(jié)構(gòu)材料彈性模量、材料容重、材料熱膨脹系數(shù)、施工荷載和預(yù)應(yīng)力或索力。施工控制是為施工服務(wù)的，反過來，施工的好壞又直接影響控制目標(biāo)的實現(xiàn)。施工工藝必須符合控制要求，在施工控制中必須使施工狀態(tài)保持在控制之中。施工檢測是橋梁施工監(jiān)控的重要手段之一。檢測包括應(yīng)力檢測、變形監(jiān)測。因測量儀器、儀器安裝，測量方法數(shù)據(jù)采集。
