摘要:隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速增長(zhǎng),我國(guó)的交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)也日益完善,高等級(jí)公路的不斷建設(shè),預(yù)應(yīng)力混泥土技術(shù)在公路橋梁中的應(yīng)用也得到快速的發(fā)展。但公路橋梁工程出現(xiàn)中出現(xiàn)的質(zhì)量問題和病害也呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。本文通過對(duì)橋梁工程施工過程中常見的問題進(jìn)行了探討,分析原因并提出相應(yīng)的處理方法和措施。
關(guān)鍵詞:橋梁工程;施工;預(yù)應(yīng)力技術(shù);措施
1預(yù)應(yīng)力橋梁施工工藝常見問題
1.1預(yù)應(yīng)力張拉的時(shí)間問題
近年來,隨著新型材料的不斷涌現(xiàn)、科技的不斷進(jìn)步以及相關(guān)設(shè)備性能的不斷優(yōu)化與提高,預(yù)應(yīng)力的施工工藝也得到了不斷地完善與提高。為提高預(yù)應(yīng)力混凝土的早期強(qiáng)度,多采用摻加早強(qiáng)劑的方法,一般澆注混凝土3天后就開始張拉預(yù)應(yīng)力,然而由于混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)需要一定的時(shí)間,而且強(qiáng)度和彈性模量增長(zhǎng)是不同步的,強(qiáng)度增長(zhǎng)快,彈性模量增長(zhǎng)慢,早期混凝土變形大,過早張拉預(yù)應(yīng)力會(huì)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。另外,采用現(xiàn)場(chǎng)試塊測(cè)得的早期混凝土強(qiáng)度代替現(xiàn)場(chǎng)結(jié)構(gòu)的實(shí)際混凝土強(qiáng)度,也存在一定的問題。相關(guān)試驗(yàn)表明,出現(xiàn)事故的結(jié)構(gòu)最后驗(yàn)算時(shí),其實(shí)際強(qiáng)度均未達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得的強(qiáng)度,有時(shí)候甚至很低。
1.2預(yù)應(yīng)力超長(zhǎng)束一端張拉工藝的問題
根據(jù)國(guó)內(nèi)外相關(guān)規(guī)范規(guī)定,跨度≥30m以上的預(yù)應(yīng)力橋梁,均要求采用兩端對(duì)稱張拉工藝,才能保證跨中部分有效預(yù)應(yīng)力和橋梁在恒載和活載作用下跨中部分所需抵抗彎矩的建立,否則會(huì)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)生大量裂縫的病害現(xiàn)象。
1.3預(yù)應(yīng)力孔道壓漿的問題
預(yù)應(yīng)力孔道壓漿有兩個(gè)重要作用:一是保護(hù)預(yù)應(yīng)力筋不被銹蝕,二是保證預(yù)力筋和結(jié)構(gòu)共同工作。然而實(shí)際工程中預(yù)應(yīng)力孔道的壓漿不飽滿、不密實(shí)、漏漿和漏灌現(xiàn)象十分普遍,已成為預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的通病。其主要原因除了施工單位對(duì)孔道壓漿工序不夠重視外,目前的壓漿工藝、留孔質(zhì)量、漿體配置等也存在一定問題,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(shí)。近幾年,采用新研制的外加劑JMH-3對(duì)漿體配置技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn),將水灰比降到0.35以下,通過高速攪漿機(jī)(轉(zhuǎn)速≥1000r/min),將漿體的流動(dòng)度提高到12s(規(guī)范規(guī)定為14~18s),只要規(guī)范操作,普通壓漿工藝也能保證壓漿質(zhì)量。此外壓漿必須徹底,否則由于積水冬季會(huì)發(fā)生凍脹裂縫。
2預(yù)應(yīng)力孔道和錨具存在的問題
2.1預(yù)應(yīng)力預(yù)留孔道應(yīng)注意的問題
預(yù)應(yīng)力筋預(yù)留孔道的尺寸與位置應(yīng)正確,孔道應(yīng)平順,端部的預(yù)埋鋼墊板應(yīng)垂直于孔道中心線。管道應(yīng)采用定位鋼筋固定安裝,使其能牢固地置于模板內(nèi)的設(shè)計(jì)位置,并在混凝土澆注期間不產(chǎn)生位移。固定各種成孔管道用的定位鋼筋的間距,對(duì)于鋼管不宜大于1m;對(duì)于波紋管不宜大于0.8m;對(duì)于膠管不宜大于0.5m;對(duì)于曲線管道宜適當(dāng)加密。
金屬管道接頭處的連接管宜采用大一個(gè)直徑級(jí)別的同類管道,其長(zhǎng)度宜為被連接管道內(nèi)徑的5~7倍。連接時(shí)應(yīng)不使接頭處產(chǎn)生角度變化及在混凝土澆注期間發(fā)生管道的轉(zhuǎn)動(dòng)或移位,并應(yīng)纏裹緊密防止水泥漿的滲入。所有管道均應(yīng)設(shè)壓漿孔,還應(yīng)在最高點(diǎn)設(shè)排氣孔及需要時(shí)在最低點(diǎn)設(shè)排水孔。壓漿管、排氣管和排水管應(yīng)是最小內(nèi)徑為20mm的標(biāo)準(zhǔn)管或適宜的塑性管,與管道之間的連接應(yīng)采用金屬或塑料結(jié)構(gòu)扣件,長(zhǎng)度應(yīng)足以從管道引出結(jié)構(gòu)物以外
2.2扁錨和扁錨連接器應(yīng)用的問題
扁錨多應(yīng)用于結(jié)構(gòu)截面尺寸受到限制或構(gòu)造連接等特定條件下。例如,應(yīng)用于先簡(jiǎn)支后連續(xù)橋梁結(jié)構(gòu)的支座負(fù)彎矩處作為構(gòu)造連接和橋面橫向整體連接,不作為主要受力用。然而近年來部分單位為了減小截面尺寸,追求經(jīng)濟(jì)指標(biāo),在預(yù)應(yīng)力箱梁底板和板梁結(jié)構(gòu)中都采用扁錨,有的單位還申請(qǐng)專利、出標(biāo)準(zhǔn)圖,這是不可取的。由于扁錨的張拉工藝是采用逐根張拉,整體張拉設(shè)備技術(shù)不成熟,導(dǎo)致鋼絞線受力不均勻。采用扁波紋管留孔,扁孔空間很小,孔道摩阻大,特別是超長(zhǎng)孔道采用一端張拉工藝,問題更加嚴(yán)重。上述某大橋5跨30m跨度連續(xù)箱梁,第一聯(lián)跨66m,采用5孔扁錨,扁金屬波紋管留孔,預(yù)應(yīng)力筋的張拉伸長(zhǎng)值偏差在-10%~-40%,平均偏差-25%,超出規(guī)范要求的范圍。由此可見,由于超長(zhǎng)束、扁孔孔道摩阻大和一端逐根拉工藝不合理性,導(dǎo)致有效預(yù)應(yīng)力值平均減少25%。第二聯(lián)跨和第三聯(lián)跨分別為88m和150m,其有效預(yù)應(yīng)力將減少更多。
3預(yù)應(yīng)力橋梁施工工藝問題預(yù)防措施
3.1預(yù)應(yīng)力張拉問題預(yù)防控制措施
(1)穿束前,預(yù)應(yīng)力鋼絞線必須按規(guī)程進(jìn)行梳理編束,并正確綁扎。(2)張拉前錨夾具需按規(guī)范要求進(jìn)行檢驗(yàn),特別是對(duì)夾片的硬度一定要進(jìn)行測(cè)定,不合格的予以調(diào)換。(3)張拉預(yù)應(yīng)力筋時(shí),錨具千斤頂要安裝準(zhǔn)確。(4)當(dāng)預(yù)應(yīng)力張拉達(dá)到一定噸位后,如發(fā)現(xiàn)油表回落,再加油時(shí)又回落,這時(shí)候有可能發(fā)生斷絲。如發(fā)生斷絲,應(yīng)更換預(yù)應(yīng)力鋼束,重新進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉。(5)焊接時(shí)嚴(yán)禁利用預(yù)應(yīng)力筋作為接地線,不允許發(fā)生電焊燒傷波紋管和預(yù)應(yīng)力筋。(6)張拉前必須對(duì)張拉端鋼束進(jìn)行清理,如發(fā)生銹蝕應(yīng)進(jìn)行調(diào)換。(7)張拉前要經(jīng)有檢驗(yàn)資質(zhì)的部門準(zhǔn)確標(biāo)定千斤頂和油壓表,千斤頂和壓力表必須配套校驗(yàn)、配套使用。
3.2預(yù)應(yīng)力孔道壓漿不飽滿問題預(yù)防控制措施
。1)預(yù)應(yīng)力孔道彎起最高點(diǎn)處應(yīng)設(shè)置出氣孔。(2)錨具外的預(yù)應(yīng)力筋間隙應(yīng)用棉花、水泥漿填塞,封錨時(shí)應(yīng)留排氣孔。(3)孔道在壓漿前應(yīng)用壓力水沖洗,以排除雜物,保證孔道暢通。沖洗后用空壓機(jī)吹去孔內(nèi)積水,保持孔道濕潤(rùn)。(4)正確控制水泥漿各項(xiàng)指標(biāo)。泌水率最高不超過3%,水泥漿中摻入適當(dāng)鋁粉等膨脹劑,膨脹劑摻入后水泥漿自由膨脹率應(yīng)<10%。(5)壓漿過程中,應(yīng)不斷攪拌水泥漿,水泥漿從拌制到壓入孔道間隔時(shí)間不得超過40min。(6)壓漿應(yīng)緩慢、均勻進(jìn)行,最大壓力0.5~0.7MPa。壓漿達(dá)到孔道另一端飽滿出漿,排氣孔排出與規(guī)定稠度相同的水泥漿后,應(yīng)封堵出漿口,保持不小于0.5MPa的壓力2min以上。
3.3預(yù)應(yīng)力預(yù)留孔道問題預(yù)防控制措施及材料的保護(hù)
一、(1)在留孔道時(shí),應(yīng)認(rèn)真閱讀圖紙,正確計(jì)算孔道坐標(biāo)。(2)波紋管應(yīng)準(zhǔn)確牢固定位,定位筋的位置、間距要合理。(3)在澆注混凝土?xí)r,防止振搗棒碰撞波紋管,避免孔道移位或破損。(4)鋼筋焊接時(shí),應(yīng)防止電焊火花燒破波紋管壁。(5)管道間接頭、管道與錨墊板喇叭口的接頭,必須做到密封、牢固、不易脫開和漏漿。(6)澆注前在波紋管內(nèi)穿入稍細(xì)于管內(nèi)徑的PVC芯棒,澆注完成后再拔出,可有效預(yù)防波紋管變形和堵塞。
二、(1)預(yù)應(yīng)力材料必須保持清潔,存放和搬運(yùn)過程中應(yīng)避免機(jī)械損傷和銹蝕。如進(jìn)場(chǎng)后存放期較長(zhǎng)應(yīng)定期進(jìn)行外觀檢查。(2)存放預(yù)應(yīng)力材料的倉(cāng)庫(kù)應(yīng)干燥、防潮、通風(fēng)、無腐蝕介質(zhì);室外存放時(shí)間不宜超過6個(gè)月,必須墊枕木并用油布覆蓋,防止銹蝕。(3)錨具、夾具等應(yīng)專人保管,避免銹蝕、沾污、損傷或散失。
4結(jié)束語(yǔ)
改革開放以來,我國(guó)的公路橋梁建設(shè)迎來了黃金時(shí)期。預(yù)應(yīng)力技術(shù)也由于其獨(dú)特的優(yōu)越性能,在公路橋梁的工程建設(shè)中發(fā)揮著越來越重要的作用。經(jīng)調(diào)查研究表明,預(yù)應(yīng)力施工仍然存在許多不足之處,其中包括張拉工藝不適當(dāng)、孔道和錨具質(zhì)量不符合要求等一系列原因。
參考文獻(xiàn):
[1] 張堅(jiān). 分析預(yù)應(yīng)力在橋梁施工中的應(yīng)用[J]. 廣東科技,2010,(04)
[2] 何天賓. 公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)探討[J]. 中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品,2010,(06).
[3] 喻永華. 橋梁預(yù)應(yīng)力真空壓漿施工技術(shù)[J]. 北方交通,2010,(02)..