現代預應(yīng)力混凝(níng)土是用高強度鋼材和較高強度的混凝土經先進的生産工藝制作的,用現(xiàn)代設計概念和方法設計的高(gāo)效預(yù)應力(lì)混凝土。我國的預(yù)應力混(hùn)凝土結構是在(zài)20世紀50年代發展起來的(de),.初用于(yú)預(yù)應力鋼筋混凝(níng)土軌枕,之後預應(yīng)力(lì)混凝土(tǔ)在全國範圍内推廣。随着(zhe)我國高等級公路建設的不斷,預應(yīng)力混凝土技術在橋梁工程中(zhōng)發展(zhǎn).快,得到了普遍的(de)應用。但(dàn)就目前預應力混凝土梁施工而言,仍存在很(hěn)多問題,本文就對施工過程中(zhōng)常見的問題進行探讨,分析原因并(bìng)提出相應的處理方法及預防措施。
一、大(dà)跨度預應力(lì)混凝土結構(gòu)懸臂施工(gōng)特點(diǎn):預應(yīng)力混凝土結構的施工,必須同時考慮施工時(shí)結構受力(lì)情況(kuàng)和現場施工條(tiáo)件,而采取相應的施工方法。如對于大跨度預應力混凝土連(lián)續梁、T型鋼構、斜拉橋(qiáo),往往采用(yòng)懸臂挂籃無支(zhī)架施工方法,即(jí)在橋(qiáo)墩兩邊平衡懸臂分節段澆築混凝(níng)土,後期節段是靠己澆節段來支撐,各節(jiē)段經曆澆築、張拉、不斷地加載(zǎi)(移動挂籃)等過程,逐步完(wán)成全橋的施工。自架設體系的懸臂施工法,使這種橋型的結構性(xìng)能和施工特點達到(dào)高度的協調統(tǒng)一,且每一節段均充分發(fā)揮了預應力的作用,實現了荷載平衡。節(jiē)段懸臂施工法(fǎ)是預(yù)應力混凝土橋梁施工技術發展的結果(guǒ),是預應力等效荷載觀點的直(zhí)接體現,它為大跨度橋梁在世界各地的迅速發展,開辟了新(xīn)的途徑。
二、預應力混凝土結構(gòu)的優缺點:預應力混凝土結構(gòu)與鋼筋混(hùn)凝土結構相比,具有(yǒu)下列主(zhǔ)要優點:1、改善使用(yòng)階段(duàn)的性能。受拉和受彎構件中采用預應力,可延緩裂縫出現并降低較高荷載水平時的裂縫開展寬度;采用預應力,也(yě)能降低甚至消除使用荷載下的撓度,因此,可跨越大的空間,建(jiàn)造(zào)大跨結構。2、提高受剪承載力。縱(zòng)向預應(yīng)力的施加可延緩混凝土構件中斜裂縫的形成(chéng),提高其受剪承載力。3、改善卸載後的恢複能(néng)力。混凝土構件上的荷(hé)載一(yī)旦卸去,預應力就會使裂縫(féng)完全閉合(hé),大大改善結構構件的彈(dàn)性恢複能力。4、提高耐疲勞強度。預應力作用可降(jiàng)低鋼(gāng)筋中應力循環(huán)幅度(dù),而混凝土結構的疲勞破壞一般是由鋼筋的疲勞(而不是(shì)由混凝(níng)土(tǔ)的疲勞)所控制的。5、能充分利用高(gāo)強度鋼材,減輕結構(gòu)自重。在普通鋼筋混凝土(tǔ)結構中,由于裂縫(féng)和撓(náo)度問題(tí),如使用高強度鋼材,不可能充分發揮其強度。例如(rú),1860Mpa級的高強鋼絞線,如用于普通鋼筋(jīn)混凝土結構中,鋼(gāng)材強度發揮不到(dào)20%,其結(jié)構性能早(zǎo)己滿足不了使用要求(qiú),裂縫寬,撓度大;而采用預應力技術,不僅可控制結構使用階段性能(néng),而且能充分利用高強(qiáng)度鋼材的潛能。這樣,采用預應力,可大大節約鋼材用量,并減小截(jié)面(miàn)尺寸和混凝土用量,具有顯著的經濟效益。6、可調整結構内力。将(jiāng)預應力筋對混凝土結構的作用作為平衡(héng)全部和部分外(wài)荷載的反向荷載,成為調整結構内力和變形的手段。因此,現代預應力混凝土是(shì)解決建造大(大跨度、大空間(jiān)建築一工藝上(shàng)和使用上要(yào)求的)、高(高層建(jiàn)築、高聳結構)、重(重荷(hé)載、重型結構、轉換層(céng)結構(gòu))、特(特種結構一水池、電視塔、安全殼)等類(lèi)建築結構(gòu)和工程結構物的(de)不可(kě)缺少的、重要(yào)的結構材(cái)料和技(jì)術。
預應力混凝土結構也存在着一(yī)些缺點:1、工藝較複(fú)雜,質量要求高,因而(ér)需要配備一支技術較熟練(liàn)的專業隊伍。2、需要有一(yī)定的專業設備(bèi),如張拉機具、灌漿設備等。3、預應力反拱不易控制,它将随(suí)混凝土的徐變增加而加大,可能影響(xiǎng)結構(gòu)使用效(xiào)果。4、預應力混凝土結構的開工(gōng)費用較(jiào)大,對于(yú)跨徑小、構件數量少的工程,成本較高。
三、橋梁預應力混(hùn)凝土結構施工常見問(wèn)題處理(lǐ)方法及預防措(cuò)施:1、波紋管孔道漏漿(jiāng)原因分析及處(chù)理。波紋管易于制作,便于施工,對各種形(xíng)狀的預應力筋束張拉時摩阻(zǔ)力小,故大多數後張法施工的預應力筋的孔道多由它做成。由于當前波紋管所用的鋼帶材質較差,厚度不足且厚薄不(bú)均,用其制(zhì)作的波紋管強度、剛(gāng)度大多數達不到要求,在安裝(zhuāng)和澆築(zhù)砼時(shí)易變形和破損(sǔn),使砂漿漏入孔道造成(chéng)預應力筋穿束(shù)困難,并增大預應力筋張拉時的摩阻力對于澆築砼前穿入(rù)的預應力筋,由于砂漿的(de)流入,往往造成預應(yīng)力筋鑄固在孔道内無法進行張拉作業。波紋管安裝時,因非(fēi)預應力筋(jīn)位置妨礙(ài),又兼(jiān)波紋管的剛度(dù)差,易形成彎折角或管軸線偏位,在彎折(shé)角處(chù)容易開裂造成漏漿;軸線偏位(wèi)易造成轉角增加,使張拉時的摩阻(zǔ)損失增加,波紋管與錨墊闆相(xiàng)接處(chù),二(èr)者軸線不一緻,易造成彎折處漏(lòu)漿,兩根(gēn)波紋(wén)管相接,接頭管的長度不夠或直徑太大(dà),使接頭處不(bú)嚴(yán)也會造成漏漿。在砼澆築中,振搗棒與波紋管相接觸(chù),因振搗時振搗棒高速旋轉和振動,易使波紋(wén)管咬口開裂或自身磨損沖擊開洞,造成沙漿漏入波紋管内。
遇到堵管問題(tí),首先(xiān)根據預應(yīng)力筋(jīn)曲線坐标,标注漏漿(jiāng)孔道堵塞的位置,在避開梁的主筋(jīn)位置,采用沖擊鑽緩慢進行開孔,清除波紋管中的水(shuǐ)泥漿塊,使鋼絞線能順(shùn)利穿過波(bō)紋管并能夠(gòu)自由伸(shēn)縮:然後待張拉完畢後用高一等級(jí)微膨(péng)脹混(hùn)凝土封堵孔洞(dòng)。可采取以(yǐ)下預防措施:在施工下料前對波紋(wén)管質量仔細檢(jiǎn)查(chá),對有(yǒu)缺陷的波紋(wén)管及早發現;在澆築混凝土前檢查波紋(wén)管的安裝位置,固定好,檢查套管接頭連(lián)接是否牢固,密閉性是否達到要求;在澆築混凝土(tǔ)過程中注(zhù)意波紋管的保(bǎo)護,避免振搗棒碰壞波紋管。
2、預應力(lì)筋在波紋管内的鑄(zhù)固和處理。現澆預應力砼連續箱梁的施工(gōng)中,每跨中的預應力筋多是(shì)曲線形的,當一次澆築砼的連續箱梁跨數多于兩跨時,必須(xū)先将預(yù)應力筋穿入(rù)到波紋管内,待澆築(zhù)砼達到沒計要求強度後,張拉并用(yòng)錨具錨固預應力筋。先穿束的預(yù)應力筋,往往(wǎng)由于穿筋和砼澆築工藝處理不善,在砼澆築(zhù)作業中因波紋(wén)管漏(lòu)漿被鑄固,在對結構的預應力筋張拉時,不能自(zì)由的拉動,這種現象稱為頂應力筋在波紋管内鑄固。預應力筋的鑄固,根據對其張拉時(shí)拉動力的大小可分為輕度和重度兩類,在千斤頂拉動預應力筋的拉力為(wéi)預應力筋的摩阻力1.3倍以下時,該鑄(zhù)固稱為輕度鑄固。輕度鑄固有的漏漿處較多,但每處漏漿量(liàng)均不大,漏(lòu)漿在波紋管内,但預應力筋在一定拉力(lì)下尚可活動;有的局部漏漿較多,預應力筋和波紋管固結(jié)在一起,但漏漿體積相對整個孔道仍很(hěn)小,通過較大的拉力拉(lā)開後預應力筋仍可在孔道内來(lái)回活動(dòng)。這種鑄固,預應(yīng)力筋(jīn)張拉作業時其摩阻力增加較多。嚴重的鑄(zhù)固則是在較大的拉力作用下,甚至在(zài)全部預應力筋總張拉力的作用下,仍不會将鑄固的預應力筋(jīn)拉開。
預應力張拉作業(yè)中,若出現波紋(wén)管和預應力筋的輕度鑄固,常常在預(yù)應(yīng)力筋實施張拉作業前,不安裝工作錨夾片,用張拉(lā)千斤頂(dǐng)由(yóu)兩端分别交替張(zhāng)拉(lā)預應(yīng)力筋,使其鑄固(gù)的預應力筋在波紋(wén)管内松動後,并可在外力作用下(xià)自由移動。對于嚴(yán)重鑄固的(de)孔道,必須找到鑄固的部位,将箱粱結構砼打(dǎ)開清理幹淨波紋管内的灰漿,然後(hòu)再(zài)經修複後,進行預(yù)應力筋的(de)張拉(lā)作業。
3、鋼絞(jiǎo)線滑絲、斷絲。通過預(yù)應力(lì)束張拉後檢查,來判(pàn)斷張拉後是否(fǒu)有滑絲(sī)、斷(duàn)絲現象。遇到這種情況,應根據滑絲、斷絲情況,采取相應的施(shī)工手(shǒu)段。如果受損根數少,根據比例,适當地超張拉(lā):如果數量多,超張拉無法解決問題,應更換鋼絞線,重新張拉。
分析滑絲原因可能有以下幾(jǐ)種:預應力鋼絞線生鏽太厲害或表(biǎo)面有水泥(ní)、油污、雜物等;工作夾片中的絲出現生鏽、油污、雜物或夾(jiá)片裡的絲被損傷;工作夾片(piàn)的尺寸錐度不合格;千斤頂被其他物件所抵觸(chù)而受力不(bú)均等等。常(cháng)見的處(chù)理方法:用QYC270型千斤頂拉出滑絲的鋼絞線,取(qǔ)出(chū)舊(jiù)夾片,換上新夾(jiá)片,再用千(qiān)斤頂張拉到設計(jì)要求。分析斷絲原因可(kě)能有以下幾種:出現鋼絞線相(xiàng)絞纏而發生受力不均,導緻個(gè)别鋼絞線張拉力太大,而出現(xiàn)拉斷絲現象;鋼絞線在運(yùn)輸中受到機械(xiè)損傷(shāng);錨具質(zhì)量問題等等。如果斷(duàn)絲根數超過設計範圍,應作處理,具體處理方法(fǎ):一般用千斤頂将鋼絞線全部卸載後,換上新鋼絞(jiǎo)線後,重新穿束張拉(lā)。張拉完成後,為防(fáng)止預應力(lì)損失,在48h内必須完成壓漿工(gōng)作。
4、過長的扁波(bō)紋管孔道在施工中的問題及改進。扁波紋管由圓波紋(wén)管通過壓扁制成,在壓制過程(chéng)中,其各個轉角和長(zhǎng)軸中心附近的接(jiē)縫咬口都會有不同程(chéng)度的翹起,形成使灰漿進入波(bō)紋管内的通道,在(zài)箱梁砼澆築(zhù)中就可能有灰漿進入。現澆箱(xiāng)梁一(yī)聯長度較大,波紋管的短軸隻有19(或22)mm,當其(qí)在鋼筋骨架中安裝(zhuāng)時(shí),由于其平順(shùn)性差(chà)、預應力孔道較長且有(yǒu)不少(shǎo)接頭,難免發生一些咬口處開裂加大(dà)。當直徑15.20毫米的鋼絞線穿入有咬口翹起的波紋管(guǎn)内(nèi)時,難免會有碰撞,這就(jiù)加(jiā)大了咬口(kǒu)的縫隙(xì)。同(tóng)時,由于穿鋼絞線時摩擦(cā)力會使波紋(wén)管薄弱處出現孔洞,這就更加大了砼澆(jiāo)築(zhù)時灰漿進入的機會。因灰漿進入(rù)形成許多局部(bù)對預應力筋的鑄固,在張拉作業中,預應力筋因在孔道内鑄固,形成一些段(duàn)的預應力筋不能被張拉,出現了預應力筋張(zhāng)拉時的實測伸長值遠(yuǎn)低于理論計算伸長值的結(jié)果,使(shǐ)預(yù)應力筋起不到對梁體(tǐ)結構防裂(liè)的效果。另外,因扁波紋管的截面面積和預應(yīng)力筋的面積比(bǐ)較小,又加上孔道内(nèi)出現了局(jú)部鑄固,孔道灌漿不能完(wán)全充滿孔道,這樣一旦錨(máo)具錨固失靈,預應力筋難(nán)以靠孔道灰(huī)漿将其錨固,防止(zhǐ)箱梁結構産生(shēng)裂縫的預應力既會完全消失(shī)。對以上問題,現澆箱梁為(wéi)防止(zhǐ)結構裂縫,建議在砼施工工藝上改為每2~3跨澆築一次砼,張拉預應力筋。若将幾跨連接成一聯,預應力筋的連接應采用連接器來完成。預應力孔道用的(de)波(bō)紋管,當其長度超過25m時,建議改為圓形波紋(wén)管,預應(yīng)力錨具相應的作些改變。若仍拟整聯(lián)箱梁一次澆築砼,預應力筋用通長(zhǎng)束,建議預應力筋孔道用圓形波紋管,預應力(lì)錨具相(xiàng)應的變更,這樣從防止漏漿和預應力筋張(zhāng)拉錨固效(xiào)果上,均會比扁波紋管好得多。另外(wài),圓形孔道的灌漿比扁孔道易飽滿,且灰漿面積和預應(yīng)力筋面積的比值也大,灌築效果比扁形波紋管好(hǎo),一旦錨固失靈其錨固效(xiào)果比扁波紋管要好些。總而(ér)言(yán)之,預應力混凝(níng)土技(jì)術在橋梁工(gōng)程中的具有很大的(de)優勢,應用普遍。隻有做好各種預(yù)案措施,才(cái)能保障工程順利施工。從而提高了施工效率,縮短(duǎn)施工周期(qī)。