公路桥梁作业预应力运用及问题

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1预应力技术在公路桥梁施工中的应用

1．1预应力技术在受弯构件中的应用

碳纤维具有较高的强度，施工也比较简单．所以采用粘贴碳纤维片材对钢筋混凝土受弯构件进行加固的方法得到广泛的应用，但由于加固前结构已存在初始内力，混凝土已有初始的压应变和拉应变，当压区混凝土压应变达到混凝土的极限压应变时，构件达到极限承载力，从加固到构件达到极限承载力，混凝土的应变增量决定了碳纤维片材的最终应力。

1．2预应力技术在加固施工中的应用

道路桥梁加固一般是通过对构件的补强和结构性能的改善来恢复或提高现有道路桥梁的承载能力，以延长其使用年限，适应现代交通运输的要求。其改造的主要技术途径有：加强薄弱构件增加辅助构件、改变结构体系、减轻恒载、加固暾台及基础等，通常加固方法有：桥面补强层加固法、增大截面与配筋加固法；体外预应力加固法；粘贴钢板加固法；改变结构受力体系加固；增加横向联系加固法度；粘贴碳纤维布加固法等实际上卸载的目的就是为了减小加固施工时混凝土的初始应变，此时可预先对构件施加预应力，使受压区产生拉应力，受拉区产生压应力，减小构件在初弯矩作用下的拉应变和压应变，以提高构件达到极限承载力时的应变增量和加固钢筋的应力，使加固钢筋得到充分发挥。

1．3预应力技术在钢筋混凝土多跨连续梁的应用

多跨连续梁有正弯矩区和负弯矩区，一般支座处为负弯矩，跨中为正弯矩，当梁的抗弯承载力和抗剪承载力不满足要求时，需要进行加固处理，跨中正弯矩区抗弯承载力不满足时，可用粘贴碳纤维的方法进行加固，施工比较容易。主要原因是所加纵筋锚固的问题不宜解决。有时可通过在梁下加大截面提高梁的承载力，这不仅增加了结构的自重，而且还会影响建筑的使用功能，在有些情况下可能不允许。在一定范围内，随着轴向压力的增加，其正截面承载力和斜截面承载力都将会提高。

2预应力施工技术存在问题

2．1波纹管堵塞

引起堵管的原因分析：首先，施工单位在施工过程中没有严格按照施工规范安装波纹管，出现波纹管定位不精确引起的弯折扭曲、套管接头松动，或者是在混凝土浇筑施工中，振捣人员在振捣混凝土时操作失误，造成波纹管局部的破裂，直接导致混凝土水泥浆渗漏到波纹管中造成堵管。其次，波纹管自身的质量缺陷引起漏浆堵管。

2．2预应力超长柬一端张拉工艺的问题

国内现浇大跨度(3～5跨，每跨30m～50m)预应力连续箱梁底板预应力束一般采用一端张拉的工艺。例如我司承建的东莞市莞长公路环岛立交桥跨线箱梁桥5跨，第一联跨66m，第二联跨88m，第三联跨150m，如采用一端张拉的工艺将一束钢绞线拉直需要0．3Ak～0．4Ak的拉力，而如此长的孔道要跨越多道箱梁横隔板．其孔道摩阻是多少．要通过试验才能确定。根据国内外相关规范规定：跨度≥30m以上的预应力桥梁，均要求采用两端对称张拉工艺，才能保证跨中有效预应力和桥梁在恒载和活载作用下跨中所需抵抗弯矩的建立：否则会导致跨中承载力不足，而产生正截面裂缝。根据交通部专门调查资料，已通车的公路桥梁中，几乎都出现过由于张拉工艺不适合而产生大量裂缝的现象。

2．3后张预应力结构张拉力控制的问题

预应力施工作业不够规范，特别是张拉力控制不严对预应力桥梁质量影响较大。一般张拉作业采用张拉力和预应力筋伸长量同时控制，以张拉力为主，以伸长值校核张拉力。通常张拉力的计量采用1．5级油压，误差大，有的千斤顶甚至未经计量标定就张拉，而且张拉人员多数未经专业培训，如果作业不专心，经常容易出现较大误差，甚至读错表，发生张拉力忽高忽低的现象。特别在多束张拉时，由于每束张拉力都不同，往往对预应力筋的伸长值计算不准确，弹性模量取值混乱，实际张拉时难以做到将伸长量按规范规定控制在±6％范围内，导致张拉力失控。

2．4预应力结构张拉前出现裂隙问题

钢筋砼结构在使用荷载作用下裂隙是不能避免的，部分预应力的B类构件也允许出现有限制的裂隙，而在预制场内的构件，则应尽量避免出现裂隙。张拉前出现的裂隙经常是由于干缩和温差造成的。裂缝常在表面处，宽度较细、分布不均，梁板类构件多沿短方向分布，有时产生在箍筋位置，有时从构件顶面延伸到构件侧面，温度裂缝(1)温度裂缝有表面的、深进的和贯穿的，走向沿一定规律。梁板式构件裂缝多平行于短边，深进和贯穿的裂缝一般与短边方向平行，裂缝沿构件全长分段出现。

2．5预应力钢筋孔道堵塞问题

这种现象主要发生在后张法构件中，预留孔道塌陷或堵塞使预应力筋不能顺利穿过，不能保证灌注工程质量，影响张拉效果。产生的主要原因是抽芯过早，水泥砼尚未凝固，不具有一定的强度，或抽芯太晚，橡胶抽拔管可能被拔断。

3预应力技术相关问题解决措施

遇到堵管问题，首先根据预应力筋曲线坐标，标注漏浆孔道堵塞的位置，在避开梁的主筋位置，采用冲击钻缓慢进行开孔，清除波纹管中的水泥浆块，使钢绞线能顺利穿过波纹管并能够自由伸缩；然后待张拉完毕后用高一等级微膨胀混凝土封堵孔洞。可采取以下预防措施：在施工下料前对波纹管质量仔细检查，对有缺陷的波纹管及早发现；在浇筑混凝土前检查波纹管的安装位置，固定好，检查套管接头连接是否牢固，密闭性是否达到要求，在浇筑混凝土过程中注意波纹管的保护，避免振捣棒碰坏波纹管。为预防表面温度裂缝，应控制构件内外过大的温差，在夏季施工时优先使用低水化热水泥。在低温时预制构件应采取保温措施，不要过早拆除模板。对空心板等薄壁构件适当延长拆模时间，使之缓慢降温。

预制构件和台座之间应涂刷有效隔离剂以预防粘接，使构件不受底模热胀冷缩的作用。在砼浇筑前的施工作业中应注意保护隔离剂，对于用长线法生产先张构件应及时放松应力筋，以减少约束作用。