论文部分内容阅读
摘要：随着我国高等级公路建设的不断发展，预应力混凝土技术在公路桥梁工程中得到了普遍的应用。但就目前预应力混凝土梁施工而言，仍存在很多问题，本文就对施工过程中常见的问题进行探讨。关键词：桥梁；预应力混凝土；施工
Abstract: With the continuous development of China's highway construction, prestressed concrete technology has been applied widely in the road and bridge engineering. However, in view of the prestressed concrete beam construction, there are still many problems. This paper discusses the common problems existing in the construction process.Key words: bridge; prestressed concrete; construction
中图分类号 : TU528.571文献标识码： A 文章编号：
我国的预应力混凝土结构是在2O世纪5O年代发展起来的，最初试用于预应力钢筋混凝土轨枕，之后预应力混凝土在全国范围内推广。随着我国高等级公路建设的不断发展，预应力混凝土技术在公路桥梁工程中得到了普遍的应用。但就目前预应力混凝土梁施工而言，仍存在很多问题，本文就对施工过程中常见的问题进行探讨。
1、原材料存放未采取覆盖措施可引发的质量问题：
细骨料在风的作用下，表面细颗粒损失较多，表层卵石含量大。粗骨料粉尘含量、含泥量增加。冬季料堆容易结冰，或残留冰渣和冰块，必须增加后续除冰工作。雨季料堆含水量变化复杂，影响拌合物的均匀程度。
措施：
采取覆盖措施，设置顶棚
2、原材料场场地硬化不足，排水设施不通畅：
场地硬化不足，使得在铲车、叉车等运输车辆的运行过程中，进一步损坏场地表面；尤其在取料处，容易形成面积和深度都较大的凹陷区，积水难以排除。排水设施不通畅，降低了排水效率，造成料堆含水量受降雨影响程度加重。
措施：
场地以C20素混凝土进行硬化，厚度以30cm为宜设置排水沟，并定期清理排水沟内砂石等阻塞物，确保通畅。清理频率不少于每月一次，并依据工程取料频率的增加适当增加
3、材料自身问题：
水泥：细度过大，未按新标准进行检测； 砂、石：常缺乏骨料碱活性检测； 外加剂：盲目添加外加剂提高工作性能，不重视外加剂与水泥的适用性问题；含泥量过多时， 引起需水量和水泥用量增加，降低混凝土强度、抗渗性、抗冻性；氯离子含量过高会损坏钢筋的钝化膜，加快钢筋锈蚀；硫化物可与水泥中铝酸三钙发生化学反应，体积膨胀2.5倍，影响混凝土强度并腐蚀钢筋；细集料中云母过多时，会削弱水泥的胶结力，降低混凝土强度；有机物过多时，会延缓水泥的硬化過程，降低混凝土强度，特别是早期强度；
措施：
水泥：进场使用前应检查水泥的各项指标：比表面积300~380m2/kg，熟料中的铝酸三钙C3A含量≤8.0%，碱含量（以Na2O+0.658K2O计≤0.8%，氯离子含量≤0.10%（钢筋混凝土）、≤0.06%（预应力混凝土）
当骨料具有碱—硅酸反应活性时，所用水泥的碱含量不宜超过0.60%。
氯盐环境下熟料中的C3A含量可放宽至≤10%。
控制水泥、混合料、水、外加剂含减量，总含量不得超过3kg/m3；骨料中的含减量不得超过3kg/m3,否则需做活性试验，活性骨料不得使用。砂中云母含量不应大于1%。
减水剂掺量应略高于其饱和点掺量，并根据水泥中C3A及R20加以适当调整，同时适量引气；视水泥品种情况(尽可能选用含碱量较低的水泥)，合理使用保塑材料和调凝材料；必要时掺用保水剂，减少泌水，改善混凝土工作性。
砂的要求：砼强度≦C30的，含泥量≯5%；砼强度＞C30的，含泥量≯3%。粗骨料宜选用卵石，石子含泥量小于2％
4、强度问题：
盲目追求早期强度，造成混凝土强度最终明显超过设计强度，或大量使用高强水泥配制低标号混凝土，以致出现混凝土开裂等问题； 混凝土强度过高，势必要增加胶凝材料的用量，不仅不利于成本节约，还会带来水化热、收缩过大等问题；选用水泥强度应与配制混凝土的强度相互适应，使用高强水泥配制低标号混凝土，虽可少用水泥，但也会导致混凝土和容易性不好，容易离析，浇筑混凝土质量差。
措施：
设计混凝土配比时水泥用量限制，强度小于C30不宜高于400
kg/m3、强度在C35～C40不宜高于450 kg/m3、强度在C45～C50不宜高于480 kg/m3和强度高于C55不宜大于500 kg/m3。
低热水泥的7天水化热不应超过270J/g。
水化热裂缝的施工对策：
减少内外温差，进行温度控制，入模温度不宜超过28℃，不应超过32℃。可采取冷却原材料方法保证入模温度；控制水化热引起内部最高温度不超过60℃；控制混凝土体内的温度梯度，使表面温度与中心温度的最大温差不超过25℃。控制混凝土表面温度与外界相连介质(大气、保温层或老混凝土、基岩等)之间的温差15℃—20℃。
温度升高的速率不宜超过20℃/h；冷却速率不应高于10℃/h； 必要时设置冷却水管，进行温度控制。重视混凝土的养护，外表面适当保温。
5、混凝土耐久性重要指标未受关注。
混凝土碳化；混凝土中钢筋锈蚀；碱-骨料反应；混凝土冻融破坏；氯离子浸蚀。
措施：
选用抗酸性的骨料、环境恶劣的地区可采用环氧基液涂层、地下可采用沥青涂层可延缓混凝土的碳化。
提高混凝土的密度、掺加高效减水剂、控制原材料氯离子的含量、提高混凝土保护层的厚度、混凝土表面涂层、钢筋表面涂防腐涂料、掺加亚硝酸盐阻锈剂能阻止混凝土中钢筋锈蚀。
控制水泥、混合料、水、外加剂含减量，总含量不得超过3kg/m3；骨料中的含减量不得超过3kg/m3,否则需做活性试验，活性骨料不得使用。掺混合材料如粉煤灰、硅灰、量大于50%以上的矿渣、隔绝水和湿空气的来源可延缓碱-骨料反应。
采用外加剂（如引气剂、减水剂）、活性矿物掺合料（如硅粉、矿渣、粉煤灰）改善抗冻耐久性。
控制水泥、砂、水中氯离子、掺用工业废渣稀释氯离子等办法，确保混凝土中氯离子的含量小于0.06%。
6、混凝土表面问题：色差、气孔、蜂窝、麻面、水波纹、错台。
色差 ：原材料导致的色差； 拌合的不均匀； 振捣不充分； 模板导致的色差；
措施
控制混凝土拌制、浇筑、养护程序，规范操作。
严格水灰比控制，选择合理的配合比，可通过外掺料调整颜色。
清理砂石料中的石粉和泥块。保持材料清洁。
加强模板清理与保护，严防漏浆；选择合适的隔离剂，保证不粘皮。
严禁振动棒等对模板擦挂，严禁过振，控制混凝土的入模温度及养护温度，尽量低温养护。
气孔、麻面：主要原因游离水珠移动到模板与混凝土的接触面处，不能上浮；混凝土离析；浇筑坯层厚度大；模板漏浆；
孔洞、蜂窝：原因是,混凝土流注不畅通,不能充满所浇筑混凝土边缘而形成孔洞；漏振；混凝土离析、砂浆分离,石子成堆或模板接缝不严跑浆严重形成蜂窝；混凝土倒入模板内未能及时振捣,造成砂浆缩水,混凝土失去流動性。
措施
严格控制水灰比及坍落度；减少单位用水量，掺用外加剂和粉煤灰， 效果明显；严格控制浇筑层厚度，每层不超过30cm ；振捣密实；模板的刚度、强度符合要求，接缝严密。
气孔、麻面处理方法有两种。
（1）在刚脱模板后混凝土面未退颜色前，及时用干水泥涂抹，反复搓抹， 将水泥嵌入气孔中， 然后将混凝土面的多余水泥擦净， 处理后基本看不出经处理的迹象。
（2） 模板拆除后， 混凝土面用水泥浆（黑白水泥比6 ：4） 满刮， 然后用漆刷（毛刷） 在混凝土面上来回刷三到四次， 使水泥浆嵌满气孔， 然后用干抹布将混凝土面上多余水泥浆擦净， 经处理的混凝土表面光滑发亮。
孔洞、蜂窝的处理方法：
在钢筋密集处及复杂部位，采用细石混凝土浇灌，认真分层振捣密实；预留孔洞处，应两侧同时下料，严防漏振；砂石中混有粘土块、木块等杂物掉入混凝土内，应及时清除干净；
将孔洞周围的松散混凝土和软弱浆凿除，用压力水冲洗，充分湿润后用高强度等级细石混凝土浇灌，捣实。
水波纹：混凝土和易性差；保护层过小。
措施：设计出和易性较好的混凝土，严格控制混凝土工作性的三大指标；浇筑混凝土时尽量不要留施工缝接头；如不可避免，不要留在大面上。
模板问题：拼接处错台、漏浆现象较多，尺寸不对称；局部胀模现象
措施：选用足够强度、刚度的模板，表面应平整，拼接模数相符。
7、施工不当对预应力材料造成损害：
普遍缺少开展现场摩阻试验的意识；张拉时间控制不严，张拉前千斤顶检定不严格；对锚固区构造钢筋重要性认识不足；张拉前对预应力张拉准备工作不足，对设备未及时检查，张拉同步性差 。常常出现滑丝、飞锚。
压浆不及时，造成明显的钢绞线锈蚀；对搅浆机转速重要性认识不足，普遍转速较低；真空辅助压浆灌浆料配合比由于缺少规范，制备技术良莠不齐，盲目采用高标号水泥浆配制压浆料，有的仍沿用普通压浆灌浆料的水胶比指标（高于0.4）
措施
静载锚固性能试验：对大桥等重要工程，当质量证明书不齐全、不正确或质量有疑点时，进行静载锚固性能试验，
每批抽6 套锚具组成3 组进行试验；如一个试件不符合要求；则另取双倍数量进行试验，仍有一个试件不符合要求，该批锚具为不合格。
采用拉伸—扭矩法施工能较好地控制竖向预应力损失，提高竖向预应力施工质量。在当前缺乏有效的事后检测手段时，建议把竖向预应力张拉纳入箱梁桥施工监控和质量保证体系中。不同桥梁应通过试验，确定合理扭矩和扭矩系数。
竖向预应力分段张拉将在箱梁腹板产生间隔性的“应力空白区”，并且这种现象与竖向预应力的损失无关，提高有效预应力并不能消除这种“应力空白区”。因此在施工过程中应尽量避免竖向预应力与纵向预应力同步张拉。
为了使腹板的竖向预压应力均匀，应合理的选择张拉时机，当竖向张拉预应力张拉距离滞后不小于2个施工梁段．可较好的克服上述缺点，基本不影响竖向压应力分布的均匀性。
水泥浆水灰比应在0.28以下，宜采用高速搅浆机，排量小、压力均匀的压浆机压浆。分两次压浆，前后两次时间间隔10分钟。
对国内20余座公开报道的摩擦系数与偏差系数实测结果进行统计，统计结果表明：长索实测的摩擦系数与偏差系数均值明显大于规范规定数值，而且变异系数较大，充分说明了摩阻试验的必要性 。
以上为我在多年桥梁施工中一点微薄的经验论谈，限于篇幅，不能一一枚举。
总而言之，预应力混凝土技术在公路桥梁工程中的具有很大的优势，应用普遍。只有做好各种预案措施，才能保障工程顺利施工。
从而提高了施工效率，缩短施工周期。
Abstract: With the continuous development of China's highway construction, prestressed concrete technology has been applied widely in the road and bridge engineering. However, in view of the prestressed concrete beam construction, there are still many problems. This paper discusses the common problems existing in the construction process.Key words: bridge; prestressed concrete; construction
中图分类号 : TU528.571文献标识码： A 文章编号：
我国的预应力混凝土结构是在2O世纪5O年代发展起来的，最初试用于预应力钢筋混凝土轨枕，之后预应力混凝土在全国范围内推广。随着我国高等级公路建设的不断发展，预应力混凝土技术在公路桥梁工程中得到了普遍的应用。但就目前预应力混凝土梁施工而言，仍存在很多问题，本文就对施工过程中常见的问题进行探讨。
1、原材料存放未采取覆盖措施可引发的质量问题：
细骨料在风的作用下，表面细颗粒损失较多，表层卵石含量大。粗骨料粉尘含量、含泥量增加。冬季料堆容易结冰，或残留冰渣和冰块，必须增加后续除冰工作。雨季料堆含水量变化复杂，影响拌合物的均匀程度。
措施：
采取覆盖措施，设置顶棚
2、原材料场场地硬化不足，排水设施不通畅：
场地硬化不足，使得在铲车、叉车等运输车辆的运行过程中，进一步损坏场地表面；尤其在取料处，容易形成面积和深度都较大的凹陷区，积水难以排除。排水设施不通畅，降低了排水效率，造成料堆含水量受降雨影响程度加重。
措施：
场地以C20素混凝土进行硬化，厚度以30cm为宜设置排水沟，并定期清理排水沟内砂石等阻塞物，确保通畅。清理频率不少于每月一次，并依据工程取料频率的增加适当增加
3、材料自身问题：
水泥：细度过大，未按新标准进行检测； 砂、石：常缺乏骨料碱活性检测； 外加剂：盲目添加外加剂提高工作性能，不重视外加剂与水泥的适用性问题；含泥量过多时， 引起需水量和水泥用量增加，降低混凝土强度、抗渗性、抗冻性；氯离子含量过高会损坏钢筋的钝化膜，加快钢筋锈蚀；硫化物可与水泥中铝酸三钙发生化学反应，体积膨胀2.5倍，影响混凝土强度并腐蚀钢筋；细集料中云母过多时，会削弱水泥的胶结力，降低混凝土强度；有机物过多时，会延缓水泥的硬化過程，降低混凝土强度，特别是早期强度；
措施：
水泥：进场使用前应检查水泥的各项指标：比表面积300~380m2/kg，熟料中的铝酸三钙C3A含量≤8.0%，碱含量（以Na2O+0.658K2O计≤0.8%，氯离子含量≤0.10%（钢筋混凝土）、≤0.06%（预应力混凝土）
当骨料具有碱—硅酸反应活性时，所用水泥的碱含量不宜超过0.60%。
氯盐环境下熟料中的C3A含量可放宽至≤10%。
控制水泥、混合料、水、外加剂含减量，总含量不得超过3kg/m3；骨料中的含减量不得超过3kg/m3,否则需做活性试验，活性骨料不得使用。砂中云母含量不应大于1%。
减水剂掺量应略高于其饱和点掺量，并根据水泥中C3A及R20加以适当调整，同时适量引气；视水泥品种情况(尽可能选用含碱量较低的水泥)，合理使用保塑材料和调凝材料；必要时掺用保水剂，减少泌水，改善混凝土工作性。
砂的要求：砼强度≦C30的，含泥量≯5%；砼强度＞C30的，含泥量≯3%。粗骨料宜选用卵石，石子含泥量小于2％
4、强度问题：
盲目追求早期强度，造成混凝土强度最终明显超过设计强度，或大量使用高强水泥配制低标号混凝土，以致出现混凝土开裂等问题； 混凝土强度过高，势必要增加胶凝材料的用量，不仅不利于成本节约，还会带来水化热、收缩过大等问题；选用水泥强度应与配制混凝土的强度相互适应，使用高强水泥配制低标号混凝土，虽可少用水泥，但也会导致混凝土和容易性不好，容易离析，浇筑混凝土质量差。
措施：
设计混凝土配比时水泥用量限制，强度小于C30不宜高于400
kg/m3、强度在C35～C40不宜高于450 kg/m3、强度在C45～C50不宜高于480 kg/m3和强度高于C55不宜大于500 kg/m3。
低热水泥的7天水化热不应超过270J/g。
水化热裂缝的施工对策：
减少内外温差，进行温度控制，入模温度不宜超过28℃，不应超过32℃。可采取冷却原材料方法保证入模温度；控制水化热引起内部最高温度不超过60℃；控制混凝土体内的温度梯度，使表面温度与中心温度的最大温差不超过25℃。控制混凝土表面温度与外界相连介质(大气、保温层或老混凝土、基岩等)之间的温差15℃—20℃。
温度升高的速率不宜超过20℃/h；冷却速率不应高于10℃/h； 必要时设置冷却水管，进行温度控制。重视混凝土的养护，外表面适当保温。
5、混凝土耐久性重要指标未受关注。
混凝土碳化；混凝土中钢筋锈蚀；碱-骨料反应；混凝土冻融破坏；氯离子浸蚀。
措施：
选用抗酸性的骨料、环境恶劣的地区可采用环氧基液涂层、地下可采用沥青涂层可延缓混凝土的碳化。
提高混凝土的密度、掺加高效减水剂、控制原材料氯离子的含量、提高混凝土保护层的厚度、混凝土表面涂层、钢筋表面涂防腐涂料、掺加亚硝酸盐阻锈剂能阻止混凝土中钢筋锈蚀。
控制水泥、混合料、水、外加剂含减量，总含量不得超过3kg/m3；骨料中的含减量不得超过3kg/m3,否则需做活性试验，活性骨料不得使用。掺混合材料如粉煤灰、硅灰、量大于50%以上的矿渣、隔绝水和湿空气的来源可延缓碱-骨料反应。
采用外加剂（如引气剂、减水剂）、活性矿物掺合料（如硅粉、矿渣、粉煤灰）改善抗冻耐久性。
控制水泥、砂、水中氯离子、掺用工业废渣稀释氯离子等办法，确保混凝土中氯离子的含量小于0.06%。
6、混凝土表面问题：色差、气孔、蜂窝、麻面、水波纹、错台。
色差 ：原材料导致的色差； 拌合的不均匀； 振捣不充分； 模板导致的色差；
措施
控制混凝土拌制、浇筑、养护程序，规范操作。
严格水灰比控制，选择合理的配合比，可通过外掺料调整颜色。
清理砂石料中的石粉和泥块。保持材料清洁。
加强模板清理与保护，严防漏浆；选择合适的隔离剂，保证不粘皮。
严禁振动棒等对模板擦挂，严禁过振，控制混凝土的入模温度及养护温度，尽量低温养护。
气孔、麻面：主要原因游离水珠移动到模板与混凝土的接触面处，不能上浮；混凝土离析；浇筑坯层厚度大；模板漏浆；
孔洞、蜂窝：原因是,混凝土流注不畅通,不能充满所浇筑混凝土边缘而形成孔洞；漏振；混凝土离析、砂浆分离,石子成堆或模板接缝不严跑浆严重形成蜂窝；混凝土倒入模板内未能及时振捣,造成砂浆缩水,混凝土失去流動性。
措施
严格控制水灰比及坍落度；减少单位用水量，掺用外加剂和粉煤灰， 效果明显；严格控制浇筑层厚度，每层不超过30cm ；振捣密实；模板的刚度、强度符合要求，接缝严密。
气孔、麻面处理方法有两种。
（1）在刚脱模板后混凝土面未退颜色前，及时用干水泥涂抹，反复搓抹， 将水泥嵌入气孔中， 然后将混凝土面的多余水泥擦净， 处理后基本看不出经处理的迹象。
（2） 模板拆除后， 混凝土面用水泥浆（黑白水泥比6 ：4） 满刮， 然后用漆刷（毛刷） 在混凝土面上来回刷三到四次， 使水泥浆嵌满气孔， 然后用干抹布将混凝土面上多余水泥浆擦净， 经处理的混凝土表面光滑发亮。
孔洞、蜂窝的处理方法：
在钢筋密集处及复杂部位，采用细石混凝土浇灌，认真分层振捣密实；预留孔洞处，应两侧同时下料，严防漏振；砂石中混有粘土块、木块等杂物掉入混凝土内，应及时清除干净；
将孔洞周围的松散混凝土和软弱浆凿除，用压力水冲洗，充分湿润后用高强度等级细石混凝土浇灌，捣实。
水波纹：混凝土和易性差；保护层过小。
措施：设计出和易性较好的混凝土，严格控制混凝土工作性的三大指标；浇筑混凝土时尽量不要留施工缝接头；如不可避免，不要留在大面上。
模板问题：拼接处错台、漏浆现象较多，尺寸不对称；局部胀模现象
措施：选用足够强度、刚度的模板，表面应平整，拼接模数相符。
7、施工不当对预应力材料造成损害：
普遍缺少开展现场摩阻试验的意识；张拉时间控制不严，张拉前千斤顶检定不严格；对锚固区构造钢筋重要性认识不足；张拉前对预应力张拉准备工作不足，对设备未及时检查，张拉同步性差 。常常出现滑丝、飞锚。
压浆不及时，造成明显的钢绞线锈蚀；对搅浆机转速重要性认识不足，普遍转速较低；真空辅助压浆灌浆料配合比由于缺少规范，制备技术良莠不齐，盲目采用高标号水泥浆配制压浆料，有的仍沿用普通压浆灌浆料的水胶比指标（高于0.4）
措施
静载锚固性能试验：对大桥等重要工程，当质量证明书不齐全、不正确或质量有疑点时，进行静载锚固性能试验，
每批抽6 套锚具组成3 组进行试验；如一个试件不符合要求；则另取双倍数量进行试验，仍有一个试件不符合要求，该批锚具为不合格。
采用拉伸—扭矩法施工能较好地控制竖向预应力损失，提高竖向预应力施工质量。在当前缺乏有效的事后检测手段时，建议把竖向预应力张拉纳入箱梁桥施工监控和质量保证体系中。不同桥梁应通过试验，确定合理扭矩和扭矩系数。
竖向预应力分段张拉将在箱梁腹板产生间隔性的“应力空白区”，并且这种现象与竖向预应力的损失无关，提高有效预应力并不能消除这种“应力空白区”。因此在施工过程中应尽量避免竖向预应力与纵向预应力同步张拉。
为了使腹板的竖向预压应力均匀，应合理的选择张拉时机，当竖向张拉预应力张拉距离滞后不小于2个施工梁段．可较好的克服上述缺点，基本不影响竖向压应力分布的均匀性。
水泥浆水灰比应在0.28以下，宜采用高速搅浆机，排量小、压力均匀的压浆机压浆。分两次压浆，前后两次时间间隔10分钟。
对国内20余座公开报道的摩擦系数与偏差系数实测结果进行统计，统计结果表明：长索实测的摩擦系数与偏差系数均值明显大于规范规定数值，而且变异系数较大，充分说明了摩阻试验的必要性 。
以上为我在多年桥梁施工中一点微薄的经验论谈，限于篇幅，不能一一枚举。
总而言之，预应力混凝土技术在公路桥梁工程中的具有很大的优势，应用普遍。只有做好各种预案措施，才能保障工程顺利施工。
从而提高了施工效率，缩短施工周期。