【摘要】截止去年统计，我国现有桥梁83.25万座，已经成为名副其实的“桥梁大国”。桥梁作为道路的咽喉，一旦出现垮塌，经济损失和社会影响极大。现在我国正处在大规模的建设时期，建设周期短、从业人员专业技能参差不齐、工程管理不善，以及过度的造型设计要求等导致桥梁建成即存在先天的质量问题，加之桥梁自身的使用环境不容乐观，不断受到环境侵蚀，造成我国现役桥梁质量整体堪忧。从1999年至2009年，10年间全国发生的较大桥梁垮塌事件有30起。近5年来，全国共有37做桥梁垮塌，其中13座在建桥梁，共致使182人丧生，177人受伤。平均每年有7.4座“夺命桥”，即平均不到两个月就会有一起事故发生。现状和形势让我们反思，不能让桥梁的安全质量隐患继续存在，更不能继续建造不安全的桥梁。
通过大量检测案例分析，在使用的预应力混凝土桥梁中发现，有相当数量的箱梁在顶板、底板、腹板、横隔板以及齿块等部位出现了各种不同形式的裂纹，其中箱梁腹板裂纹最为普遍和严重，同样预应力简支梁板在使用中大量出现了底板、腹板裂纹，承载能力下降。这些质量问题主要原因包括三个方面：
原因一：威胁预应力桥梁的关键因素主要是在施工中未能建立起有效的预应力体系。有效预应力偏差较大，精度不够。预应力偏小时，结构过早出现裂缝，预应力没有起到抵消荷载的作用；预应力过大时，导致预应力筋安全储备不足，结构过大变形或开裂，甚至脆性破坏。造成误差大的原因是施加张拉力不准确或者张拉过程中预应力的损失过大，其中包括预应力钢筋与管道间摩擦引起的应力损失；锚具变形、预应力筋回缩和接缝引起的应力损失；预应力筋松弛引起的应力损失；混凝土收缩和徐变引起的应力损失。有效预应力不均匀度过大，孔道内各钢绞线受力不均匀或同一断面各孔道受力不均匀。有效预应力大的钢筋承受了本应该所有预应力筋共同承受的力，使用阶段逐渐达到屈服状态，导致预应力筋的早期疲惫，梁体也随之下绕产生裂缝。钢绞线在孔道内相互缠绕，是导致有效预应力不均匀的根本原因。预应力混凝土桥梁的病害主要是梁体下挠和开裂。而这种病害在刚成桥的检测中很少能体现出来，虽然在成桥荷载试验时，桥梁的承载力能够达到要求，但运营阶段，在荷载特别是活动荷载作用下，夸中持续下挠或出现开裂，更应引起我们的重视。
原因二：孔道压降不密实。预应力筋在高应力状态下更易锈蚀，锈蚀速度约是普通非受力状态下的6倍，所以保护预应力筋免遭锈蚀，保证结构物的耐久性是尤为重要的一项措施，一定要高度重视。预应力筋通过灰浆与周围混凝土结合成整体，增加锚固的可靠性，提高结构的抗裂性和承载力。灌入孔道的水泥浆，既包裹预应力筋，又接触孔道壁，把预应力筋 和孔道壁粘结起来，共同发挥受力。1985年，英国威尔士的Ynye-Gwas桥在正常使用时，毫无征兆的情况下突然倒塌。事后英国运输与道路研究实验室在对该桥的倒塌原因做了调查，该桥由9根I形纵梁和边箱梁组成，倒塌时9根梁全部破坏，在24根纵向梁预应力孔道中，有4根孔道存在较大的孔隙，使钢绞线暴露在空气中，另有2根管道在一定长度内中孔，钢绞线完全没有水泥包裹，而且最大的孔隙通常出现在曲线管道的锚固端。在检查的14根横向预应力孔道中，3根孔道钢绞线束部分暴露在空气中，另外3根孔道几乎全部是空的。此后英国政府开始重新审视预应力桥的孔道灌浆问题。由于孔道压浆不密实，预应力筋失去有效保护而锈蚀导致预应力失效，梁体产生裂缝，特别是纵向预应力损失过大引起下挠和裂缝进一步发展，当发展到一定程度，由于量变转为质变，使梁体发生结构性破坏。
原因三：预应力施工质量的通病。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆预应力施工质量通病主要体现在：断丝、滑丝；锚具开裂、下陷；张拉强度和时间失控；锚具夹具质量不过关；钢绞线在孔道内缠绕；多穿或少传钢绞线；混凝土材料质量问题；张拉、压浆作业不规范等等方面。总结孔道压浆不密实的主要原因有：1、波纹管破裂、结合质量差、安装不规范等原因导致管道堵塞；2、浆液质量差，水胶比大、干缩严重、泌水严重、强度低；3、压浆工艺和设备难以保证管道充盈。我们的施工单位在日常施工过程当中，出现问题并不可怕，可怕的是这些问题被隐瞒，将给整体结构留下很大的质量、安全隐患。
知道了这些施工关节的薄弱点，我们在进行预应力混凝土结构施工时，就必须因地制宜的采取相应措施。首先预应力钢束的孔道位置、钢绞线是否发生缠绞现象是质量控制的关键。孔道多根钢绞线如果缠绞在一起，张拉时各根钢绞线受力不均匀，增大了钢绞线之间的摩阻，造成预应力损失加大。实际施工中很多施工单位并不重视这些细部工作，仍有小部分队伍使用人工进行穿束，尤其对多根钢绞线的长束重量很大，人工穿束费时费力，容易造成工人转动钢束穿进，使钢绞线互相缠绞在一起。为了避免单根钢绞线传束引起的相互缠绕，导致张拉时钢绞线受力严重不均匀，应采用梳编穿束工艺，该工艺能大大提高工作效率，并消除各根钢绞线受力不均匀引起的滑丝、断丝等质量问题，是保证有效预应力均匀度的根本措施。
张拉控制应力能否达到设计规定值直接影响预应力效果，张拉控制应力必须达到设计规定值，但是不能超过设计规定的最大张拉控制应力。准确把握预应力的施加情况，以应力控制方法张拉时必须以伸长值进行校核。
预应力管道压浆工作在后张预应力构件中起着举足轻重的作用，防止预应力钢材锈蚀。在以往的工程实践中，由于施工人员对孔道压浆的工艺和材料质量未给予足够重视，导致预应力筋过早生锈，降低结构耐久性。要想使压浆工作成功，必须做到以下几点：1、水泥、水、外加剂和压浆设备符合规范要求。 2、水泥浆的水灰比、泌水率、膨胀率和稠度等指标符合规范要求。 3、压浆前检查孔道是否畅通。 4、压浆顺序正确，按孔道由低向高的顺序进行。 5、严格控制压浆压力和速度。6、采用真空压浆技术。
断丝、滑丝的处理。施工过程中，由于操作失误或千斤顶压力不准确或锚具安装误差、夹片质量差等原因，有时会发生断丝和滑丝的情况，当断丝或滑丝数不超过规范值时，可采用超张拉方式补足应力，若超过规范值必须卸锚，更换钢束。做补足应力处理，根据断丝数确定应力损失值，通过提高其它钢丝应力补足断丝造成的应力损失，但在任何情况下都不得使钢绞线应力达到0.8Rb，否则必须更换钢束。更换钢束的处理方法：1、丝束放松。将千斤顶按张拉状态装好，并将钢丝在夹盘内楔紧。一端张拉，当钢丝受力伸长时，锚塞稍被带出。这时立即用钢钎卡住锚塞螺纹。然后主缸缓慢回油，钢丝内缩，锚塞因被卡住而不能与钢丝同时内缩。如千斤顶行程不够可如此反复进行至锚塞退出为止，然后拉出钢丝束更换新的钢丝束和锚具。2、单根滑丝单根补拉，将滑进的钢丝楔紧在卡盘上，张拉达到应力后顶压楔紧。3、人工滑丝放松钢丝束，安装好千斤顶并楔紧各根钢丝。在钢丝束的一端张拉到钢丝的控制应力仍拉不出锚塞时，打掉一个千斤顶卡盘上钢丝的楔子，迫使1-2根钢丝产生抽丝。这是锚塞与锚圈的锚固力就减少了，再次拉锚塞就容易拉出。
综上所述，只有建立起常态化、科学化、规范化的施工管理，并加大桥梁运营阶段的管理养护工作，及时把握桥梁运营阶段的工作状态，多管齐下才是保证预应力桥梁结构质量安全的根本手段。
参考文献：
《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）
论文作者:饶昳,
论文发表刊物:《工程管理前沿》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/3
标签：预应力论文; 孔道论文; 应力论文; 桥梁论文; 钢丝论文; 钢绞线论文; 损失论文; 《工程管理前沿》2020年第1期论文;