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摘要：现代预应力混凝土是用高强度钢材和较高强度的混凝土经先进的生产工艺制作的，用现代设计概念和方法设计的高效预应力混凝土。据笔者的实践与了解，本文主要预应力混凝土施工过程中质量控制的有关问题进行简要的分析。
关键词：预应力混凝土；施工技术；质量控制
1 前 言
我国的预应力混凝土结构是在20世纪50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，预应力混凝土技术在工程中发展最快。得到普遍的应用。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质量控制的有关问题进行简要的分析。
2预应力混凝土的施工特点
预应力混凝土施工，必须同时考虑施工时结构受力情况和现场施工条件，而采取相应的施工方法。如对于大跨度预应力混凝土连续梁、T型钢构、斜拉桥，往往采用悬劈挂篮无支架施工方法，即在桥墩两边平衡悬臂分节段浇筑混凝土，后期节段是靠己浇节段来支撑，各节段经历浇筑、张拉、不断地加载（移动挂篮）等过程，逐步完成全桥的施工。自架设体系的悬臂施工法，使这种桥型的结构性能和施工特点达到高度的协调统一，且每一节段均充分发挥了预应力的作用，实现了荷载平衡。节段悬臂施工法是预应力混凝土桥梁施工技术发展的结果，是预应力等效荷载观点的直接体现，它为大跨度桥梁在世界各地的迅速发展，开辟了新的途径。
3 施工控制影响因素
桥梁施工控制的主要目的是使施工实际状态最大限度地与理想设计状态（线性和受力）相吻合。要实现上述目的，就必须全面了解可能使施工状态偏离理论设计状态的因素，以便施工实际有的放矢的有效控制。
3.1 结构参数
结构参数是控制中结构施工模拟分析的基本资料，其准确性直接影响分析结果的准确性。结构参数主要包括：结构构件截面尺寸、结构材料弹性模量、材料容重、材料热膨胀系数、施工荷载和预应力或索力。
3.2 施工工艺
施工控制是为施工服务的，反过来，施工的好坏又直接影响控制目标的实现。除要求施工工艺必须符合控制要求外，在施工控制中必须计入施工条件非理想化而带来的结构制作、安装等方面的误差，使施工状态保持在控制之中。
3.3 施工监测
检测是桥梁施工监控的最重要手段之一。检测包括应力检测、变形监测。因测量仪器、仪器安装，测量方法数据采集、环境情况等存在误差、所以，结构监测总是存在误差。该误差一方面可能造成结构实际参数。
3.4 结构计算分析模型
无论采用什么分析方法和手段，总要对实际桥梁结构进行简化和建立计算模型，这种简化式计算模型与实际情况之间存在的误差、包括各种假定，边界条件处理，模型化的本身精度等。控制中需要在这个方面做大量工作，必要时还要进行专门的试验研究，把计算模型误差所差生的影响减到最低限度。
3.5 温度变化
温度变化对桥梁结构的受力与变形影响很大，这种影响随温度的改变而改变。在不同时刻的结构状态（应力、应变）进行量测，如果施工控制中忽略了该项因素，就必然难以得到结构的真是状态数据（与控制理想状态比较），从而也难以保证控制的有效性，所以，必须考虑温度变化的影响。
3.6 材料收缩
徐变对混凝土桥梁结构而言，材料的收缩、徐变对结构内力、变形有较大的影响，这主要是由于大跨径桥梁施工中混凝土普遍存在加载龄期小、各阶段龄期相差大等引起的，控制重要予以认真研究，以期采用合理的、符合实际的徐变参数和计算模型。
4 预应力混凝土的质量控制
4.1 确保混凝土质量
混凝土应保证具有设计要求的强度、良好的和易性及泌水性，且质量均匀性要好。影响混凝土质量的因素有配合比、搅拌、运输、浇注、振捣、养生等环节。其中混凝土配合比是控制其质量的最重要因素，在满足其施工要求的情形下应尽量减少单位用水量，相应地也减少单位水泥用量，从而减少混凝土水化热，减少由于混凝土的徐变与收缩而引起的预应力损失和施加预应力之前的收缩裂缝。此外，采用现场试块测得的早期混凝土强度等级代替现场结构的实际混凝土强度，也存在一定的问题。试验表明，出现事故的结构最后验算时，其实际强度均未达到现场测得的强度，有时候甚至更低。
4.2 重视预应力管道安装
预应力管道安装准确与否直接影响到梁体的受力情况与设计是否一致，关系到桥梁施工质量，是预应力施工中的重点。在管道安装过程中，主要需加强对管道定位进行控制，避免混凝土浇筑时出现管道上浮及漏浆现象。预应力管道安装施工、混凝土灌筑前，要严格对以下要点进行控制：管道位置是否正确、平顺性如何、有无漏浆处、是否严格密封等。
4.3 正确应用扁锚和扁锚连接器
扁锚多应用于结构截面尺寸受到限制或构造连接等特定条件下。然而近年来部分单位为了减小截面尺寸，追求经济指标，在预应力箱梁底板和板梁结构中都采用扁锚，有的单位还申请专利、出标准图，这是不可取的。由于扁锚的张拉工艺是采用逐根张拉，整体张拉设备技术不成熟，导致钢绞线受力不均匀。采用扁波纹管留孔，扁孔空间很小，孔道摩阻大，特别是超长孔道采用一端张拉工艺，问题更加严重。由于扁孔本身空间小，孔道压浆困难，无法做到孔道压浆饱满。建议箱梁底板、腹板、空心板梁等结构禁止采用扁锚。对于扁锚连接器的应用更要慎重，尤其是5孔和3孔连接器，由于设计构造不合理会导致偏心受力，不宜推广使用。
4.4 合理选择混凝土浇注后张拉时间
有的工程通过掺加早强剂，提高混凝土早期强度，一般浇注混凝土3天后就开始张拉预应力，这是不可取的。因为混凝土强度和弹性模量增长是不同步的，强度增长快，弹性模量增长慢，早期混凝土变形大，过早张拉预应力会使预应力损失增大，导致桥梁承载力不足，而出现众多裂缝病害。 4.5 张拉工艺质量控制
国内现浇大跨度预应力连续箱梁底板预应力束一般采用一端张拉的工艺。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。
4.6 严格预应力孔道压浆工序
预应力孔道压浆有两个重要作用：一是保护预应力筋不被锈蚀；二是保证预力筋和结构共同工作；然而实际工程中预应力孔道的压浆不饱满、不密实、漏浆和漏灌现象十分普遍，已成为预应力结构的通病。其主要原因除了施工单位对孔道压浆工序不够重视外，目前的压浆工艺、留孔质量、浆体配置等也存在一定问题，特别是浆体的水灰比，较规范的规定值（0.4-0.45）偏大。采用规范规定的水灰比后孔道浆体泌水，孔道不易饱满和密实。为了防治孔道压浆不密实，可采取以下措施：
（1）孔道在灌浆前应以高压水冲洗，除去杂物，疏通和湿润整个管道；
（2）配制高质量的浆液，选用的水泥可用强度等级不低于325 MPa的普通硅酸盐水泥，灰浆水灰比宜控制在0.1-0.45，泌水率宜小于2%，最大不应超过3%，灰浆应具有良好的流动性并不易离析，可掺入适量的减水剂和微膨胀剂，但不得使用对管道和预应力索有腐蚀作用的外掺剂，掺量和配方应通过试验确定；
（3）管道及排气口应疏通，压浆时应从低处往高处压，待高处的孔眼冒溢浓浆后，堵住排气口持荷继续加压，待泌水流光后，再塞住孔口；
（4）对孔道较长或第一次压浆不够理想的，可进行二次压浆，二次压浆应在第一次压浆初凝后进行。
5 结束语
本文所述预应力混凝土施工技术与质量控制方法，经现场实践证明是可行的、有效的，能够保证施工质量和施工安全，施工过程中对梁的预应力建立进行的现场实测结果表明实际建立的预应力完全满足了设计要求，保证了整体结构工程质量。预应力混凝土技术在我国有着光明的发展前景，广大工程技术人员都应对其有一定程度的了解和掌握，并争取为该技术的普及和发展作出贡献。
参考文献：
[1]预应力混凝土结构抗震设计规程（JGJ 140-2004）
[2]混凝土结构设计规范（GB50010-2002）
[3]混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2002）
[4]无粘结预应力混凝土结构技术规程（JGJ/T92-2004）
关键词：预应力混凝土；施工技术；质量控制
1 前 言
我国的预应力混凝土结构是在20世纪50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，预应力混凝土技术在工程中发展最快。得到普遍的应用。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质量控制的有关问题进行简要的分析。
2预应力混凝土的施工特点
预应力混凝土施工，必须同时考虑施工时结构受力情况和现场施工条件，而采取相应的施工方法。如对于大跨度预应力混凝土连续梁、T型钢构、斜拉桥，往往采用悬劈挂篮无支架施工方法，即在桥墩两边平衡悬臂分节段浇筑混凝土，后期节段是靠己浇节段来支撑，各节段经历浇筑、张拉、不断地加载（移动挂篮）等过程，逐步完成全桥的施工。自架设体系的悬臂施工法，使这种桥型的结构性能和施工特点达到高度的协调统一，且每一节段均充分发挥了预应力的作用，实现了荷载平衡。节段悬臂施工法是预应力混凝土桥梁施工技术发展的结果，是预应力等效荷载观点的直接体现，它为大跨度桥梁在世界各地的迅速发展，开辟了新的途径。
3 施工控制影响因素
桥梁施工控制的主要目的是使施工实际状态最大限度地与理想设计状态（线性和受力）相吻合。要实现上述目的，就必须全面了解可能使施工状态偏离理论设计状态的因素，以便施工实际有的放矢的有效控制。
3.1 结构参数
结构参数是控制中结构施工模拟分析的基本资料，其准确性直接影响分析结果的准确性。结构参数主要包括：结构构件截面尺寸、结构材料弹性模量、材料容重、材料热膨胀系数、施工荷载和预应力或索力。
3.2 施工工艺
施工控制是为施工服务的，反过来，施工的好坏又直接影响控制目标的实现。除要求施工工艺必须符合控制要求外，在施工控制中必须计入施工条件非理想化而带来的结构制作、安装等方面的误差，使施工状态保持在控制之中。
3.3 施工监测
检测是桥梁施工监控的最重要手段之一。检测包括应力检测、变形监测。因测量仪器、仪器安装，测量方法数据采集、环境情况等存在误差、所以，结构监测总是存在误差。该误差一方面可能造成结构实际参数。
3.4 结构计算分析模型
无论采用什么分析方法和手段，总要对实际桥梁结构进行简化和建立计算模型，这种简化式计算模型与实际情况之间存在的误差、包括各种假定，边界条件处理，模型化的本身精度等。控制中需要在这个方面做大量工作，必要时还要进行专门的试验研究，把计算模型误差所差生的影响减到最低限度。
3.5 温度变化
温度变化对桥梁结构的受力与变形影响很大，这种影响随温度的改变而改变。在不同时刻的结构状态（应力、应变）进行量测，如果施工控制中忽略了该项因素，就必然难以得到结构的真是状态数据（与控制理想状态比较），从而也难以保证控制的有效性，所以，必须考虑温度变化的影响。
3.6 材料收缩
徐变对混凝土桥梁结构而言，材料的收缩、徐变对结构内力、变形有较大的影响，这主要是由于大跨径桥梁施工中混凝土普遍存在加载龄期小、各阶段龄期相差大等引起的，控制重要予以认真研究，以期采用合理的、符合实际的徐变参数和计算模型。
4 预应力混凝土的质量控制
4.1 确保混凝土质量
混凝土应保证具有设计要求的强度、良好的和易性及泌水性，且质量均匀性要好。影响混凝土质量的因素有配合比、搅拌、运输、浇注、振捣、养生等环节。其中混凝土配合比是控制其质量的最重要因素，在满足其施工要求的情形下应尽量减少单位用水量，相应地也减少单位水泥用量，从而减少混凝土水化热，减少由于混凝土的徐变与收缩而引起的预应力损失和施加预应力之前的收缩裂缝。此外，采用现场试块测得的早期混凝土强度等级代替现场结构的实际混凝土强度，也存在一定的问题。试验表明，出现事故的结构最后验算时，其实际强度均未达到现场测得的强度，有时候甚至更低。
4.2 重视预应力管道安装
预应力管道安装准确与否直接影响到梁体的受力情况与设计是否一致，关系到桥梁施工质量，是预应力施工中的重点。在管道安装过程中，主要需加强对管道定位进行控制，避免混凝土浇筑时出现管道上浮及漏浆现象。预应力管道安装施工、混凝土灌筑前，要严格对以下要点进行控制：管道位置是否正确、平顺性如何、有无漏浆处、是否严格密封等。
4.3 正确应用扁锚和扁锚连接器
扁锚多应用于结构截面尺寸受到限制或构造连接等特定条件下。然而近年来部分单位为了减小截面尺寸，追求经济指标，在预应力箱梁底板和板梁结构中都采用扁锚，有的单位还申请专利、出标准图，这是不可取的。由于扁锚的张拉工艺是采用逐根张拉，整体张拉设备技术不成熟，导致钢绞线受力不均匀。采用扁波纹管留孔，扁孔空间很小，孔道摩阻大，特别是超长孔道采用一端张拉工艺，问题更加严重。由于扁孔本身空间小，孔道压浆困难，无法做到孔道压浆饱满。建议箱梁底板、腹板、空心板梁等结构禁止采用扁锚。对于扁锚连接器的应用更要慎重，尤其是5孔和3孔连接器，由于设计构造不合理会导致偏心受力，不宜推广使用。
4.4 合理选择混凝土浇注后张拉时间
有的工程通过掺加早强剂，提高混凝土早期强度，一般浇注混凝土3天后就开始张拉预应力，这是不可取的。因为混凝土强度和弹性模量增长是不同步的，强度增长快，弹性模量增长慢，早期混凝土变形大，过早张拉预应力会使预应力损失增大，导致桥梁承载力不足，而出现众多裂缝病害。 4.5 张拉工艺质量控制
国内现浇大跨度预应力连续箱梁底板预应力束一般采用一端张拉的工艺。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。
4.6 严格预应力孔道压浆工序
预应力孔道压浆有两个重要作用：一是保护预应力筋不被锈蚀；二是保证预力筋和结构共同工作；然而实际工程中预应力孔道的压浆不饱满、不密实、漏浆和漏灌现象十分普遍，已成为预应力结构的通病。其主要原因除了施工单位对孔道压浆工序不够重视外，目前的压浆工艺、留孔质量、浆体配置等也存在一定问题，特别是浆体的水灰比，较规范的规定值（0.4-0.45）偏大。采用规范规定的水灰比后孔道浆体泌水，孔道不易饱满和密实。为了防治孔道压浆不密实，可采取以下措施：
（1）孔道在灌浆前应以高压水冲洗，除去杂物，疏通和湿润整个管道；
（2）配制高质量的浆液，选用的水泥可用强度等级不低于325 MPa的普通硅酸盐水泥，灰浆水灰比宜控制在0.1-0.45，泌水率宜小于2%，最大不应超过3%，灰浆应具有良好的流动性并不易离析，可掺入适量的减水剂和微膨胀剂，但不得使用对管道和预应力索有腐蚀作用的外掺剂，掺量和配方应通过试验确定；
（3）管道及排气口应疏通，压浆时应从低处往高处压，待高处的孔眼冒溢浓浆后，堵住排气口持荷继续加压，待泌水流光后，再塞住孔口；
（4）对孔道较长或第一次压浆不够理想的，可进行二次压浆，二次压浆应在第一次压浆初凝后进行。
5 结束语
本文所述预应力混凝土施工技术与质量控制方法，经现场实践证明是可行的、有效的，能够保证施工质量和施工安全，施工过程中对梁的预应力建立进行的现场实测结果表明实际建立的预应力完全满足了设计要求，保证了整体结构工程质量。预应力混凝土技术在我国有着光明的发展前景，广大工程技术人员都应对其有一定程度的了解和掌握，并争取为该技术的普及和发展作出贡献。
参考文献：
[1]预应力混凝土结构抗震设计规程（JGJ 140-2004）
[2]混凝土结构设计规范（GB50010-2002）
[3]混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2002）
[4]无粘结预应力混凝土结构技术规程（JGJ/T92-2004）