桥梁工程中预应力混凝土施工技术的研究

摘　要：混凝土桥梁在现代桥梁建设中占据了重要的地位。本文主要对混凝土桥梁施工过程中可能出现的问题以及混凝土施工技术进行了研究分析。
关键词：桥梁工程;混凝土;施工技术
1.引言
　　混凝土施工技术在桥梁工程中的运用虽然已经很成熟，但在施工过程中，由于自然或人为因素，桥梁的质量有时仍无法保证。为此，许多专家学着对桥梁工程中混凝土施工技术做了大量的研究。
2.桥梁工程混凝土裂缝控制技术
　　在桥梁施工或使用过程中，由于混凝土内部应力和外部载荷的作用，混凝土裂缝现象经常出现。导致混凝土裂缝产生的原因很多，其中主导原因大致可分为：温度变化引起的裂缝、载荷引起的裂缝、冻涨引起的裂缝、收缩引起的裂缝等[1]。
2.1温度变化引起的裂缝
　在外界环境温度或结构内部温度改变时，由于热胀冷缩的原因，混凝土结构将发生形变。在有外力约束的情况下，结构内部会产生应力，当应力值达到混凝土的抗拉强度并继续增大时便会产生裂缝。目前，温度裂缝是大体积混凝土裂缝的主要类型，其裂缝走向无规律可循，而且裂缝的宽度也大小不一，深层裂缝的走向一般都近似和主筋平行。在浇筑混凝土1d~2d之间常常会出现表面的温度裂缝；当浇筑混凝土达到21d后深层温度裂缝和贯穿温度裂缝开始出现。温度裂缝主要是由于温差较大或者结构降温差值大引起的，例如，在冬季施工过程中，如果过早的去掉保温层，或温度突变，则混凝土会因强度太低而产生裂缝；在浇筑混凝土时，由于混凝土自身的温度以及混凝土中水化热的温度，混凝土的温度会很高，因此，当其遇冷收缩时，内部会产生很大的拉应力，导致温度裂缝的产生[2]。
　　为了有效的防止温度裂缝的产生，近年来国内外提出了很多解决方法。霍振锋[3]等人在某跨度较大的双塔悬索桥施工过程中，为了有效的防止温度裂缝的产生，他们首先优化了混凝土中各成分的配合比，对粉煤灰掺量、外加剂品种及掺量通过大量的水热化实验选定，这样便保证了混凝土的地热性，将混凝土的水热化温度控制在了30°C左右，满足温度设计的要求。
2.2载荷引起的裂缝
　　载荷裂缝是指混凝土桥梁在静载荷、动载荷以及次应力作用下所产生的裂缝，主要可分为直接应力裂缝和次应力裂缝。直接应力裂缝是由外载荷引起的，产生原因一般可归结为以下几点：
（1）在结构设计计算时，计算数学模型建立不合理；受力分析时，模型的受力假设与实际情况相差太大；截面设计不足，未考虑施工的可行性，使得结构的整体刚度不够。
（2）施工时不注意施工器械、材料的堆放位置，使得桥梁的局部受力过大；施工队伍质量差，不能完全按照设计图纸进行施工，擅自对结构施工顺序进行改动。
（3）在桥梁的使用中，由于自然或人为的破坏，引起混凝土的裂缝，例如：重型卡车过桥、地震等。
2.3收缩引起的裂缝
　混凝土在空气中硬结时体积会减小，因此即使在没有外力的作用下其结构也会发生形变，从而产生拉应力，使得混凝土出现裂缝。塑形收缩、干燥收缩、温度收缩是混凝土产生收缩裂缝的主要原因。水泥的水化凝固桔硬和混凝土内部自由水分的增发都会引起收缩变形。
3.桥梁工程中混凝土施工技术
　　在桥梁建设的过程中，混凝土施工技术的好坏对桥梁的质量有着很大的影响，以下将从几个方面对其进行探讨。
3.1清水混凝土施工技术[4]
　　清水混凝土也就是通常所说的装饰混凝土，它是由混凝土一次浇筑成型的，在桥梁工程、公共建筑等行业得到了广泛的应用。清水混凝土的表面十分的平整、结构质量好，但对施工工艺要求较高，在施工过程中必须把握好各个环节的质量控制。
3.11原材料的控制
　原材料是决定混凝土质量好坏的关键。首先，在选材过程中，必须严格按照优化的配合比，选择同一厂家、同一品种标号的水泥、外加剂、掺合料、脱模剂等原料。水泥的选用应考虑其性能的稳定性，水热化温度要偏低、活性要好，而且水泥与外加剂之间要有良好的适应性，同时原材料色泽应保持一致。
3.12 配合比、拌合质量控制
　清水混凝土的内实外美的独特本色是由混凝土的配合比控制的。在施工之前，应对混凝土原料和其配合比进行大量的实验分析比较，才能最终确定混凝土的配合比。除此之外，对混凝土的坍落度、和易性、初凝时间进行相应的控制。
3.13 清水混凝土的浇筑控制
　　在柱子混凝土的浇筑中，要注意对垂直浇筑高度的控制。一般情况下，混凝土卸落高度不宜超过2m，超过2m时应采用串管。每个混凝土墩柱应该一次浇筑完成，不能留下施工缝。每层浇筑的混凝土厚度最好保持在50cm左右，而且在振捣上一层时，应插入下层中5-10cm。每振捣一处后应该变振动边缓缓的将振动棒取出。振捣的目地是保证混凝土的实密，使其停止下层，表面呈平坦、泛浆状，同时应注意振捣时间，一般控制在20-30s。
3.2预应力混凝土施工技术[5]
　　预应力混凝土结构不仅能够提高桥梁结构的刚度和抗裂度，而且大大的降低了自身结构的重量，改善了桥梁卸载后的恢复能力，从而增强了结构的耐久性。可是，预应力混凝土结构的施工工艺较为复杂、预应力反拱控制难，使得施工难度增加。
　　预应力混凝土施工质量主要可以从混凝土施工质量、预应力拉张等方面进行控制。混凝土施工质量和普通的混凝土结构相似，应该从配合比、浇筑、温度方面进行控制；而预应力拉张应该从预应力管道安装、滑断丝的预防和处理、混凝土浇筑后的张拉时间以及预应力孔道压浆工序等方面进行。
4.结束语
　　在科学技术迅猛发展的今天，随着人们生活水平不断的提高，交通压力正在逐渐的增大。桥梁工程作为缓解交通问题的纽带，其质量的好坏被人们广泛的关注。影响混凝土桥梁质量的因素有很多，只有在施工过程中严格按照规范的设计要求施工，才能确保工程的质量。