预应力混凝土桥梁施工与质量检查.docx
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预应力混凝土桥梁施工与质量检查
预应力混凝土桥梁施工与质量检查
★桥梁体系（图片略）
☆梁桥
☆连续刚构桥
☆拱桥（上承、中承）
☆刚架（斜腿）
☆斜拉桥
☆系杆拱桥
☆吊桥
★PC连续梁桥（图片略）
☆预应力混凝土连续箱梁桥的特点
预应力混凝土连续箱梁桥是预应力混凝土桥梁中重要桥型，它是有整体性能好、结构刚度大、变形小、抗震性能好，特别是主梁变形挠曲线平缓、桥面伸缩缝少，行车舒适性好等优点，因而在公路、城市和铁路桥梁工程中得到广泛采用。
☆我国已建成的大跨径P.C连续箱梁桥
序号
桥名
主桥跨径（m）
桥址
建成年份
1
南京长江二桥北汊桥
90+165×3+90
江苏
2000
2
六库怒江大桥
85+154+85
云南
1995
3
黄浦江奉浦大桥
84+120×3+85
上海
1995
4
常德沅水大桥
84+120×3+84
湖南
1986
5
东明黄河公路大桥
75+120×7+75
山东
1993
6
风陵渡黄河大桥
87×5+87+114×7+87
山西
1994
7
沙洋汉江大桥
63+111×6+63
湖北
1985
8
珠江三桥
80+110+80
广东
1983
9
宜城汉江公路大桥
55+100×4+55
湖北
1990
10
松花江大桥
59+90×7+59
黑龙江
1986
☆世界已建成的大跨径预应力混凝土连续刚构桥
序号
桥名
主跨（m）
桥址
建成年份
1
Stolmasunder桥
301
挪威
1998
2
Raftsunder桥
298
挪威
1998
3
虎门大桥辅航道桥
270
中国
1997
4
Gateway（门道桥）
260
澳大利亚
1986
5
Varodd桥
250
挪威
1994
6
TaluebergangSchottwien桥
250
奥地利
1989
7
PonteSjoao桥
250
葡萄牙
1991
8
Skye桥
250
苏格兰
1995
9
Confederatian桥
250×3
加拿大
1997
10
重庆嘉陵江黄花园桥
250×3
中国
1999
11
黄石长江大桥
245×3
中国
1995
☆美国公路桥梁缺陷率（1950-1994）
桥梁类别
总数（座）
定级为有结构缺陷的桥梁
座
％
钢筋混凝土桥
91,886
6,027
6.6
预应力混凝土桥
88,304
3,212
3.3
钢桥
118,424
22,928
19.4
木桥
27,817
13,199
47.4
其它
1,309
211
16.3
总计
327,829
45,587
13.9
☆美国各类公路桥梁使用寿命期望值（年）
桥梁类别
道路系统
州际道路
美国编号公路
州道
乡道
钢筋混凝土桥
83
75
69
73
预应力混凝土桥
102
93
68
66
钢桥
67
68
63
55
木桥
－
－
53
50
1.预应力混凝土桥梁主要施工方法
1.1桥梁施工方法的原理
桥梁上部结构为整体空间受力结构。
无论是静定结构桥（例如简支梁板桥）还是超静定结构桥（例如连续梁），都可以依照桥梁结构的基本原理和构造布置，顺桥向和横桥向将桥划分为基本受力构件和相应节点。
桥梁施工就是依照其结构设计要求的施工程序、方法，在每一个施工阶段的结构均为稳定结构，施工最终至成桥结构状态。
对于预应力混凝土桥梁，基本受力构件为预应力混凝土构件，因而，预应力混凝土构件施工是桥梁施工的重要部分。
1.2整体现浇施工
1）在桥跨下搭设支架、安装模板、浇筑混凝土，张拉预应力钢筋后锚固（后张法），卸落支架后成桥结构的施工方法。
2）施工关键
支架必须有足够的强度、刚度，支架的基础牢固可靠。
支架的预堆载及变形观测。
在支架上就地浇筑混凝土的施工。
支架卸落设备选用及卸落方法。
图例（略）
1.3预制——装配施工
1）将连续梁沿纵向分成若干梁段。
梁段先按预制预应力混凝土制做，然后在桥墩台上，再浇各预制梁段间的接头混凝土，张拉相应区段预应力钢筋，转换结构受力体系形成成桥结构的施工方法。
先间支后连续施工
图例（略）
预制梁段为间支梁，分片进行预制安装，安装后经调整位置、浇筑墩顶处接头混凝土，张拉顶板负弯矩预应力钢束，拆除一联内临时支座，完成由简支体系至连续梁受力体系的结构受力体系转换。
悬臂――连续施工
2）施工关键
预应力混凝土梁段预制；
接头混凝土浇筑；
钢束张拉或接长；
体系转换。
1.4逐孔施工
1）利用活动的模架，在桥跨上逐孔进行现浇施工，即在模架上现场浇筑混凝土，在张拉预应力钢束后将活动的模架转移到下一孔进行现浇施工，在施工过程中结构的体系随施工的进程不断转移，最后形成设计的连续梁结构。
2）施工关键
梁段混凝土的现浇；
梁段的变形控制。
图例（略）
1.5悬臂现浇混凝土施工
1）在已建成的桥墩上，利用施工挂篮在桥墩两侧对称逐节段浇筑箱梁混凝土，待混凝土达到规定的强度后张拉预应力钢束，再移动施工挂蓝至下一节段箱梁施工，使悬臂不断接长，直至进行逐跨合拢。
2）施工关键
箱梁0号块件的混凝土施工及进行墩梁临时锚固；
悬臂施工过程中高程的控制（线形控制）；
合拢段施工及结构体系转换。
图例（略）
1.6预应力混凝土施工
1）桥梁预应力混凝土施工，依据张拉预应力钢束与浇筑构件混凝土次序的先后，分为先张法和后张法。
2）施工关键
混凝土的施工；
预应力钢束张拉与放张（先张法）。
2.预应力混凝土桥梁施工质量特点
2.1桥梁的功能要求
1）公路桥涵在设计基准期内应具有规定的可靠度，达到预期的安全性、适用性和耐久性。
设计基准期规定为100年。
2）与其它结构工程相比，桥涵的设计荷载等级较高且承受动力荷载作用；桥涵暴露于大自然环境中，经受气温变化、水流及雨水冲刷等自然作用。
2.2桥梁施工质量的重要性
1）桥梁为一种公用性的人工结构工程，主要由桥跨结构、下部结构、基础及防护结构组成，整体上承受荷载作用。
各组成部分的施工质量影响全桥的功能要求。
2）桥梁的施工方法分类很多，但每座桥的施工方法都有特点，特别是大跨径、超静定结构的桥梁（例如斜拉桥、连续梁桥、拱桥等）施工。
3）桥梁的施工环节比较多，每个施工环节上的质量问题将会影响下一个施工环节，乃至整个桥梁的质量。
4）桥梁多数质量问题具有不可逆转性，即只要发生，便无法全部恢复原貌。
因此，桥梁施工质量要预防为主，科学地进行质量管理。
2.3桥梁施工质量控制依据
1）中华人民共和国行业标准公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）
2）中华人民共和国行业标准公路工程质量检验评定标准（JTJ071-94）
3.高强混凝土施工问题
3.1高强混凝土
1）用常规的水泥、砂石为原材料，使用常规的制作工艺，主要依靠外加高效减水剂，或同时加入一定数量的活性矿物材料，使拌合料具有良好工作度，并在硬化后具有高强性能的混凝土。
从中国目前的设计、施工水平出发，一般认为强度等级达到或超过C50的混凝土为高强混凝土。
2）高强混凝土的特点是强度高，变形小和耐久。
其相应不足之处是高强混凝土的脆性大，延性差；混凝土质量易受到生产、运输、浇筑和养护过程中环境因素的影响。
3.2高强混凝土的原材料要求
1）水泥
配制高强混凝土，宜选用标号不低于525号的硅酸盐水泥、普通硅酸水泥和早强型硅酸盐水泥。
其中C3A含量宜控制在不超过8%。
2）粗骨料
粗骨料的抗压强度应比所配制的混凝土强度高50%以上。
宜选用密实坚硬的石灰岩、深成火成岩（辉缘岩、花岗岩、正长岩、辉长岩等）的碎石，最大粒径控制在20~25mm以下。
3）细骨料
宜采用洁净的砂子，最好是圆形颗粒的质地坚硬、级配良好的天然河砂，砂子的细度模数宜为不小于2.6，含泥量不应超过2%。
4）高效减水剂
常用的是以萘磺盐酸甲醛缩合物为代表的萘系高效减水剂，国产的这类减水剂有JM、NF、UNF、WF、SNⅡ等。
5）矿物活性材料
主要的超细矿物活性材料主要有：
粉煤灰、硅粉、沸石粉及高炉炉渣。
粉煤灰要求烧失量＜5%（最好是2%），细度为通过45μm孔的量不少于65%，Mg＜5%，SO3＜5%。
硅粉要求其SiO2含量≥90%，比表面积≥25×103m2/kg,，密度2.2左右，平均粒径0.1~0.2μm。
3.3高强混凝土的配合比
1）由于高强混凝土与普通混凝土性质不同，水灰比与强度无直接对应关系，因而必须进行试配。
混凝土配制的强度为
fcu,p=fcu,k+1.645σ
式中：
fcu,p——混凝土的施工配制强度；
fcu,k——设计的混凝土强度标准值；
σ——施工的混凝土强度标准值。
2）对于C50、C60强度等级的高强混凝土，水胶比（水泥与胶结料的重量比，胶结料包括水泥和掺合料的重量）宜控制在0.24～0.38的范围内。
3）水泥用量不宜超过500kg/m3，水泥与混合材料总量不超过550～600kg/m3；砂率一般宜控制在28%～34%范围内，采用泵送工艺时可用32%～40%。
4）粉煤灰、沸石粉和硅粉掺量不宜超过胶结料重量的30%、10%和（8～10）%。
5）高效减水剂的掺量宜为胶结料的0.5%～1.8%。
6）高强混凝土中的氯离子含量，对位于温暖或寒冷地区，无侵蚀物质影响及与土直接接触的桥梁不应超过水泥重量的2%。
3.4高强混凝土的施工及有关问题
3.4.1一般要求
1）高强混凝土应采用强制式混凝土搅拌机拌制。
2）高效减水剂宜采用后掺法，如制成溶液加入，应在用水量中扣除这部分溶液用水。
加入减水剂后，混凝土拌和料在搅拌机中继续搅拌的时间，不得少于60s（粉剂）和30s（溶液）。
高效减水剂不能与干水泥接触，宜在其它材料充分拌合后再加入高效减水剂。
3）严禁在材料出搅拌机后加水。
4）高强混凝土的养护高强混凝土在浇筑后8小时内应覆盖并浇水养护，或在其表面喷洒养生剂，养护时间应不少于14天。
3.4.2高效减水剂的使用
1）高效减水剂的作用
高效减水剂使水泥颗粒高度分散，从而大大提高了水泥浆体的流动性，并且促进水泥的水化程度，加快混凝土凝结，产生早强作用。
高效减水剂是配制高强混凝土不可缺少的组分，掺加高效减水剂后能使混凝土的水灰比减小，流动性增加，现场工作度提高。
2）高效减水剂使用中常见的问题是混凝土拌和物的坍落度经时损失快，尤其是低水灰比的高强混凝土和环境温度较高时更为显著，甚至只经过20～30分钟，坍落度即降为初始坍落度的1/2～1/3，这对有一定运输距离的混凝土来说是不能接受的。
3）原因
混凝土的坍落度损失，是由于水泥浆体中残存的高效减水剂量降低，使水泥颗粒吸附减水剂分子减少，从而产生凝聚之故。
4）施工对策
a．选择正确的混凝土搅拌时投料顺序
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