【摘要】本文试从预应力混凝土桥梁常见病害和施工工艺现状两方面分析对预应力混凝土桥梁的施工做出介绍。
【关键词】预应力混凝土桥梁 病害 工艺现状
预应力混凝土，是一种新型的材料，其结构可以保证其预先存储压力。所以，与普通的混凝土相比，其优势明显，主要有一下几点：第一，能够和高强混凝土、高强钢材等协同使用，达到强强联手的效果，对减轻桥梁自重、提高桥梁跨径意义非凡；第二，与用普通材料搭建的桥梁相比，能够大大节省钢材，同时由于预应力混凝土的特殊结构，桥梁的跨径越大，意味着可节省的钢材越大，可能极大节省物力财力，缓解资源压力；第三，与普通混凝土桥梁相比，其刚度要大得多，可以提高其耐久性；第四，将其作为一种拼装手段，能够增强桥梁的整体性，大大降低作业难度。所以，预应力混凝土一经出现，就得以广泛应用，我国就修建了大量预应力混凝土桥梁[1]。但同时，它在实际应用，特别是在大跨径混凝土桥梁中的部分弊端也有所显现，以下试做分析。
1大跨径预应力混凝土桥梁常见病害
1.1裂缝
裂缝是混凝土在受伤与破坏后，出现的最常见的问题，这也意味着裂缝可以及时反映混凝土的性状。因此，在实际过程中，必须采取措施，尽量避免裂缝的产生。但现实情况是裂缝仍旧成为施工中最常见也较难解决的病害。混凝土结构产生裂缝的原因各种各样，且各因素之间存在叠加。以下列举几种。
1.1.1由荷载引起的裂缝
顾名思义，这种裂缝是由桥梁自重、行驶车辆自重等荷载引起的一种裂缝。由这种局部压力引起的裂缝主要表现为斜裂缝、垂直裂缝、扭曲裂缝等。
在这几种裂缝中，以斜裂缝最为常见。裂缝一旦出现，就会随着物体自重的增加，不断扩展，其长度、宽度，乃至数量不断增加，最终导致桥梁的崩塌。这种裂缝一旦出现，必须及时控制，否则将带来不可估量的结果。垂直型裂缝也是由荷载主要引起的裂缝之一。但与上文向桥跨中发展不同，由它带来的裂缝最终会向两侧发展。扭曲裂缝和断开性裂缝也多由荷载引起[2]。前者会导致混凝土保护层的脱落，导致桥梁内部钢材的暴露，进而导致内部构件的破坏。后者则会造成由钢筋承受全部荷载，最终导致整个构件的破坏。
这种类型的裂缝产生原因主要是由水泥颗粒进行水化作用。混凝土是三相体，在其搅拌过程中，会存在部分未水化的水泥颗粒。这种颗粒在桥梁内部会继续吸收水分，于是结构物体收缩，形成中空，在外力作用下，就会形成收缩裂缝。这种裂缝往往与荷载引起的裂缝相伴存在。
1.1.3由温差应力产生的裂缝
混凝土受热胀冷缩影响相当明显，最终导致变形。在混凝土的搅拌过程中，会出现水化热的出现，同时由于温差，导致由部分结构温度不均引起的变形。同时，当这种变形受到阻力和约束是，会伴随次内力的产生，当这种力超过其自身抗力时，就会产生裂缝，即温度裂缝。该裂缝在施工前后都有可能产生。施工中主要由水化热、新旧混凝土接缝温度不均产生，施工后，是日较差和温度骤然降低导致的。
1.1.4混凝土中钢筋失效产生裂缝
这种裂缝主要由钢筋抗拉应力失效导致，由于混凝土保护层不足，导致内部钢筋在环境因素作用下受到侵蚀，主要是大气侵蚀。另外，由于这种锈蚀，钢筋能够抵抗拉应力的能力大大减小，无法承受外界荷载，导致裂缝的产生。这种类型往往导致其他形式裂缝的产生，从而加速对桥梁的破坏。
1.1.5桥梁基础沉降变形引起裂缝
这种裂缝往往出现在旧桥当中，但也不排除桥梁基础地质较差的原因。由于基础不稳，桥梁会发生局部的下沉或者水平方向的位移，从而产生应力，当该力超过桥梁的抗拉强度，就会导致开裂。
1.1.6混凝土在低温下产生冻胀裂缝
该裂缝主要有两种情况，第一是混凝土中的水在低温下，由液态转化为固态，体积迅速增大，产生挤压，导致裂缝，这种情况在内蒙古自治区等偏北的省份，最值得注意。第二是混凝土材料吸水率太高、水灰比较高，在低温条件下，也容易产生裂缝。
1.1.7混凝土材料不合格引起裂缝
这种裂缝是由混凝土材料不合格，存在质量问题导致的。值得注意的是，混凝土是由水泥、粗集料、细集料、水喝外加剂组成的。因此，任何一种材料质量不过关，都会导致混凝土整体出现缺陷。这就需要施工人员在采购材料时提前进行各项试验，检验各项指标是否合格。
1.1.8施工不当引起裂缝
预应力混凝土的裂缝在施工的每一个环节都有可能由于施工不当而出现。目前，我国的大跨径预应力混凝土桥梁出现的问题相当严峻。跟据交通部对当前跨度大于60米的近200座桥梁的数据统计，发现底板横向裂缝常见于跨中附近底板及腹板处，顶板和底板纵向裂缝常见于跨中附近厚度较薄底板和折角处，腹板中部斜裂缝常见于L/4跨及梁端附近腹板，与底板横向裂缝贯通的腹板裂缝常见于剪跨区内的底板及腹板处，齿板局部区域裂缝常见于齿板与顶、底、腹板交界处，锚下发散裂缝常见于钢束锚固处[3]。
桥梁长期受到风吹、雨打、日晒，甚至是海水侵蚀等，极容易导致钢筋和混凝土的腐蚀。其原因归纳起来主要有两种：第一保护层碳化，第二氯离子入侵。前者上文已有，不再赘述，后者则是混凝土在复杂的环境中，发生了有氯离子参与的相关化学反应。两者都会导致桥梁承载能力的下降。
1.3梁体下挠
梁体下挠指的是梁体在混凝土徐变的情况下，发生下挠，这种现象会使得跨中主梁下凹，对桥梁的使用寿命影响巨大。在这一方面，国内外均有众多专家学者研究过。对其成因的普遍的看法是：纵向和横向预应力的缺失、混凝土的收缩、温度的变化、施工质量不达标和使用荷载超限等。
2预应力施工工艺现状
2.1锚具质量不过关
根据《预应力筋锚具、夹具和连接器》的规定[4]，上述几种都应具有可靠的锚固定性能和相对于的承载力。但实际当中人工加载试验发现存在部分缺点：第一加载速度不容易控制；第二无法实施周期荷载试验；第三静载试验的加载重复精度低。
2.2预应力张拉控制存在问题
压力表的读数和伸长值是预应力张拉控制主要采取的方法，影响这种“双控”合格的因素有很多，归纳一下主要有两类：第一是原材料，第二施工人员水平。这种所谓的“双控法”受人为因素影响较大。同时普通的压力表精度较低，如果预应力吨位巨大，则很难控制张拉应力。值得注意的是，机具的标定混乱，例如千斤顶、压力表等本应该作为一个整体，需要与施工现在的整体相统一，但实际情况是分割标定。
2.3预应力大小与不均匀度不满足要求
尽管在统一预应力束中，不同的钢绞线受力也差别很大。这主要是因为施工前和施工时钢绞线的分布不一致、每根的摩擦程度和摩擦系数不同、松紧程度也不一致，各个绞线之间受力也不同导致的。如果预应力偏大，则容易断裂，如果过小，又容易造成下绕。
