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预应力混凝土结构质量问题的系统分析

上海市市材料工程学校 汪荣津 2017/4/6 9:10:50

   摘要 预应力混凝土结构具有刚度、抗裂性和耐久性好,可有效地利用高强度钢筋和高强度等级的混凝土,在同样条件下具有截面小、自重轻、质量好、材料省等突出优点。但预应力混凝土施工工艺较复杂,对施工质量要求高,需要配备一支技术熟练的专业队伍,且需要有一定的专门设备。本文利用系统分析的方法,对预应力混凝土出现的常见质量问题进行了详尽分析。
   关键字 预应力 混凝土结构 质量问题 系统分析
  
   正是由于预应力混凝土结构能提高钢筋混凝土构件的刚度、抗裂性和耐久性,可有效地利用高强度钢筋和高强度等级的砼。与普通砼相比,在同样条件下具有截面小、自重轻、材料省(节约钢材20%~40%)。预应力砼结构适应了近代建筑结构的向大柱网、大开间、大跨度、多功能方向发展趋向,并能扩大预制装配化程度。目前,预应力砼结构广泛应用于大跨度建筑、对抗裂性有特殊要求压力容器、压力管道、水工或海洋建筑以及对构件刚度和变形要求较高的吊车梁、桥梁工程中的大跨度梁式构件。
   诚然,预应力混凝土有许多独特优点,且应用越来越广泛,但是,预应力砼结构质量问题是不容忽视的问题。本文应用系统工程的方法,就预应力砼结构常见的质量问题做一个系统分析。
  
   一、勘察设计问题
   建筑工程乃至桥梁工程是百年大计,工程勘察设计如果出现问题,后续就无法更改或更改很难。如果出现地基的不均匀沉降会造成预应力砼结构的受力不均,出现裂缝等现象,对于预应力结构的地基,特别是预应力箱梁,地基的勘察尤为重要。因此,在结构设计前,应做好详尽的地质勘查工作,在此基础上,再进行结构设计。结构设计时,通过计算选择合适的砼强度,不低于GB 50010-2010 混凝土结构设计规范要求的C40强度等级。正确设计计算正常使用状态的受拉应力,预应力砼挠度、裂缝进行验算复核。从源头解决预应力混凝土结构合理性、耐久性、安全性问题。主梁各截面进行验算的内容有:持久状况承载能力极限状态正截面抗弯承载能力验算、斜截面抗剪承载能力验算,持久状况正常使用极限状态抗裂验算、挠度验算,持久状况使用阶段正截面法向应力计算、使用阶段混凝土主压应力、主拉应力计算、受拉区预应力钢筋的最大拉应力验算。
  
   二、原材料把控问题
   1、预应力筋的力学强度
   预应力钢丝、钢绞线抗拉强度、伸长率、反复弯曲次数(钢丝)等指标均应符合设计要求,预应力钢丝、钢绞线进场后,按现行规范进行抽检,送有资质的检验机构进行检验。如有一项不符合国家标准,即为不合格,不得使用。
   2、预应力筋锈蚀
   预应力钢丝、钢绞线表面有浮锈、锈斑、麻坑等,因此,预应力钢丝、钢绞线出厂包装应有防潮、防雨、防腐等防锈措施,预应力筋在混凝土浇筑穿入孔道前也应有防锈措施,防止预应力筋锈蚀,从而影响结构的安全性和耐久性。
   3、混凝土
   (1)水泥
   水泥可分为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣水泥、火山灰水泥和粉煤灰水泥等多种。常用的水泥是普通硅酸盐水泥及硅酸盐水泥。水泥应选用回转窑生产的水泥,进场后应按照GB175-2007标准检查水泥的强度、安定性和凝结时间,经复验合格后方可使用。水泥品种的选用应根据预应力砼结构及使用环境、气候条件、施工温度、砼体积用量的大小正确选择。
   (2)骨料
   混凝土用砂、石应符合JGJ 52标准。
   (3)混凝土用水
   混凝土用应符合JGJ63标准。
   (4)外加剂
   混凝土使用外加剂,应对外加剂的相关性能指标进行复验,其结果应符合现行国家标准《混凝土外加剂》GB 8076 和《混凝土外加剂应用技术规范》GB 50119 的规定。
   此外,根据GB50010-2010混凝土结构设计规范,混凝土中最大氯离子含量0.06%,防止预应力钢筋腐蚀,严禁采用碱性骨料,混凝土最大碱含量为3kg/m3 , 防止碱骨料反应,造成预应力砼体积膨胀损坏, 施工时要控制氯离子、碱的含量。 因此,要检查原材料试验报告和氯离子、碱的总含量计算书。
  
   三、预应力混凝土施工安装问题
   预应力砼施工工艺较复杂,对质量要求高,因此,需要配备一支技术较熟练的专业队伍,且需要有一定的专门设备,如张拉机具、灌浆设备等。先张法需要有张拉台座;后张法还要耗用数量较多、质量可靠的锚具等。
   1、预应力结构模板支撑
   以预应力现浇梁为例,预应力现浇梁模板的制作与安装必须正确、牢靠,安装误差应符合规定。如模板接缝不严、支撑不牢固,会出现跑模、漏浆现象,从而产生麻面、蜂窝,造成预应力结构出现质量问(未完,下一页

  

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