摘要：后張法預(yù)應(yīng)力管道壓漿不實是現(xiàn)代混凝土橋梁建設(shè)的質(zhì)量通病之一，本文通過一系列分析指出針對這一質(zhì)量病害預(yù)防重于事后處理，在大跨徑橋梁建設(shè)中推薦使用塑料波紋管及真空壓漿工藝進行灌漿施工。

　　關(guān)鍵詞：后張法預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)孔道壓漿不實 質(zhì)量通病 分析 處理措施

　　后張法預(yù)應(yīng)力管道壓漿不實是現(xiàn)代混凝土橋梁建設(shè)的質(zhì)量通病之一，它將嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的極限承載能力和結(jié)構(gòu)耐久性（安全性）。

　　一、病害實例：

　　采用后張預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的英國的Ynys-Gwas橋梁建于1953年，在使用了32年后于1985年12月4日突然倒塌，經(jīng)過英國運輸與道路研究試驗室（TRRL）對倒塌的橋梁進行分析，發(fā)現(xiàn)橋梁倒塌是由于預(yù)應(yīng)力灌漿不密實，使預(yù)應(yīng)力筋銹蝕所致。建于1957年的美國康涅狄格州的Bissell大橋，因為預(yù)應(yīng)力筋銹蝕導(dǎo)致橋梁的安全度下降，在使用了35年之后，在1992年不得不炸毀重建。另外美國從地震垮塌的后張預(yù)應(yīng)力橋梁構(gòu)件上截取若干斷面解剖測試，發(fā)現(xiàn)后張預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)因孔道壓漿不密實而造成的預(yù)應(yīng)力筋銹蝕、斷面銳減、斷絲及應(yīng)力損失嚴(yán)重等致命的質(zhì)量問題，為此曾一度禁止后張預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。通過近幾年的調(diào)查和調(diào)查資料證明，我國于80年代中期至90年代中期興建的一批預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋，壓漿不實是一個普遍存在的現(xiàn)象，個別橋梁該問題還十分突出，通過對破壞的預(yù)制梁的孔道部位進行破損檢查發(fā)現(xiàn)大多數(shù)預(yù)制梁的預(yù)應(yīng)力孔道存在空洞、預(yù)應(yīng)力筋銹蝕現(xiàn)象（見下圖）。因此對后張法預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)孔道壓漿不實的質(zhì)量通病進行分析是很有現(xiàn)實意義的。

　　二、預(yù)應(yīng)力管道壓漿不實造成的危害和機理分析：

　　鋼筋銹蝕是混凝土結(jié)構(gòu)損壞的機理之一，而孔道壓漿的根本目的是排除孔道內(nèi)的水和空氣，防止預(yù)應(yīng)力筋被腐蝕，保證預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的耐久性。孔道壓漿的第二個目的是使預(yù)應(yīng)力鋼筋通過灰漿與周圍混凝土結(jié)成一個整體，將預(yù)應(yīng)力鋼筋上的力均勻地傳入到結(jié)構(gòu)物中，從而既能減輕錨具的受力，又能提高構(gòu)件的承載能力、抗裂性能和耐久性。本文主要分析因孔道壓漿不實造成預(yù)應(yīng)力筋腐蝕對結(jié)構(gòu)物的損害。

　　預(yù)應(yīng)力鋼材的銹蝕分為一般腐蝕和應(yīng)力腐蝕，應(yīng)力腐蝕是特別危險的腐蝕形式。所謂應(yīng)力腐蝕是鋼材處于受拉狀態(tài)下，而同時受到腐蝕時發(fā)生的腐蝕的結(jié)果，將引起鋼材急劇地脆性破壞。應(yīng)力腐蝕斷裂是金屬材料在應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)聯(lián)合作用下產(chǎn)生的一種特殊破壞形式。不存在應(yīng)力時腐蝕非常輕微，當(dāng)應(yīng)力超過某一臨界值后金屬會在腐蝕并不嚴(yán)重的情況下發(fā)生脆斷。預(yù)應(yīng)力筋的直徑相對較小，強度較高，對腐蝕尤其是應(yīng)力腐蝕更敏感。而且預(yù)應(yīng)力筋發(fā)生的應(yīng)力腐蝕不易從構(gòu)件的外表察覺，其破壞又呈高度脆性，就使構(gòu)件的破壞呈現(xiàn)突然性。這是由于預(yù)應(yīng)力構(gòu)件本身的性質(zhì)及預(yù)應(yīng)力筋的性質(zhì)造成的。

　　眾所周知，普通鋼筋混凝土構(gòu)件中的鋼筋中的應(yīng)力值在構(gòu)件開裂前很小，而預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件中的預(yù)應(yīng)力筋從張拉直到破壞始終處于受拉狀態(tài)，所以發(fā)揮了高強鋼材和混凝土兩種材料各自的特長。預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件出現(xiàn)裂縫比普通鋼筋混凝土構(gòu)件遲得多，所以構(gòu)件裂度大為提高，但裂縫出現(xiàn)的荷載與破壞荷載比較接近，延性較差。從下面的預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁的荷載-撓度曲線和非預(yù)應(yīng)力筋和預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力-應(yīng)變曲線比較圖可以看出：預(yù)應(yīng)力的作用改變了截面應(yīng)力狀態(tài)，使全截面受力階段的范圍擴大，反映出很好的抗裂性能；預(yù)應(yīng)力筋的塑性較小，一些高強度預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力-應(yīng)變曲線沒有明顯的屈服臺階。

　　預(yù)應(yīng)力鋼材對應(yīng)力腐蝕具有敏感性，而且鋼材抗拉強度越大敏感性越大。應(yīng)力腐蝕是一種低應(yīng)力脆性斷裂，因為導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕開裂的最低應(yīng)力遠小于材料斷裂強度fu，而且斷裂前無明顯的塑性變形，脆性斷裂時其應(yīng)力水平一般不會超出屈服點，宏觀塑性變形很小，同時脆性破壞的斷裂速度非常高，可達聲速的1/3。這一點也是脆性破壞常導(dǎo)致災(zāi)難性事故的主要原因。國際預(yù)應(yīng)力協(xié)會（FIP）采用公式來說明斷裂時間與鋼材抗拉強度、高強鋼絲工作應(yīng)力之間的關(guān)系。取，則。不難算出當(dāng)分別為1860Mpa和1425Mpa時，后者應(yīng)力腐蝕斷裂時時間約為前者的24倍。

　　綜上可以看出，應(yīng)力腐蝕產(chǎn)生的破壞具有突然性，從構(gòu)件外表不易察覺，斷裂速度特別快，因此預(yù)應(yīng)力筋的防腐是后張預(yù)應(yīng)力混凝土的關(guān)鍵問題，而預(yù)應(yīng)力孔道內(nèi)的壓漿的質(zhì)量成為防腐的重點。