宋軍華 韓萍萍

摘 要: 隨著道路橋梁建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大,預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁工程中的應(yīng)用越來越廣泛,然而出現(xiàn)的質(zhì)量問題也不斷增多。闡述了預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁施工中存在的問題,分析了預(yù)應(yīng)力技術(shù)的施工管理工藝,并提出了有關(guān)對(duì)策。

關(guān)鍵詞: 橋梁施工;預(yù)應(yīng)力;施工管理

中圖分類號(hào): F407.9

1 引言

預(yù)應(yīng)力施工工藝是指通過張拉已夾緊須應(yīng)力筋的錨具,在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中建立預(yù)加應(yīng)力的施工方法。

對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)施加預(yù)應(yīng)力的方法可分為兩大類:一類是外部預(yù)應(yīng)力,指通過機(jī)械方法調(diào)節(jié)外部反力,使混凝土結(jié)構(gòu)受到預(yù)壓應(yīng)力;另一類是內(nèi)部預(yù)應(yīng)力,主要是通過機(jī)械法即張拉預(yù)應(yīng)力筋來使混凝土受壓。內(nèi)部施加預(yù)應(yīng)力還可用電熱法、白張法等方法進(jìn)行。

機(jī)械法施工工藝一般采用千斤頂或其他張拉工具;電熱法施工工藝則是將低壓強(qiáng)電流通過預(yù)應(yīng)力筋使其發(fā)熱伸長(zhǎng),錨因后利用預(yù)應(yīng)力筋的冷縮而建立預(yù)應(yīng)力;白張法施工,工藝是利用膨脹水泥帶動(dòng)預(yù)應(yīng)力筋一起伸長(zhǎng)的張拉方法。

預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)主要采用機(jī)械法施工工藝。根據(jù)張拉預(yù)應(yīng)力筋與澆筑混凝土構(gòu)件的先后次序,機(jī)械法預(yù)應(yīng)力施工工藝可分為先張法預(yù)應(yīng)力施工工藝和后張法預(yù)應(yīng)力施工工藝兩種;按預(yù)應(yīng)力筋與混凝土之間是否有粘結(jié)力及預(yù)應(yīng)力筋在體內(nèi)還是在體外的不同,后張法預(yù)應(yīng)力施工工藝又可分為有粘結(jié)后張法預(yù)應(yīng)力施工工藝、元粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工工藝及體外預(yù)應(yīng)力施工工藝等三種。

2 先張法預(yù)應(yīng)力施工工藝

在澆筑混凝土之前先張拉預(yù)應(yīng)力筋的方法稱為先張法,先張法的主要施工工序?yàn)?在臺(tái)座上張拉預(yù)應(yīng)力筋至預(yù)定長(zhǎng)度后,將預(yù)應(yīng)力筋固定在臺(tái)座的傳力架上;然后在張拉好的預(yù)應(yīng)力筋周圍澆筑混凝土;待混凝土達(dá)到一定的強(qiáng)度后(約為混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%左右)切斷預(yù)應(yīng)力筋。由于預(yù)應(yīng)力筋的彈性回縮,使得與預(yù)應(yīng)力筋粘結(jié)在一起的混凝土受到預(yù)壓作用。因此,先張法是靠預(yù)應(yīng)力筋與混凝土之間粘結(jié)力來傳遞須應(yīng)力的。先張法適用在長(zhǎng)線臺(tái)座上成批生產(chǎn)配直線預(yù)應(yīng)力筋的混凝土構(gòu)件,如混凝土預(yù)制箱梁和T形梁等。其優(yōu)點(diǎn)為生產(chǎn)效率高、施工工藝簡(jiǎn)單、錨夾具可多次重復(fù)使用等。

3 有粘結(jié)后張法預(yù)應(yīng)力施工工藝

后張法主要施工工藝:先澆筑好混凝土構(gòu)件,并在構(gòu)件中預(yù)留孔道(直線或曲線形);待混凝土達(dá)到頂朗強(qiáng)度后(一般不低于混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%),將預(yù)應(yīng)力鋼筋。穿人孔道;利用構(gòu)件本身作為受力臺(tái)座進(jìn)行張拉(一端錨固一端張拉或兩端同時(shí)張拉),在張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋的同時(shí),使混凝土受到頂壓。張拉完成后,在張拉端用錨具將預(yù)應(yīng)力筋錨住;最后在孔道內(nèi)灌漿使預(yù)應(yīng)力鋼筋和混凝土構(gòu)成一個(gè)整體,形成有粘結(jié)后張法預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。

有粘結(jié)后張法預(yù)應(yīng)力施工不需要專門臺(tái)座,便于在現(xiàn)場(chǎng)制作大型構(gòu)件,適用于配直線及曲線預(yù)應(yīng)力鋼筋的構(gòu)件。但其施工工藝較復(fù)雜、錨具消耗量大、成本較高。

4 無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工工藝

主要施工工序?yàn)?將無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋準(zhǔn)確定位,并與普通鋼筋一起綁扎形成鋼筋骨架,然后澆筑混凝土;待混凝土達(dá)到預(yù)期強(qiáng)度后(一般不低于混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%),利用構(gòu)件本身作為受力臺(tái)座進(jìn)行張拉(一端錨因一端張拉或兩端同時(shí)張拉),在張拉預(yù)應(yīng)力筋的同時(shí),使混凝土受到預(yù)壓。張拉完成后,在張拉端用錨具將預(yù)應(yīng)力筋錨住,形成無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。

無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工工藝的基本特點(diǎn)與有粘結(jié)后張法預(yù)應(yīng)力比較相似,區(qū)別在于:(1)由于避免了預(yù)留孔道、穿預(yù)應(yīng)力筋及壓力灌漿等施工工序,無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力的施工過程較為簡(jiǎn)單;(2)由于無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋通長(zhǎng)與混凝土無粘結(jié),其預(yù)應(yīng)力的傳遞完全依靠構(gòu)件兩端的錨具,因此元粘結(jié)預(yù)應(yīng)力對(duì)錨具的要求非常高。

5 體外預(yù)應(yīng)力施工工藝

主要施工工序?yàn)?先澆筑好混凝土構(gòu)件,并在構(gòu)件中預(yù)埋預(yù)應(yīng)力筋轉(zhuǎn)向塊;待混凝土達(dá)到頂期強(qiáng)度后(一般不低于混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%),穿入預(yù)應(yīng)力筋、并定位;利用構(gòu)件本身作為受力臺(tái)座進(jìn)行張拉(一端錨因一端張拉或兩端同時(shí)張拉),在張拉預(yù)應(yīng)力筋的同時(shí),使混凝土受到預(yù)壓。張拉完成后,在張拉端用錨具將預(yù)應(yīng)力筋錨住,從而形成體外預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。一套完整的體外預(yù)應(yīng)力體系的組成還應(yīng)包括體外預(yù)應(yīng)力防護(hù)系統(tǒng)和體外預(yù)應(yīng)力減振器等?；炷列崩瓨蚺c懸索橋?qū)俅祟惤Y(jié)構(gòu)的特例。

與有粘結(jié)后張法預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)相比,體外預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于后張預(yù)應(yīng)力筋布置靈活,并便于更換,但預(yù)應(yīng)力筋的防火、防腐蝕及防沖撞等措施較為復(fù)雜。

6 預(yù)應(yīng)力施工工藝

(1)制孔。

預(yù)應(yīng)力孔道位置及材質(zhì)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求,并滿足灌漿工藝的要求。制孔管應(yīng)管壁嚴(yán)密不易變形,確保其定位準(zhǔn)確,管節(jié)連接應(yīng)平順。孔道錨固端的預(yù)埋鋼板應(yīng)垂直于孔道中心線?？椎莱尚秃髴?yīng)對(duì)孔道進(jìn)行檢查,發(fā)現(xiàn)孔道阻塞或殘留物應(yīng)及時(shí)處理。后張法混凝土構(gòu)件的預(yù)留于L道是由制孔器來形成的。常用的制孔器的型式有:

①抽拔式制子L器,即在預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件中根據(jù)設(shè)L要求預(yù)埋制孔器具,待混凝土初凝后抽拔出制孔器具,從而形成預(yù)留孔道。采用抽拔式制子L器成型的預(yù)應(yīng)力孔道,雖然造價(jià)較低,但施工較麻煩、孔道摩阻大、易穿孔漏漿,故只在一般特殊情況下采用。

②埋人式制孔器,即在預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件中根據(jù)設(shè)計(jì)要求永久埋置制孔器(管道),從而形成預(yù)留孔道。通?？刹捎媒饘倩蛩芰喜y管作為制孔器。這種預(yù)埋管道的構(gòu)件。在混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后,即可直接張拉管道內(nèi)的預(yù)應(yīng)力筋。埋人式制孔器形成的子L道系統(tǒng)由孔道連接器、進(jìn)漿口、出漿口、出氣孔(閥門)、閥連接、孔道排水、錨具過渡段及與錨具連接的壓漿保護(hù)罩組成一個(gè)封閉的孔道系統(tǒng),以防空氣和水的進(jìn)入?？椎啦牧蠎?yīng)由耐腐蝕材料制成,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)年限內(nèi),其性能不得退化?？椎老到y(tǒng)應(yīng)與錨具、鋼束連接器及其他構(gòu)件相一致。如孔道材料是非導(dǎo)體,孔道系統(tǒng)應(yīng)與其一致并通過試驗(yàn)檢驗(yàn)是否可導(dǎo)?？椎缿?yīng)具有足夠的剛度,其定位間距及支撐應(yīng)保證孔道的線形、位置及截面尺寸,并避免在混凝土灌濘過程個(gè)孔道支撐處變形。預(yù)埋金屬管道是常用的子L道制作方法,金屬波紋管由于其摩阻小、整體彎曲方便、局部承壓強(qiáng)度較大、制作及布設(shè)簡(jiǎn)便,是目前最常用的預(yù)應(yīng)力管道。塑料波紋管是近幾年國(guó)外發(fā)展起來的一種新型制孔器。

(2)穿束。

鋼絞線下料技設(shè)計(jì)“長(zhǎng)度加張拉設(shè)備長(zhǎng)度的總長(zhǎng)度下料,下料應(yīng)用砂輪機(jī)平放切割。切斷后平放在地面上,采取措施防止鋼絞線散頭。鋼續(xù)線切割完后按各束理順,并間隔1.5m用鐵絲捆扎編束。同一L道穿束應(yīng)整束整穿。鋼絞線穿束采用整束牽引法進(jìn)行,先將鋼續(xù)線束端部扎緊,套上穿束器,將穿束器的引線穿過孔道,在前端用5T慢速卷揚(yáng)機(jī)拉動(dòng),后端人工向孔道內(nèi)送進(jìn),直至兩端露出所需的工作長(zhǎng)度為止。穿好的鋼絞線應(yīng)順直,中間元扭結(jié)現(xiàn)象,以防止影響預(yù)應(yīng)力的精確性。鋼絞線束穿好后,應(yīng)按兩端每根鋼續(xù)線的編號(hào)對(duì)稱穿人錨具中。束頭應(yīng)平順,以防掛破管壁。鋼絞線穿束完成后,應(yīng)盡快進(jìn)行張拉壓漿,以防銹蝕。鋼續(xù)線安裝在管道中后,管道端部開口應(yīng)使用彩條布包裹密封以防止?jié)駳膺M(jìn)入。

參考文獻(xiàn)

[1]@ 王樹文.橋梁工程的六大研究趨勢(shì)[J].陜西水利,2000,(1).

[2]@芮振桐,張陸.輕骨料混凝土在橋梁工程中的應(yīng)用[J].天津建設(shè)科技,2005,(6).

[3]@魏利明.橋梁工程科技信息檢索技術(shù)及動(dòng)態(tài)[J].橋梁建設(shè),2000,(2).

[4]@楊宗放.關(guān)于加強(qiáng)現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力施工管理的幾個(gè)問題[J].建筑技術(shù),2006,(12).