曹正軍 黃振邦
【摘 要】在如今的公路橋梁施工中,預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用范圍越來越廣,成為施工中的主要施工技術(shù)之一。然而,預(yù)應(yīng)力技術(shù)的工藝較為復(fù)雜,具有專業(yè)性強的特點,在實際的施工中尚存在許多質(zhì)量問題,本文通過分析預(yù)應(yīng)力技術(shù)的施工工藝以及使用該技術(shù)的主要環(huán)節(jié),從而完善施工中的預(yù)應(yīng)力技術(shù)。
【關(guān)鍵詞】預(yù)應(yīng)力技術(shù);施工工藝;混凝土;應(yīng)用
近年來,隨著國內(nèi)經(jīng)濟的迅速發(fā)展,為公路橋梁事業(yè)的發(fā)展提供了契機,同時也為公路橋梁建設(shè)事業(yè)進一步優(yōu)化目標提供了動力。因此,對公路橋梁質(zhì)量的要求出現(xiàn)了新的標準,要滿足新標準則需要通過現(xiàn)代技術(shù)來支撐公路橋梁的質(zhì)量,選擇科學(xué)合理的方法加強建設(shè),促進建設(shè)工作的穩(wěn)步發(fā)展。其中,預(yù)應(yīng)力技術(shù)的采用是公路橋梁項目建設(shè)的重要環(huán)節(jié)之一,在公路橋梁的建設(shè)施工中采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)屬于較科學(xué)的施工技術(shù)[1],例如該技術(shù)根據(jù)防水性、強度、負荷力等要求考慮,選擇了鋼筋砼,表現(xiàn)了在建筑工程中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)的重要性,而且短期內(nèi)無其他工藝可取代預(yù)應(yīng)力技術(shù),所以,該行業(yè)一直密切關(guān)注著預(yù)應(yīng)力技術(shù)的發(fā)展,且不斷突破預(yù)應(yīng)力技術(shù)現(xiàn)狀,以求更高的品質(zhì)。本文通過分析現(xiàn)階段預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀,探討該技術(shù)在公路橋梁工程建設(shè)中的應(yīng)用。
1.預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用
在國內(nèi)機械工業(yè)以及材料的發(fā)展影響下,各個預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的材料設(shè)施均有所變化,具體表現(xiàn)為,張拉設(shè)備的性能改善,多種多樣的錨具實現(xiàn)系列化,高性能混凝土、鋼絞線以及強度規(guī)格不同的低松弛鋼線等生產(chǎn)趨于國產(chǎn)化[2]。例如相繼建立起來并具有競爭趨勢的設(shè)備與錨具專業(yè)生產(chǎn)廠,各項機械(壓漿機、穿束機、油表、油泵等)的配套不斷完善。預(yù)應(yīng)力技術(shù)的不斷優(yōu)化為其在公路橋梁工程中的廣泛應(yīng)用打好了基礎(chǔ)。公路橋梁工程施工中,應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)的環(huán)節(jié)較多,其中包括斜拉橋、連續(xù)剛構(gòu)、連續(xù)箱梁、簡支T梁以及空心板等,此外,公路橋梁施工中的大件提升、山體錨固以及頂推法施工等方面也應(yīng)用了預(yù)應(yīng)力技術(shù)。
1.1預(yù)應(yīng)力混凝土空心板
跨徑在16~25m之間的公路橋梁,預(yù)應(yīng)力混凝土空心板通常采用高強度低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線作為預(yù)應(yīng)力鋼筋。先張法中所采用的銅絞線為單根銅絞線,后張法中則采用圓錨或扁錨,張力噸位為中等噸位。實際上,部分工程也存在跨徑在30~35m之間的混凝土空心板,然后跨徑較大會導(dǎo)致材料的使用量偏大,剛度偏小,因此,空心板的跨徑不宜超出25m。
1.2預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T梁橋
混凝土簡支T梁的跨徑通常在20~50m之間,采用高強度低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線。后張法則采用圓錨,中等張力噸位。近年來,行車條件的要求越來越高,現(xiàn)階段簡支T梁所采用的濕接縫現(xiàn)澆已取代了原先的橋面連續(xù),在簡支橋梁面板負彎矩區(qū)中的預(yù)應(yīng)力鋼絞線采用扁型錨具,從而形成準連續(xù)橋面結(jié)構(gòu)。
1.3預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁
混凝土箱梁內(nèi)部呈空心狀,梁上部具有翼緣,對箱體進行分類時可根據(jù)其數(shù)量的不同將其分為兩種,分別是單箱梁以及多箱梁,或是結(jié)合箱梁制作材料的不同,分成鋼板箱梁以及混凝土箱梁(包括預(yù)制箱梁以及現(xiàn)澆箱梁)等?;炷料淞旱目鐝饺籼幱?0~60m的范圍內(nèi),則需要配置雙向的預(yù)應(yīng)力鋼絞線,分別為橫向與縱向,張拉采用先張法(使用高強度低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線)[3]。后張法則采用圓錨或扁錨,張力噸位為中等噸位?;炷料淞旱膽冶郯彘L度若大于4.0m,施工方法通常采用箱梁一束為3~5根鋼絞線的扁型錨具?;炷料淞旱目鐝饺籼幱?0~200m的范圍內(nèi),則要選取變截面箱梁,為橋梁配置多向的預(yù)應(yīng)力鋼絞線,分別為橫向、縱向以及豎向鋼絞線,形成三向預(yù)應(yīng)力大跨徑橋梁。
2.預(yù)應(yīng)力技術(shù)常用施工工藝
公路橋梁工程施工中的主要預(yù)應(yīng)力施工工藝包括了鋼絞線的位置確定、鋼絞線張拉、鋼絞線的下料與穿束等。
2.1鋼絞線位置的確定及其相應(yīng)荷載
鋼絞線索形主要由3個部分確定,分別是墩頂導(dǎo)向槽施工、轉(zhuǎn)向橫肋施工以及錨固端部橫梁的施工,而等效荷載則由張拉應(yīng)力與空間位置決定其大小。由于墩頂導(dǎo)向槽以及跨中轉(zhuǎn)向橫肋的鋼絞線有偏折存在,因此需準確處理錨固端橫梁部位的位置要求以及錨墊板的預(yù)埋方向。在制作槽轉(zhuǎn)向橫肋以及墩頂導(dǎo)向時,必須根據(jù)圖紙的要求嚴格實施,以保證其彎折處曲率半徑的精確,同時還須對轉(zhuǎn)向橫肋以及墩頂導(dǎo)向槽端部進行打磨平滑處理,避免鋼絞線在張拉時發(fā)生擠壓、卡滑等情況。
2.2鋼絞線下料以及穿束
橋梁的加固作業(yè)中,由于鋼管以及錨墊板在張拉結(jié)束后要進行灌漿,導(dǎo)致有粘結(jié)段的形成,因此鋼絞線下料時,應(yīng)清洗干凈鋼絞線粘結(jié)段中的油脂與PE層,該段的位置與長度均難以控制,為了預(yù)先考慮鋼絞線下垂對穿束過程的影響,確保PE保護層可預(yù)先進入到密封罩中,且還要對張拉伸長的影響進行考慮,確保兩端的伸長部分相等,以保證兩粘結(jié)段的粘結(jié)力相差不大。在鋼絞線的穿束過程中,鋼絞線長度超出150m時,由于需要通過的跨中轉(zhuǎn)向裝置以及墩頂導(dǎo)向槽數(shù)量較多,使12根鋼絞線不能在箱梁的內(nèi)部整束穿索,所以必須得采取單根穿索的穿束方法。鋼絞線纏繞會導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力在建立時受到影響,因此需確保全橋長的范圍內(nèi)無鋼絞線纏繞情況。具體施工時,對密封蓋小孔、工作錨板孔以及鋼絞線預(yù)先進行編號,采取單根穿索方法對12根鋼絞線進行穿束,每隔一段距離則采用與密封罩小孔相應(yīng)的橡膠墊對鋼絞線進行位置限制,可確保每束鋼絞線均無纏繞情況。
2.3鋼絞線張拉
為了確保張拉過程中鋼絞線的均勻受力,在橋梁加固時可采取兩端對稱的同時張拉法,鋼絞線張拉過程分為兩個部分,分別是預(yù)緊以及高壓力張拉。當中,預(yù)緊指的是在張拉開始前,首先對鋼絞線采取預(yù)緊張拉,使鋼絞線可進行平穩(wěn)過渡,由松散狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)轫樦睜顟B(tài),確保粘結(jié)段兩端的長度一致,避免了錯位現(xiàn)象的產(chǎn)生,一般情況下預(yù)緊拉力為15%,預(yù)緊進行時兩端要對稱;另一方面,高應(yīng)力張拉指的是采用張拉專用設(shè)備給予鋼絞線最后拉緊,張拉時應(yīng)校檢與標定儀表、設(shè)備以及各種機具,校檢設(shè)備的精確度最好高于2%,壓力表的精確度最好高于1.5級。張拉時應(yīng)根據(jù)設(shè)計單位的要求,調(diào)整鋼絞線伸長值以及張拉力的大小,保障鋼絞線張拉到位。
2.4壓漿
在橋梁工程的施工中,局部粘結(jié)形式多為體外索錨固定橫梁的方式,通常情況下,粘結(jié)段的實際粘結(jié)力在壓漿密實的前提下,到達張力設(shè)計的80%以上才可滿足錨具固定的標準要求。對張拉結(jié)束后局部的有粘結(jié)段采取壓漿處理是公路橋梁施工的重要工序之一。在進行壓漿作業(yè)前,應(yīng)采用空壓機將管道內(nèi)部殘存的水分以及雜物排除管道外后,再進行壓漿作業(yè)。施工前通過一比一模型試驗確保壓漿的密實飽滿,該工序需在張拉作業(yè)結(jié)束后的24h內(nèi)進行,以確保壓漿壓力在壓漿過程中的穩(wěn)定性與合適性。
2.5封錨
待張拉作業(yè)結(jié)束后,使用高強度的水泥砂漿將卡住鋼絞線的錨具封閉,當達到一定的程度,盡量排凈孔道內(nèi)的空氣,然后將水泥漿灌注進預(yù)應(yīng)力孔道中,在水泥漿的強度到達一定程度后,便將暴露在外的鋼絞線剪短,同時將鋼筋綁扎在錨具的位置,安裝模塊,并將錨具包裹于混凝土中。
3.結(jié)束語
綜上所述,預(yù)應(yīng)力技術(shù)是現(xiàn)階段公路橋梁施工中應(yīng)用范圍十分廣泛的施工技術(shù),該技術(shù)的發(fā)展速度迅速且具有發(fā)展?jié)摿?。但由于該技術(shù)的施工工藝較為復(fù)雜,實際施工中仍存在許多不足,因此,施工企業(yè)應(yīng)不斷對施工中的預(yù)應(yīng)力技術(shù)進行不斷優(yōu)化,明確預(yù)應(yīng)力技術(shù)的施工流程,并不斷強化施工中的指標控制力度,嚴格控制好各個環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量,以進一步提高國內(nèi)公路橋梁的建設(shè)水平。 [科]
【參考文獻】
[1]龔海龍,屈小偉.芻議預(yù)應(yīng)力技術(shù)與橋梁工程[J].科技資訊,2010(21):44.
[2]王世昌,方良斌.公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)措施探討[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2010(03):161-162.
[3]劉偉.淺析路橋施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用[J].價值工程,2010(21):110-111.