李慶全

摘要：預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在橋梁施工中具有廣泛的應(yīng)用，施工過(guò)程中應(yīng)該考慮到預(yù)應(yīng)力施工在施工技術(shù)、施工工藝中存在的問(wèn)題，這樣可以保證橋梁工程的施工質(zhì)量。預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁中的應(yīng)用逐漸走向成熟，它從理論到實(shí)踐不斷研究，不斷發(fā)展和創(chuàng)新，這使得預(yù)應(yīng)力技術(shù)贏得了一定的市場(chǎng)。預(yù)應(yīng)力技術(shù)在我國(guó)橋梁施工中的應(yīng)用發(fā)展十分迅速, 與此同時(shí)預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁工程中也暴露出一些問(wèn)題，在橋梁的施工中，如果這些問(wèn)題得不到解決或處理不當(dāng)，都將會(huì)產(chǎn)生潛在的嚴(yán)重后果。為了保證公路橋梁的質(zhì)量以及滿(mǎn)足現(xiàn)代社會(huì)的交通運(yùn)輸需求，只有積極的探索研究，并且在實(shí)踐中找到解決的方法，才能使預(yù)應(yīng)力技術(shù)發(fā)揮它的更大的作用，本文筆者結(jié)合自身工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從橋梁施工過(guò)程中預(yù)應(yīng)力主要材料的選擇、預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁施工過(guò)程中存在的問(wèn)題、碳纖維在預(yù)應(yīng)力橋梁中的應(yīng)用、預(yù)應(yīng)力的施工工藝以及預(yù)應(yīng)力橋梁施工技術(shù)分析等方面對(duì)預(yù)應(yīng)力在橋梁施工中的應(yīng)用進(jìn)行了探討，希望對(duì)相關(guān)從業(yè)人員具有借鑒意義。

關(guān)鍵詞：橋梁施工預(yù)應(yīng)力 應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：TU997 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

正文：

在我國(guó)的橋梁工程建設(shè)中，預(yù)應(yīng)力技術(shù)憑借它本身的各種優(yōu)點(diǎn)以及廣泛應(yīng)用已經(jīng)顯現(xiàn)出它必不可少的存在性。而正是因?yàn)樗陨淼亩鄻拥膬?yōu)越性，也加大了在橋梁工程建設(shè)中的難度系數(shù)，這就對(duì)橋梁工程建設(shè)者的施工技術(shù)提出了更高的要求。

1.橋梁施工過(guò)程中預(yù)應(yīng)力主要材料的選擇

在建筑工程的施工中,國(guó)內(nèi)外現(xiàn)在都使用預(yù)應(yīng)力材料,例如預(yù)應(yīng)力鋼筋、預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)等,對(duì)于預(yù)應(yīng)力的大小也有相應(yīng)的分類(lèi),例如有些鋼絞線(xiàn)分為普通預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)和低松馳鋼絞線(xiàn),相比較之下,低松弛鋼絞線(xiàn)在大量的世界各地建筑工程中如大型的橋梁、高層大跨度鋼結(jié)構(gòu)建筑、核電站及高架公路等都有應(yīng)用,這類(lèi)材料的主要特點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)、高效、施工方便,整個(gè)建筑構(gòu)件輕而且美觀。據(jù)統(tǒng)計(jì),使用預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)至少可節(jié)省鋼材三分之一以上,成本大大降低。當(dāng)然需要使用預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)要從如下這些方面進(jìn)行選擇:鋼絞線(xiàn)的性能參數(shù):其中包括幾何參數(shù)、斷面形狀、表面狀態(tài)、斷裂荷載、屈服荷載、松散性、伸長(zhǎng)率、松弛等;鋼絞線(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù):其中包括品種規(guī)格、破斷荷載、尺寸公差、延伸率、松弛性等。

2.預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁施工過(guò)程中存在的問(wèn)題

2.1 鋼筋拉伸長(zhǎng)量欠缺

首先是預(yù)應(yīng)力鋼筋預(yù)留管道不夠通暢，可能使部分管道彎曲，導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道內(nèi)壁間產(chǎn)生過(guò)大摩擦力，張拉應(yīng)力保持在一定范圍的情況下，摩擦力變化導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力鋼筋的平均張拉應(yīng)力減小，使鋼筋伸長(zhǎng)量不足；其次是在橋梁的實(shí)際工程過(guò)程中，所采用的實(shí)際預(yù)應(yīng)力鋼筋的彈性模量與理論計(jì)算值存在著一定的出入，也會(huì)使得鋼筋的拉長(zhǎng)量出現(xiàn)不足的現(xiàn)象。

2.2 張拉前預(yù)應(yīng)力混凝土出現(xiàn)裂隙

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在使用荷載作用出現(xiàn)裂痕是十分常見(jiàn)的問(wèn)題，對(duì)于部分預(yù)應(yīng)力構(gòu)件出現(xiàn)小幅度的裂隙也是在施工工程中被許可的。但施工人員也應(yīng)該盡量較少預(yù)制構(gòu)件出現(xiàn)裂隙的問(wèn)題。干縮和溫差常常會(huì)造成混凝土構(gòu)件在張拉前就會(huì)有一些裂隙出現(xiàn)，這些裂縫一般會(huì)出現(xiàn)在構(gòu)件表面或箍筋的位置等。這些裂隙一般寬度都比較小、分布也較為隨機(jī)。

2.3 后張預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)張拉力控制問(wèn)題

橋梁施工建設(shè)中，預(yù)應(yīng)力施工作業(yè)常常規(guī)范度不足，尤其是張拉力控制不夠嚴(yán)格，這些對(duì)預(yù)應(yīng)力橋梁質(zhì)量的好壞起著關(guān)鍵作用。通常情況下，張拉作業(yè)主要采用張拉力和預(yù)應(yīng)力筋伸長(zhǎng)量一起作用的方法。但很多的張拉人員都沒(méi)有經(jīng)過(guò)非常專(zhuān)業(yè)化的培訓(xùn)指導(dǎo)，一旦施工人員作業(yè)時(shí)出現(xiàn)馬虎大意現(xiàn)象，就非常容易導(dǎo)致較大的誤差出現(xiàn)，發(fā)生張拉力數(shù)值不穩(wěn)定的現(xiàn)象。

2.4預(yù)應(yīng)力技術(shù)中波紋管的堵塞問(wèn)題

在實(shí)際的橋梁施工中，施工人員由于缺乏施工經(jīng)驗(yàn)和過(guò)硬的技術(shù)，在橋梁的混凝土灌注中常常會(huì)出現(xiàn)技術(shù)操作不規(guī)范的現(xiàn)象，或是在施工中沒(méi)有采取合理的保護(hù)性措施，這些都會(huì)導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力技術(shù)中波紋管的堵塞，直接影響張拉力在橋梁混凝土預(yù)應(yīng)力實(shí)際操作中的施工效果，出現(xiàn)預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)與實(shí)際長(zhǎng)度不符的現(xiàn)象，在一定程度上會(huì)增加施工成本、延長(zhǎng)施工工期。在橋梁的施工中，應(yīng)該加強(qiáng)施工人員的專(zhuān)業(yè)技能培訓(xùn)，規(guī)范操作行為。

3 碳纖維在預(yù)應(yīng)力橋梁中的應(yīng)用

3.1 在受彎構(gòu)件中的應(yīng)用碳纖維有較高的強(qiáng)度，在橋梁施工中十分常用。此外，碳纖維在施工過(guò)程中的使用也比較簡(jiǎn)單易行，因此碳纖維片材常常用于對(duì)鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的加固過(guò)程。由于在對(duì)受彎構(gòu)件進(jìn)行加固之前，結(jié)構(gòu)中已經(jīng)存在一些先前的內(nèi)力，混凝土也已經(jīng)具有了初始的壓應(yīng)變和拉應(yīng)變現(xiàn)象。當(dāng)受壓區(qū)混凝土的壓應(yīng)變達(dá)到了壓應(yīng)變的最大極限值時(shí)，受彎構(gòu)件同樣會(huì)達(dá)到最大的極限承載力。

3.2 在加固施工中的應(yīng)用橋梁加固的方法一般包括以下幾種，一是對(duì)構(gòu)件的補(bǔ)強(qiáng)來(lái)達(dá)到加固的目的，二是對(duì)結(jié)構(gòu)性能的優(yōu)化，從而提高橋梁的實(shí)際承載能力，從而延長(zhǎng)橋梁的使用年限，使橋梁的實(shí)際使用功能更加的適應(yīng)現(xiàn)代交通運(yùn)輸?shù)男枨?。值得注意的是?shí)際上卸載是為了使加固施工時(shí)混凝土的初始應(yīng)變量有所降低。此時(shí)，我們可以預(yù)先對(duì)構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力來(lái)達(dá)到減小構(gòu)件的拉應(yīng)變和壓應(yīng)變值得目的，同時(shí)能夠有效的提高構(gòu)件在極限承載力下的應(yīng)變?cè)隽?，使加固鋼筋的?shí)際作用得到充分的發(fā)揮。

3.3 在鋼筋混凝土多跨連續(xù)梁中應(yīng)用多跨連續(xù)梁包括正彎矩區(qū)和負(fù)彎矩區(qū)兩個(gè)區(qū)域。一般情況下，在支座處的為負(fù)彎矩，在跨中處的為正彎矩。當(dāng)梁的抗彎承載力和抗剪承載力不能達(dá)到施工的要求值時(shí)，就需要適當(dāng)?shù)募庸烫幚?。如果跨中正彎矩區(qū)的抗彎承載力不能滿(mǎn)足實(shí)際需要時(shí)，施工人員可以采用粘貼碳纖維的方法提高抗彎承載力，碳纖維的加固施工方法較為容易。隨著預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁工程中應(yīng)用的愈加頻繁，在一些施工過(guò)程中出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題也有所增加。特別應(yīng)該注意的是在預(yù)應(yīng)力張拉施工的過(guò)程中，由于施工的工藝比較繁瑣，需要施工人員具有較強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。

4預(yù)應(yīng)力的施工工藝

4.1 預(yù)應(yīng)力筋的下料與處理

橋梁施工中，由于在張拉完成后，錨墊板與鋼管中要灌入漿料形成粘結(jié)段，使預(yù)應(yīng)力筋得到固定。因此在下料的的過(guò)程中，要注意把將粘結(jié)段的鋼絞線(xiàn)進(jìn)行清洗，除去污垢雜質(zhì)等，主要是去掉 PE 層以及所含的油脂。此外，粘結(jié)段長(zhǎng)度和位置也要進(jìn)行合理的控制。也要提前注意到穿束過(guò)程中，鋼絞線(xiàn)下垂現(xiàn)象對(duì)施工過(guò)程的影響以及張拉伸長(zhǎng)的影響，從而確保兩端粘結(jié)段的粘結(jié)力不會(huì)相差過(guò)大。

4.2 預(yù)應(yīng)力筋張拉工藝

預(yù)應(yīng)力筋的張拉包括兩個(gè)基本過(guò)程，一是預(yù)緊張拉，二是高應(yīng)力張拉。在橋梁的實(shí)際施工過(guò)程中，采用了相互對(duì)應(yīng)的限制鋼絞線(xiàn)位置的施工方法，有效的避免了施工過(guò)程中產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力筋的纏繞現(xiàn)象，但也要注意應(yīng)該及時(shí)的避免鋼絞線(xiàn)在張拉過(guò)程中產(chǎn)生纏繞。預(yù)緊張拉的目的就是為了有效的避免產(chǎn)生張拉纏繞現(xiàn)象。預(yù)緊張拉的質(zhì)量會(huì)直接的影響到整個(gè)鋼絞線(xiàn)張拉的最終效果。在橋梁的施工過(guò)程中，由于鋼絞線(xiàn)比較長(zhǎng)，下垂量也十分大，預(yù)緊張拉必須要在保證兩端對(duì)稱(chēng)的情況下進(jìn)行，只有這樣才能使得鋼絞線(xiàn)的兩端粘結(jié)長(zhǎng)度的差值不會(huì)過(guò)大。

4.3 真空灌漿工藝

施工中常用壓力灌漿方法，即在孔道一端采用真空泵對(duì)孔道進(jìn)行抽真空，使之產(chǎn)生一定真空度，然后用灌漿泵把漿料填滿(mǎn)預(yù)應(yīng)力筋預(yù)埋孔道和預(yù)應(yīng)力筋間的空隙。這種灌漿方法可以解決后張預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的一些問(wèn)題，比如預(yù)應(yīng)力筋常常被腐蝕的問(wèn)題。預(yù)應(yīng)力筋失去保護(hù)的原因在于，后張預(yù)應(yīng)力筋通常是以非水平的狀態(tài)存在，而且常常是多跨度的彎曲狀態(tài)。要注意到，在高應(yīng)力狀態(tài)下，預(yù)應(yīng)力筋十分容易被腐蝕掉，此時(shí)的腐蝕部位就會(huì)造成斷面缺損的問(wèn)題。

5．預(yù)應(yīng)力橋梁施工技術(shù)分析

5.1.支架布置

支架的施工順序?yàn)椋夯A(chǔ)處理-按間距、步距放樣布設(shè)-支架安裝。安裝時(shí)從橋梁的縱向一端向另一端進(jìn)行，水平桿由下向上進(jìn)行。支架搭設(shè)時(shí)應(yīng)與橋梁墩身聯(lián)結(jié)，確保支架的整體穩(wěn)定。施工過(guò)程中加強(qiáng)對(duì)支架的觀測(cè)，要有詳細(xì)的記錄，并對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)分析，特別是數(shù)據(jù)有突變時(shí)，要認(rèn)真對(duì)待，仔細(xì)分析，必要時(shí)進(jìn)行重新驗(yàn)算。

5.2.模板的制作及安裝

模板的制作對(duì)于箱梁的性能有重要決定作用，箱梁在線(xiàn)型和無(wú)縫性等方面的表現(xiàn)很大程度上取決于模板。因此，模板的制作及安置就需要遵循一定的技術(shù)性要求。一般來(lái)說(shuō)，高架橋的底模采用分塊拼裝的形式而且材料宜選用高強(qiáng)度的覆膜竹膠板。拼裝工作通常是直接在支架上滿(mǎn)鋪，這樣可以減少拼接過(guò)程中縫隙的數(shù)量。在模板安裝的過(guò)程中，模板的線(xiàn)性控制對(duì)于工藝質(zhì)量有重要影響，為此，木板之間鏈接通常會(huì)采用楔口咬合聯(lián)結(jié)的形式，采取這種形式的好處就在于能夠防止?jié)仓^(guò)程中的模板變形和漏漿，從而保證箱梁在拆模以后仍然能夠順直而均勻。

5.3.預(yù)應(yīng)力施工

預(yù)應(yīng)力施工主要包含波紋管施工和鋼絞線(xiàn)施工兩個(gè)方面，波紋管和鋼絞線(xiàn)施工有著不同的工藝要求，因此，需要分別加以注意。

5.3.1波紋管的連接與安裝

兩段同型號(hào)波紋管在進(jìn)行連接時(shí)需要使用大一號(hào)的同型產(chǎn)品作為接頭管，且接頭長(zhǎng)短需要控制在300毫米以?xún)?nèi)，這樣方可承受住混凝土的壓力從而防止波紋管接縫處發(fā)生漏漿現(xiàn)象。波紋管在鏈接好以后需要在箱梁模板底部安裝。在安裝過(guò)程中，應(yīng)該以箱梁底模板為基準(zhǔn)，并根據(jù)預(yù)應(yīng)力筋曲線(xiàn)確定管底坐標(biāo)。在箍筋上標(biāo)上不同坐標(biāo)點(diǎn)的高度和曲線(xiàn)位置以后，用間距50cm的φ12“?！弊侄ㄎ讳摻顚⒉y管牢固固定于鋼筋骨架上。在這個(gè)過(guò)程中，需要注意的細(xì)節(jié)是：避免擠壓、過(guò)度彎曲和電焊火花燒穿波紋管。按照完畢以后，必須進(jìn)行細(xì)致檢查，以確保波紋管的安裝符合工藝要求并且接頭完好、固定牢靠、管壁無(wú)開(kāi)裂。另外，針對(duì)孔道較長(zhǎng)的波紋管，還需要在一些特定部位設(shè)排氣孔以保障注漿的均勻性。

5.3.2預(yù)應(yīng)力束的制作與安裝

1）預(yù)應(yīng)力束的制作

鋼鉸線(xiàn)進(jìn)場(chǎng)時(shí)，經(jīng)抽檢送驗(yàn)合格后方可使用。鋼鉸線(xiàn)束的下料長(zhǎng)度要綜合考慮設(shè)計(jì)的孔道長(zhǎng)度、錨夾具厚度、工具錨厚度、千斤頂長(zhǎng)度、長(zhǎng)度富余量、安裝穿束器等。切斷時(shí)必需采用砂輪切割機(jī)，切口要平齊、絲頭不散，嚴(yán)禁電（氣）焊切割。

2）穿束方法

鋼絞線(xiàn)穿束可分為整束穿和單根穿，連續(xù)梁鋼絞線(xiàn)束一般采用整束穿，穿束工作一般由人工和卷?yè)P(yáng)機(jī)相互配合完成。直線(xiàn)束、短束一般采用人穿束；對(duì)于特長(zhǎng)束、特重束、曲線(xiàn)束一般采用卷?yè)P(yáng)機(jī)。一般先用單根鋼絲穿入波紋管，然后通過(guò)鋼絲將卷?yè)P(yáng)機(jī)鋼絲繩拖入波紋管。穿入速度一般控制在5～10m/min。在預(yù)應(yīng)力鋼材布置完后，必須做好電（氣）焊等用電設(shè)備的使用防護(hù)工作，防止電弧或火花造成預(yù)應(yīng)力鋼材強(qiáng)度變低。

5.3.3張拉控制

由于實(shí)際的管道摩阻、錨口及喇叭口摩阻與設(shè)計(jì)并不完全相符，可根據(jù)摩阻試驗(yàn)得到相關(guān)系數(shù)計(jì)算調(diào)整張拉力。但預(yù)應(yīng)力值超過(guò)設(shè)計(jì)值過(guò)多時(shí)，其抗裂度隨之升高，致使預(yù)應(yīng)力筋在承受使用荷載時(shí)處于過(guò)高的應(yīng)力狀態(tài)，時(shí)間一長(zhǎng)很容易產(chǎn)生應(yīng)力裂紋，嚴(yán)重危害結(jié)構(gòu)的使用安全。

1）張拉前機(jī)具的檢查及校驗(yàn)

張拉前需保證油泵油量充足，保持千斤頂與油泵以及高壓油管兩端連接器的清潔無(wú)雜物，確認(rèn)千斤頂及油泵無(wú)漏油現(xiàn)象。由于張拉裝置存在內(nèi)摩擦，壓力表顯示的張拉力值與設(shè)計(jì)值必然會(huì)存在誤差，因此千斤頂及壓力表在使用前需要進(jìn)行配套標(biāo)定。張拉要用精密壓力表（精度0.4級(jí)），檢定周期為每周一次，千斤頂檢定周期不得超過(guò)一個(gè)月且不超過(guò)200次張拉作業(yè)。

2）孔道摩阻系數(shù)的實(shí)測(cè)

預(yù)應(yīng)力筋的設(shè)計(jì)張拉控制力一般指的是錨下控制力，它包括了預(yù)計(jì)的預(yù)應(yīng)力損失值，但不包括錨頭摩阻損失。因此在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉施工時(shí)，實(shí)際張拉控制應(yīng)力必須加上錨頭摩阻損失。針對(duì)錨頭及孔道的摩阻損失應(yīng)請(qǐng)具有資質(zhì)的檢測(cè)方檢測(cè)。當(dāng)實(shí)測(cè)的孔道摩阻系數(shù)與設(shè)計(jì)摩阻系數(shù)存在偏差時(shí)，應(yīng)及時(shí)與監(jiān)理及設(shè)計(jì)單位聯(lián)系，以便調(diào)整張拉應(yīng)力及相應(yīng)的設(shè)計(jì)伸長(zhǎng)量。

3）張拉過(guò)程的控制

張拉時(shí)一般采用張拉力控制、伸長(zhǎng)值做校核進(jìn)行“雙控”。張拉時(shí)預(yù)應(yīng)力筋的實(shí)際伸長(zhǎng)值與理論伸長(zhǎng)值的允許偏差為±6%。預(yù)應(yīng)力筋張拉順序要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，當(dāng)設(shè)計(jì)無(wú)具體要求時(shí)，應(yīng)按規(guī)范給出的先縱向、再豎向、后橫向的順序進(jìn)行預(yù)應(yīng)力的張拉，且保證豎向和橫向預(yù)應(yīng)力筋張拉滯后縱向預(yù)應(yīng)力筋張拉不大于三個(gè)懸澆梁段。張拉施工要滿(mǎn)足混凝土的強(qiáng)度和齡期要求，防止混凝土初始彈性模量不足，引起橋梁內(nèi)部應(yīng)力增大。

6.結(jié)語(yǔ)

預(yù)應(yīng)力技術(shù)在我國(guó)橋梁施工中的應(yīng)用發(fā)展十分迅速，由于其具有傳統(tǒng)施工技術(shù)不具備的優(yōu)勢(shì)而被人們廣泛關(guān)注，同時(shí)也要注意由于預(yù)應(yīng)力技術(shù)發(fā)展時(shí)間較短，因此還存在著一些問(wèn)題。橋梁施工中，施工工作人員要按照操作規(guī)范來(lái)保證施工質(zhì)量。同時(shí)選擇適宜的張拉工藝，來(lái)保障孔道和錨具的質(zhì)量，使得橋梁施工質(zhì)量穩(wěn)定，橋梁使用壽命延長(zhǎng)。

參考文獻(xiàn)

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