鄭 箐

(貴州高速公路集團有限公司)

?

橋梁施工中預應力技術(shù)探討

鄭 箐

(貴州高速公路集團有限公司)

主要研究公路橋梁施工中的預應力技術(shù)，對預應力技術(shù)在公路橋梁建設中發(fā)揮的重要作用進行了分析，并總結(jié)了公路橋梁預應力施工中常見的質(zhì)量問題，還對預應力技術(shù)在公路橋梁中的應用范圍進行了分析，并以思南至劍河高速公路橋梁預應力施工為例，對公路橋梁預應力施工工藝進行了詳細討論。

公路橋梁；預應力技術(shù)

1 橋梁工程中的預應力技術(shù)

1.1 預應力技術(shù)在公路橋梁建設工程中發(fā)揮的重要作用

預應力技術(shù)是工程結(jié)構(gòu)在承受外部負載之前，在受拉部位施加壓力，提高工程結(jié)構(gòu)承載力和抗裂能力的一種施工技術(shù)。公路橋梁施工實際中，預應力技術(shù)主要在混凝土工程中應用，通過鋼筋束等對混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生預應力，提高混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉性能，延長公路橋梁的使用壽命。預應力技術(shù)在公路橋梁中的應用能夠明顯提高建筑材料的性能，有效控制裂縫問題，橋梁的承載力更高。當前的公路橋梁建設中，預應力技術(shù)主要應用在受彎構(gòu)件中，能夠明顯提高結(jié)構(gòu)的抗負荷能力。

1.2 預應力技術(shù)在公路橋梁中應用存在的質(zhì)量問題

(1)波紋管堵塞

波紋管堵塞主要是施工單位未按照施工規(guī)范施工導致的，波紋管安裝操作不規(guī)范，可能會造成接頭松動、彎曲扭折，影響預應力效果。

(2)一端張拉操作不規(guī)范

大跨度公路橋梁施工中，一端張拉工藝比較常用，但是這種預應力技術(shù)的操作技術(shù)要求較高，例如跨越箱梁橫隔板數(shù)目過多，孔道過長和摩擦力過大等，要避免這些問題，就需要按照規(guī)定進行兩端張拉，保證預應力施工質(zhì)量的同時避免結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。

(3)張拉力控制不當

有一些施工單位操作不規(guī)范，預應力施工中沒有對張拉力進行嚴格控制，對公路橋梁建設質(zhì)量帶來了不利影響，而且有些施工人員缺乏預應力施工相關(guān)的理論知識和操作經(jīng)驗，導致結(jié)構(gòu)張拉力控制不合理。

1.3 應用范圍

(1)橋梁受彎桿件

受彎桿件預應力施工技術(shù)主要通過粘貼碳纖維片的方式施加預應力，提高混凝土硬度。原始加固結(jié)構(gòu)中存在內(nèi)力，增加初始應變造成的構(gòu)件碳纖維變化范圍較小，影響了材料性能的發(fā)揮。碳纖維片的粘貼應用了預應力技術(shù)，產(chǎn)生了一定的初始拉應力，通過增加碳纖維片應力，能夠?qū)炷廉a(chǎn)生預應力的作用，在受彎桿件中有著較好的應用效果。

(2)混凝土箱梁

通過混凝土箱梁尺寸的調(diào)整，按照一定比例混凝土配比設計，提高混凝土承載力，保證混凝土力學指標。施工管理人員需要嚴格按照設計圖紙進行鋼筋焊接和下料操作，保證預應力質(zhì)量。

(3)混凝土空心板

如果建筑工程的跨度超過了16～25 m范圍，就需要采用預應力混凝土空心板材作為建材，該范圍內(nèi)，建材承載力會隨著跨徑增加而加大，工程跨徑在30～35 m時剛性硬度會逐漸下降，所以，使用預應力空心板時應該將空心板跨徑設置在25 m以內(nèi)。

(4)加固工程

預應力技術(shù)同樣可以用于既有公路橋梁工程的加固，能夠明顯提高構(gòu)件的結(jié)構(gòu)性能，延長公路橋梁的服役年限。預應力加固技術(shù)主要有體外預應力加固、外包鋼、橋面補強等方法。如果需要進行混凝土初始應變調(diào)整，則需要首先對建筑構(gòu)件做預應力處理，構(gòu)件在一定預應力初始彎矩作用下，壓應變和拉應變都會下降，從而全面提高建筑工程承載力應變增量。

2 思南至劍河高速公路橋梁預應力施工

2.1 項目概況

思南至劍河高速公路是《貴州省高速公路網(wǎng)規(guī)劃》“678”網(wǎng)中的第2縱——沿河至榕江高速公路的中間段，起于思南，與杭瑞線思南至遵義高速公路相接；終于劍河，與滬昆線三穗至凱里高速公路相接，是貴州境內(nèi)縱貫銅仁、黔東南自治州的南北向交通通道，是貴州東部地區(qū)北上重慶、南下珠江三角洲、北部灣經(jīng)濟區(qū)的重要南北向交通大動脈。本項目連接了思南、石阡、鎮(zhèn)遠、劍河四縣，其建設對于帶動沿線資源開發(fā)，促進區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展，推進城鎮(zhèn)化進程具有重要意義。

2.2 建設規(guī)模及主要技術(shù)指標

全線采用雙向四車道高速公路標準，路線全長156.568 km，路基寬度21.5 m，設計時速80 km，最小平曲線半徑500 m，最大直線長度2 107 m，最大縱坡5%，凸型豎曲線最小半徑1 200 m，凹型豎曲線最小半徑1 000 m，橋涵設計荷載公路Ⅰ級，概算金額：134.91億元，平均橋隧比35%。全線占地約13 070.9畝，主線用地6.272公頃/km。主要工程數(shù)量如下。

(1)路基土石方：挖方2962萬m3、路基填筑2711萬m3;

(2)排水、防護工程砌體：98.36萬m3；

(3)涵洞及通道： 涵洞121道，通道200道；

(4)特大橋：5 660 m/6座，大橋：25 779 m/72座，中橋：1 242 m/17座，小橋：511 m/19座，連接線及匝道橋梁1 228 m/14座，渡槽及天橋：25座；

(5)長隧道：10 958 m/7座，中短隧道：10 684 m/17座，連接線隧道888 m/1座，過水隧道500 m/2座；

(6)路面工程量材料用量：碎石269萬方，玄武巖10萬方，瀝青5.4萬t，燃油6 800 t，料場11處，碎石加工設備12套。其中：路面級配碎石底基層：2712 953 m2;

(7)路面水泥碎石基層：2 242 737 m2;

(8)路面中粒式瀝青混凝土面層：3 557 271 m2;

(9)路面粗粒式瀝青混凝土面層：2 190 902 m2;

全線互通立交11處(其中思南西樞紐納入杭瑞高速)，分離式立體交叉30處，在思南雙塘、騰龍、塘頭；石阡新場、石阡南；鎮(zhèn)遠大地、羊場、鎮(zhèn)遠、金堡設收費站9處；互通連接線長13.651 km。

在石阡、鎮(zhèn)遠設隧道管理救營站：2處；

在邵家橋、坪山、設停車區(qū)2處；

在大沙壩、羊場、報京、白楊坪設服務項目服務區(qū)4處；

在騰龍、大地、金堡設養(yǎng)護工區(qū)：3處。

2.3 施工工藝

(1)預應力構(gòu)件制備

張拉結(jié)束之前，在錨墊板和鋼管中做灌漿處理，通過形成的粘結(jié)段固定預應力筋。預應力筋下料時首先清洗粘接段位置的鋼絞線，清理PE層和油脂，同時施工人員需要嚴格控制粘接段的長度和位置，防治出現(xiàn)錯位問題。穿鋼筋束時需要充分考慮鋼絞線的下垂問題，并將張拉伸長造成的影響充分考慮進來，保證整個預應力筋粘接段的粘接力大致相等。

(2)穿索工藝

控制橋梁預應力施工中預應力筋的長度，至少要達到150 m。通常橋梁預應力施工都通過墩頂導向槽和跨中轉(zhuǎn)向位置進行穿索操作，但是在箱梁中穿過全部鋼絞線卻比較困難，為了保證全部預應力筋都能夠穿入，可采用逐根穿索的方式進行操作，穿索過程中要格外注意避免橋梁范圍內(nèi)鋼絞線出現(xiàn)糾纏，按照預應力施工規(guī)范進行操作。開始穿索之前，首先進行鋼絞線、錨板孔和密封蓋小孔編號，之后采用單束穿索方式進行施工，通過必要的限制措施避免出現(xiàn)鋼絞線纏繞。

(3)壓降施工

采用預應力技術(shù)施工的公路橋梁結(jié)構(gòu)，進行體外索錨橫梁固定施工時，可采用預應力局部粘接的方式進行操作，通過嚴格控制施工設計和操作過程來保證其粘接度。正常情況下，要在滿足壓降密實度要求的基礎上，提高粘接路段粘接力，使其超過設計規(guī)定張力，保證其能夠滿足錨固施工標準規(guī)定。橋梁預應力施工過程中，壓降施工是非常關(guān)鍵的。在施工之前需要進行試驗，制作一比一模型進行驗證，符合技術(shù)規(guī)程要求才能夠進行施工。通常，壓降施工都在預應力張拉施工結(jié)束后的一天內(nèi)進行，通過對壓降機的準確控制，保證壓降均勻和壓降壓力適中，這樣才能保證公路橋梁的施工效果。

[1] 劉偉淺析路橋施工中預應力技術(shù)的應用[J].價值工程,2010,8(21):135-139.

[2] 趙榮高速公路橋梁施工中預應力技術(shù)與控制措施[J].交通世界:建養(yǎng)機械,2012,11(10):190-203.

[3] 俞建輝，王建國.淺談公路橋梁施工中預應力的應用及存在的問題[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2010(3):45-47.

[4] 楊曉翔.公路橋梁施工中預應力技術(shù)應用[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2010,(7): 166-167.

[5] 徐東輝.公路橋梁預應力混凝土施工中的常見問題和處理[J].科技資訊,2011,(7):97-98．

2015-03-26

鄭箐(1986-)，男，貴州晴隆人，助理工程師，主要從事公路工程建設管理。

U445

C

1008-3383(2015)11-0104-02