雷 濤(362101197612160310)

后張法預(yù)應(yīng)力技術(shù)在大跨度混凝土橋梁施工中的應(yīng)用

雷 濤
(362101197612160310)

橋梁是交通建設(shè)的重要環(huán)節(jié)，存在諸多施工難點(diǎn)。后張法在預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工中使用較為廣泛，應(yīng)用預(yù)應(yīng)力張拉施工，在提升施工質(zhì)量的同時(shí)，也加強(qiáng)了橋梁的施工安全。本文概述了預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，分析了后張法預(yù)應(yīng)力在張拉工藝的注意事項(xiàng)，并就張拉要點(diǎn)進(jìn)行著重說(shuō)明，旨在為施工企業(yè)開展橋梁施工提供一定參考。

后張法預(yù)應(yīng)力；混凝土；橋梁施工

0.引言

應(yīng)力分析是道路工程建設(shè)中無(wú)法規(guī)避的重要問題，而怎樣消除或盡可能地降低應(yīng)力對(duì)橋梁施工所產(chǎn)生的不利影響，是當(dāng)前業(yè)界著重探究的問題?；诤髲埛A(yù)應(yīng)力技術(shù)的混凝土施工，很大程度上解決了橋梁施工過(guò)程中出現(xiàn)的應(yīng)力問題，該技術(shù)對(duì)于提升橋梁施工的質(zhì)量控制與安全有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。為了保證橋梁施工的質(zhì)量，在施工期間，還應(yīng)對(duì)后張法預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁中所存在的一些質(zhì)量因素展開科學(xué)的控制。

1.后張法預(yù)應(yīng)力混凝土的特點(diǎn)

1.1 降低自重與提高跨越水平

因應(yīng)用了高強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)材料，故而在構(gòu)件截面尺寸上能夠與之對(duì)應(yīng)的有所減小，這也就進(jìn)一步降低了結(jié)構(gòu)物自重。從某個(gè)程度上說(shuō)，在同樣的截面基礎(chǔ)上，也就相應(yīng)提高了構(gòu)件的跨越水平。

1.2 強(qiáng)化構(gòu)件強(qiáng)度

原則上來(lái)說(shuō)，一般的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)尚處于使用過(guò)程中，其受拉區(qū)往往都已出現(xiàn)了拉裂縫，可以說(shuō)在正式投運(yùn)時(shí)都是帶裂縫工作。如此一來(lái)，對(duì)全面的鋼筋混凝土構(gòu)件而言，結(jié)構(gòu)上的剛度也就受到了極大地削弱。對(duì)比之下，后張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件在工作期間，因?yàn)榛炷劣兄欢ǖ念A(yù)壓應(yīng)力，橋梁在使用階段并不生成拉應(yīng)力，混凝土也就不會(huì)產(chǎn)生裂縫，因此其構(gòu)件的剛度也就獲得極大強(qiáng)化。在橋梁施工建設(shè)完成后，能夠較好地消除荷載所生成的撓度，進(jìn)一步提高了大跨度的結(jié)構(gòu)空間。

1.3 結(jié)構(gòu)耐久性與抗裂性

在后張法預(yù)應(yīng)力混凝土的結(jié)構(gòu)之中，因?yàn)轭A(yù)應(yīng)力技術(shù)因素，能夠讓構(gòu)件并不會(huì)太早產(chǎn)生裂縫，進(jìn)一步加強(qiáng)了構(gòu)件的抗裂水平。構(gòu)件之中的鋼筋不容易遭遇銹蝕，增加了構(gòu)件的耐久性，抑或是說(shuō)提升了結(jié)構(gòu)物的使用壽命。

1.4 節(jié)省材料

因?yàn)楹髲埛A(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件最大限度上應(yīng)用了高強(qiáng)度混凝土及鋼材的性能，很大條件上增加了構(gòu)件物的承載水平。而基于荷載對(duì)等的背景下，能夠最大限度上激發(fā)高強(qiáng)鋼筋和高強(qiáng)混凝土優(yōu)質(zhì)的抗拉、抗壓的性能，縮減構(gòu)件截面的同時(shí)也達(dá)到了節(jié)省材料的效果。

毋庸置疑，后張法預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)需要應(yīng)用高精度張拉機(jī)具與錨固裝置，還有需要效驗(yàn)此類機(jī)具的儀器設(shè)備；后張法預(yù)應(yīng)力技術(shù)的施工工藝比之其他工藝的要求也更高，施工難度也比一般的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)更加的復(fù)雜，必須要有實(shí)踐技術(shù)過(guò)硬的專業(yè)隊(duì)伍開展施工。

2.后張法預(yù)應(yīng)力技術(shù)在大跨度混凝土橋梁張拉工藝

2.1 檢查與清理構(gòu)件

一方面，在展開預(yù)應(yīng)力前需要對(duì)混凝土構(gòu)件展開相關(guān)的檢查，例如，外觀、尺寸必須要達(dá)到相關(guān)的質(zhì)量要求；在張拉過(guò)程中，構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度必須要達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，而如設(shè)計(jì)方案中并未有具體規(guī)定時(shí)，也應(yīng)不低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)75%[1]。

另一方面， 在穿束期間需要檢查錨墊板與孔道位置是否正確，其灌漿孔、排氣孔需要達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)，孔道內(nèi)保證暢通，不摻雜水分或其他雜物，及時(shí)清除錨具、墊板接觸處板面上的焊渣、土渣等。

2.2 明確張拉方向、方法

通常來(lái)說(shuō)，施加預(yù)應(yīng)力基本是從兩端開始進(jìn)行張拉。然而，按照現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際條件與施工方案上權(quán)衡，也會(huì)存在實(shí)施單側(cè)張拉的情況，具體應(yīng)按照設(shè)計(jì)計(jì)算書來(lái)明確。通常橋面板一般都是施以單側(cè)的張拉，然而為了能夠最大限度上讓預(yù)應(yīng)力分布更加均勻，應(yīng)盡可能地讓每根都變換力筋張拉方向。

施加預(yù)應(yīng)力的方法有很多種，除去比較常用的一端張拉、對(duì)稱或超張拉外，還存在分批、分段、分階段或是補(bǔ)償張拉[2]。而上述張拉方法的應(yīng)用，在事先都需要有充分的計(jì)劃準(zhǔn)備，以便能夠有序的開展實(shí)施。后張法預(yù)應(yīng)力分段張拉是指在進(jìn)行多跨連續(xù)梁、板分段施工過(guò)程中，一般預(yù)應(yīng)力筋需展開逐步張拉的一種辦法。對(duì)于大跨度混凝土橋梁，在第一段混凝土澆注和預(yù)應(yīng)力筋張拉之后，下一段預(yù)應(yīng)力筋通過(guò)錨頭連接器接長(zhǎng)，從而達(dá)到通長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力筋；后張法預(yù)應(yīng)力分批張拉是指在后張構(gòu)件中，多根預(yù)應(yīng)力筋需分批展開張拉的一種辦法。因?yàn)楹笈A(yù)應(yīng)力筋張拉時(shí)所形成的混凝土彈性壓縮，對(duì)先批張拉的預(yù)應(yīng)力筋產(chǎn)生了預(yù)應(yīng)力的消耗，因此，先批張拉辦法的預(yù)應(yīng)力筋張拉力需要添加這一彈性壓縮損失值；后張法預(yù)應(yīng)力分階段張拉是指在后張結(jié)構(gòu)中，為了維續(xù)每一階段荷載，應(yīng)用分階段逐步施加預(yù)應(yīng)力的一種辦法。該辦法所加荷載并非單純的自重荷載，同樣涵蓋了由結(jié)構(gòu)內(nèi)部體積變化所形成的內(nèi)力；后張法預(yù)應(yīng)力補(bǔ)償張拉是指在初期階段的預(yù)應(yīng)力損失大體完成后再開展張拉的一種辦法。實(shí)施此種補(bǔ)償張拉，能夠較好地避免彈性的壓縮損失，降低預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力松弛，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)預(yù)期效果。

2.3 選用張拉設(shè)備

按照構(gòu)件的特征、預(yù)應(yīng)力筋及錨夾具種類以及張拉力等各因素，擇取最為適宜的張拉設(shè)備，標(biāo)準(zhǔn)如噸位、行程、壓力表等[3]。把所擇取的張拉設(shè)備如油壓千斤頂、高壓油泵以及油壓表等進(jìn)行編號(hào)、配套校驗(yàn)。在選用準(zhǔn)確期間，把和控制張拉力與超張拉力與之對(duì)應(yīng)的油壓表讀數(shù)校驗(yàn)，以方便在張拉期間的直接掌握。假使在應(yīng)用紫銅管連接千斤頂和油泵過(guò)程中，還應(yīng)當(dāng)著重注意檢查在彎曲部分是否存在裂紋，喇叭口是否完整無(wú)損，一旦察覺問題，必須要修理完好后方可使用。

2.4真空壓漿技術(shù)

關(guān)于對(duì)預(yù)應(yīng)力筋的保護(hù)基本依賴于包裹于其表面的漿體所實(shí)現(xiàn)的，漿體一方面能夠?qū)铙w展開必要防護(hù)，另一方面也提升了橋梁結(jié)構(gòu)整體的強(qiáng)度。鑒于此，假使灌漿不飽滿抑或是其質(zhì)量并未達(dá)標(biāo)，必然會(huì)間接左右梁的整體強(qiáng)度，進(jìn)而可能存在裂縫提前發(fā)生，再因預(yù)應(yīng)力筋喪失外表保護(hù)而遭遇腐蝕。在既往的后張法預(yù)應(yīng)力的施工階段，沿用的基本為普通壓漿工藝，而經(jīng)實(shí)踐說(shuō)明，該方法會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的安全造成隱患，而真空壓漿工藝則可以較好處理傳統(tǒng)工藝的不足，它主要利用應(yīng)用新材料、提高灌漿質(zhì)量達(dá)到強(qiáng)化防護(hù)功能，由幾個(gè)層面組成:準(zhǔn)備工作、接連灌漿的接頭、接連真空泵、真空試抽、灌漿工作、清洗與排水等。

3.后張法預(yù)應(yīng)力技術(shù)在大跨度混凝土橋梁張拉要點(diǎn)

需要盡可能的降低力筋和孔道的摩擦，以規(guī)避導(dǎo)致過(guò)大的應(yīng)力損失抑或?qū)е聵?gòu)件發(fā)生裂縫、變形。力筋張拉順序應(yīng)當(dāng)根據(jù)最初設(shè)計(jì)圖規(guī)定開展。而如無(wú)規(guī)定，則需權(quán)衡綜合下述因素核算明確：一方面，減少?gòu)埨^(guò)程中構(gòu)件截面過(guò)大的偏心受力情況，需讓已經(jīng)張拉的合理線處在受壓區(qū)范圍之內(nèi)，邊緣并不會(huì)形成拉應(yīng)力；另一方面，需計(jì)算分批張拉的預(yù)應(yīng)力損失值，可各自增加至先張拉的力筋控制應(yīng)力值的бcon內(nèi)，但б con不可超過(guò)相關(guān)規(guī)定，不然需在全部張拉之后展開再次張拉，以彌補(bǔ)預(yù)應(yīng)力損失。對(duì)長(zhǎng)度≥25m直線或曲線的預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)當(dāng)在兩端張拉，如果設(shè)備不足，也可先行張拉一端，之后再行張拉另一端。長(zhǎng)度＜25 m仍較長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力筋，也需要盡可能地采取兩端張拉的辦法。在張拉期間，兩端千斤頂升降速度需基本相同，檢測(cè)伸長(zhǎng)的原始空隙、伸長(zhǎng)值、插墊等事項(xiàng)需于兩端一齊展開。千斤頂就位之后，需把主油缸少許充油，蹬緊，在預(yù)應(yīng)力筋拉到預(yù)定初應(yīng)力階段，需停車測(cè)原臺(tái)空隙標(biāo)記。

4.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展，橋梁工程建設(shè)也獲得了空前的進(jìn)步?，F(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)絕大部分的橋梁工程建設(shè)基本以后張法預(yù)應(yīng)力技術(shù)為主流張拉方法。事實(shí)證明，科學(xué)、專業(yè)的應(yīng)用后張法預(yù)應(yīng)力混凝土施工可以極大地強(qiáng)化橋梁結(jié)構(gòu)的承載水平，使得橋梁的使用壽命與耐久度得到提升。

[1]張方.大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋時(shí)變性能及分析方法研究[D].西南交通大學(xué),2011.

[2]李文江.大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋施工控制[D].大連理工大學(xué),2013.

[3]朱君,徐潘昕.分析大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工控制技術(shù)[J].中華民居(下旬刊),2013，17(12):376.

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