余海

摘要：本文從公路橋梁預(yù)應(yīng)力技術(shù)的概念及作用著手，首先介紹公路橋梁預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用工況，進(jìn)一步明確公路橋梁預(yù)應(yīng)力施工工藝，繼而通過(guò)工程實(shí)例介紹公路橋梁預(yù)應(yīng)力施工部分的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，以期為同類工程項(xiàng)目提供可參照的技術(shù)資料。

Abstract： Starting with the concept and function of prestressed technology of the highway bridge， this paper firstly introduces the application conditions of prestressed technology of the highway bridge， and further clarifies the prestressed construction technology， and then introduces the quality control standard of the prestressed construction part of the highway bridge through the engineering example， to provide technical data reference for similar engineering projects.

關(guān)鍵詞：公路橋梁施工；預(yù)應(yīng)力；應(yīng)用；存在的問(wèn)題

Key words： highway bridge construction；prestress；application；existing problems

中圖分類號(hào)：U445 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）02-0121-03

0 引言

隨著城市公路橋梁工程量的增加，預(yù)應(yīng)力技術(shù)也在工程當(dāng)中得到了更多的應(yīng)用。在公路橋梁工程中，通過(guò)預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用，能夠在對(duì)工程混凝土承載力有效提升的情況下提升工程質(zhì)量，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。而在具體應(yīng)用中，還經(jīng)常出現(xiàn)一定的問(wèn)題，需要以針對(duì)性措施予以解決。

本文從公路橋梁預(yù)應(yīng)力技術(shù)的概念及作用著手，首先介紹公路橋梁預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用工況，進(jìn)一步明確公路橋梁預(yù)應(yīng)力施工工藝，繼而通過(guò)工程實(shí)例介紹公路橋梁預(yù)應(yīng)力施工部分的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，以期為同類工程項(xiàng)目提供可參照的技術(shù)資料。

1 公路橋梁預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用理論探討

1.1 預(yù)應(yīng)力的概念及作用

所謂預(yù)應(yīng)力技術(shù)，即為了對(duì)結(jié)構(gòu)在施工當(dāng)中避免混凝土過(guò)早出現(xiàn)裂縫而在施工過(guò)程中對(duì)構(gòu)件施加一定壓應(yīng)力，即對(duì)構(gòu)件先施加一個(gè)其即將受到承載的相反作用力，通過(guò)該力的施加抵消其應(yīng)用當(dāng)中受到荷載拉應(yīng)力，不僅有效的消除對(duì)結(jié)構(gòu)荷載，且能夠有效提升構(gòu)件的耐久性、抗裂性、強(qiáng)度以及剛度，在對(duì)彈性變形、諧振情況有效改善的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)整體橋梁施工質(zhì)量的提升。在具體施工中，預(yù)應(yīng)力在以下方面具有較多的應(yīng)用。

1.2 公路橋梁預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用工況

1.2.1 公路橋梁結(jié)構(gòu)

鋼筋混凝土是現(xiàn)今公路橋梁施工當(dāng)中的重要結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)施工中，裂縫是經(jīng)常發(fā)生的問(wèn)題，可以說(shuō)是鋼筋混凝土工程中較為普遍的問(wèn)題類型。對(duì)于道路橋梁而言，其正是由大量鋼筋混凝土形成的結(jié)構(gòu)載體，也經(jīng)常發(fā)生裂縫情況。此時(shí)，通過(guò)在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工中預(yù)應(yīng)力的施加，則能夠避免構(gòu)件以及結(jié)構(gòu)發(fā)生早期裂縫，在對(duì)構(gòu)件使用壽命進(jìn)行延長(zhǎng)的情況下獲得較好的預(yù)防效果。在該方式中，即橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)件加載之前，先向橋梁受拉部位施加一定的壓力，在該范圍當(dāng)中張拉鋼絞線以及鋼筋，之后根據(jù)鋼筋自身所具有的回縮力使構(gòu)件以及混凝土結(jié)構(gòu)在受到外部荷載時(shí)對(duì)受拉區(qū)壓力進(jìn)行抵消。通過(guò)該種方式的應(yīng)用，則能夠?qū)炷两Y(jié)構(gòu)形成的拉伸情況進(jìn)行減少，避免裂縫的發(fā)生。

1.2.2 碳纖維片應(yīng)用

目前，我國(guó)公路橋梁正向著大跨度的方向發(fā)展，構(gòu)件在受彎力方面具有較高的要求。在該種情況下，則要求受彎構(gòu)件以及結(jié)構(gòu)為大型混凝土T型梁。而在現(xiàn)今公路橋梁工程中，其鋼筋混凝土梁受壓部位壓應(yīng)力以及受拉部位的拉應(yīng)力都較大，為了能夠使橋梁相關(guān)構(gòu)件以及結(jié)構(gòu)能夠?qū)κ軓澐矫娴男枨筮M(jìn)行滿足，往往需要較高的施工成本。而通過(guò)碳纖維粘貼方式的應(yīng)用，在對(duì)混凝土梁進(jìn)行加固的情況下則能夠?qū)崿F(xiàn)碳纖維自身強(qiáng)度的充分應(yīng)用，同時(shí)其施工工藝較為簡(jiǎn)單，具有較高應(yīng)用價(jià)值。而通過(guò)預(yù)應(yīng)力同碳纖維片間的結(jié)合，則能夠在使其特性獲得充分發(fā)揮的情況下獲得更好的混凝土梁性能。

1.2.3 混凝土路面應(yīng)用

在路面施工中也具有預(yù)應(yīng)力的應(yīng)用，這也可以說(shuō)是一種較新的技術(shù)類型。在該路面中，即在路面施工前對(duì)預(yù)應(yīng)力進(jìn)行預(yù)先施加，同普通混凝土路面相比，該路面具有接縫少以及路面板塊長(zhǎng)度大的特征，能夠有效提升路面的行車舒適性。應(yīng)用原理方面，路面預(yù)應(yīng)力應(yīng)用同橋梁結(jié)構(gòu)方面基本一致，即通過(guò)對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋的配置實(shí)現(xiàn)混凝土路面的約束，以此避免早期裂縫發(fā)生。在實(shí)際施工當(dāng)中，要想獲得更好的施工效果。就需要能夠做好前期的調(diào)研，在做好路面交通符合深入分析的基礎(chǔ)上對(duì)濕度、溫度等可能使混凝土出現(xiàn)板底摩擦約束的因素做好分析，以此使路面施工具有更為合理、科學(xué)的特征，而在該基礎(chǔ)上對(duì)適當(dāng)縱向預(yù)應(yīng)力的施加，也能夠避免路面出現(xiàn)縱向收縮問(wèn)題。

1.2.4 公路橋梁加固

加固措施方面，通常通過(guò)對(duì)橋梁構(gòu)件強(qiáng)度進(jìn)行提升、對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行改變的方式使橋梁具有更高的承載能力，以此達(dá)成對(duì)公路橋梁進(jìn)行加固的目標(biāo)。在具體施工當(dāng)中，主要的方式有體外預(yù)應(yīng)力加固以及對(duì)構(gòu)件預(yù)應(yīng)力進(jìn)行改變的方式。其中，對(duì)構(gòu)件預(yù)應(yīng)力進(jìn)行改變，即需要對(duì)橋梁構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力進(jìn)行增加，在使構(gòu)件具有更高承載性能的基礎(chǔ)上使其具有更大的應(yīng)變力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)公路橋梁進(jìn)行加固的目標(biāo)。體外預(yù)應(yīng)力加固則是后張預(yù)應(yīng)力中的一種方式，為無(wú)黏結(jié)預(yù)應(yīng)力。在該方式當(dāng)中，經(jīng)常會(huì)對(duì)具有較大強(qiáng)度的型鋼或者鋼筋進(jìn)行應(yīng)用，如果不能夠以預(yù)應(yīng)力構(gòu)件改變方式加固，則需要在目標(biāo)加固構(gòu)件體外加一根拉桿，通過(guò)其加固作用實(shí)現(xiàn)構(gòu)件承載力的提升，且能夠在實(shí)現(xiàn)截面剛度提升的情況下提升構(gòu)件截面抗裂性。

2 公路橋梁預(yù)應(yīng)力施工流程

目前較常見的公路橋梁預(yù)應(yīng)力施工工藝有兩種，一是現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力施工工藝，另一種是后張法預(yù)應(yīng)力施工工藝。鑒于文章篇幅，此處只總結(jié)現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力施工工藝（見圖1）。在實(shí)際施工中可在圖1所示工藝流程的基礎(chǔ)上進(jìn)行微調(diào)，以滿足不同工況的施工要求。

3 公路橋梁預(yù)應(yīng)力施工常見問(wèn)題及解決對(duì)策

3.1 預(yù)應(yīng)力管道堵塞

問(wèn)題：在道路橋梁施工中，如果在混凝土澆筑環(huán)節(jié)中沒(méi)有做好處理、存在野蠻施工情況，或者沒(méi)有做好相關(guān)的跟進(jìn)以及保護(hù)，都可能使鋼筋管道因此出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，并因此使后續(xù)穿預(yù)應(yīng)力鋼筋環(huán)節(jié)不能夠較好通過(guò)，即使能夠通過(guò)，也會(huì)對(duì)張拉效果產(chǎn)生影響。在具體張拉當(dāng)中，預(yù)應(yīng)力鋼筋伸長(zhǎng)長(zhǎng)度同理論長(zhǎng)度相比將具有較大的出入，并因此影響到橋梁施工成本以及工期，為施工活動(dòng)的開展帶來(lái)了一定的麻煩。

對(duì)策：鋼筋管道堵塞問(wèn)題的存在，將對(duì)工程質(zhì)量產(chǎn)生非常大的影響。為了避免該問(wèn)題發(fā)生，就需要做好施工規(guī)范要求，保證在施工當(dāng)中能夠嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范做好管道的安裝處理，即在施工前做好管道的定位工作，并通過(guò)相關(guān)措施的應(yīng)用避免其發(fā)生彎曲情況，避免松動(dòng)以及扭曲現(xiàn)象的發(fā)生。在混凝土澆筑環(huán)節(jié)，要做好現(xiàn)場(chǎng)的管控監(jiān)理，避免出現(xiàn)野蠻施工情況，做好抽芯時(shí)間的控制，避免在混凝土沒(méi)有達(dá)到足夠強(qiáng)度的情況抽芯，以此避免沒(méi)有做好抽芯時(shí)間把握、而將橡膠管拔斷的問(wèn)題發(fā)生。

3.2 預(yù)應(yīng)力張拉控制問(wèn)題

問(wèn)題：由于我國(guó)預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用時(shí)間相對(duì)較晚，在我國(guó)道路橋梁施工中，則存在較多的不規(guī)范行為，其中，張拉控制環(huán)節(jié)的不規(guī)范可以說(shuō)是經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題類型。在張拉控制計(jì)量工作中，很多工程都按照1.5級(jí)油壓進(jìn)行計(jì)量，并因此導(dǎo)致較大誤差的出現(xiàn)，且在部分工程中，存在還沒(méi)有做好千斤頂該設(shè)備計(jì)量就投入張拉的情況。同時(shí)，工作人員也是導(dǎo)致該問(wèn)題出現(xiàn)的重要因素，這部分人員由于沒(méi)有受到專業(yè)的培訓(xùn)以及教育，僅僅為臨時(shí)聘用，則會(huì)因技術(shù)以及意識(shí)方面問(wèn)題的存在忽高忽低、每一束張拉力各不相同的情況，并因此對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量產(chǎn)生較大的負(fù)面影響。

對(duì)策：為了避免張拉環(huán)節(jié)中因不嚴(yán)謹(jǐn)、不規(guī)范問(wèn)題的存在影響施工高質(zhì)量，就需要能夠積極做好張拉環(huán)節(jié)施工的規(guī)范處理，通過(guò)科學(xué)制度以及技術(shù)規(guī)范的制定保證施工的專業(yè)性以及科學(xué)性。在工程建設(shè)中，人員可以說(shuō)是非常重要的主體，人員的技術(shù)水平和質(zhì)量意識(shí)將直接作用于工程質(zhì)量。對(duì)此，就需要施工單位嚴(yán)格做好人員控制，在召集人員時(shí)做好入場(chǎng)培訓(xùn)和技術(shù)考核。在開展施工活動(dòng)時(shí)也需要能夠做好技術(shù)交底，保證工作人員能夠做好不同施工細(xì)節(jié)的把握，以此避免不規(guī)范問(wèn)題的發(fā)生。

3.3 收縮徐變問(wèn)題

問(wèn)題：在道路橋梁預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用中，經(jīng)常會(huì)因?yàn)榛炷谅访婢哂休^大的徐變、收縮情況而使預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生損失。該種情況的出現(xiàn)，無(wú)論是對(duì)工程的安全還是質(zhì)量水平都是一種較大的影響，很可能因此導(dǎo)致嚴(yán)重后果發(fā)生。

對(duì)策：為了避免收縮徐變過(guò)大問(wèn)題出現(xiàn)，在我國(guó)道路橋梁預(yù)應(yīng)力施工當(dāng)中，要避免以其他外加劑的方式對(duì)混凝土和易性進(jìn)行增加，這可以說(shuō)是較為不可取的一種方式。為了避免問(wèn)題出現(xiàn)，可以盡可能選擇具有較小水灰比、較大強(qiáng)度的混凝土材料施工，在這部分混凝土材料當(dāng)中，通過(guò)自身徐變以及收縮，則能夠有效避免問(wèn)題的發(fā)生。

3.4 孔道壓漿問(wèn)題

問(wèn)題：在預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用當(dāng)中，通過(guò)孔道壓漿技術(shù)的應(yīng)用，則能夠?qū)崿F(xiàn)構(gòu)件同鋼筋材料的同時(shí)工作，以此保證鋼筋具有較好的工作性能。而在該技術(shù)實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，也經(jīng)常會(huì)存在較多的問(wèn)題發(fā)生，如管道壓漿不滿、不實(shí)以及滲漏問(wèn)題等。該種問(wèn)題之所以存在，主要是很多施工單位在施工中對(duì)該工序缺少重視導(dǎo)致的，而從總體角度看來(lái)，其在漿體配比以及孔位置預(yù)留方面也存在一定的問(wèn)題。

對(duì)策：為了避免孔道壓漿過(guò)程中出現(xiàn)不實(shí)以及滲漏的問(wèn)題，就需要從漿體材料的配置環(huán)節(jié)入手，通過(guò)外加劑方式的應(yīng)用降低水灰比，以此使?jié){液壓實(shí)度能夠得到保證。同時(shí)，施工方需要做好攪拌設(shè)備的選擇應(yīng)用，通過(guò)對(duì)攪拌速度的加快以及規(guī)范化操作的積極開展保障孔道壓漿工作質(zhì)量。

4 工程實(shí)例

4.1 工程概況

XX西南跨渠公路橋?yàn)?跨25+30+25m預(yù)應(yīng)力工型組合梁橋，簡(jiǎn)支梁上部結(jié)構(gòu)型式均為：預(yù)應(yīng)力T型梁和預(yù)應(yīng)力箱梁，均采用三跨布置，單跨25-35m。橋墩采用樁柱式結(jié)構(gòu)。樁柱式橋墩樁基直徑為150cm，墩柱直徑為150cm。樁基為端承樁，最大樁深為40m，墩柱高度為8.5m。

為保證大型橋梁的制作質(zhì)量，本合同段擬在施工營(yíng)地二設(shè)置大型預(yù)制場(chǎng)一個(gè)，各橋橋工型組合梁梁體在該預(yù)制場(chǎng)內(nèi)預(yù)制，預(yù)制場(chǎng)內(nèi)布置10個(gè)預(yù)應(yīng)力梁預(yù)制臺(tái)座。模板均采用可拼裝式大塊整體鋼模。砼由營(yíng)地二的拌和站拌和，龍門吊配合澆注。預(yù)應(yīng)力梁待砼達(dá)到設(shè)計(jì)張拉強(qiáng)度且模板拆除后進(jìn)行張拉、注漿，封堵。最后采用龍門吊裝車運(yùn)輸，架橋機(jī)吊梁安裝。橋面板待砼達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后按施工進(jìn)度安裝施工。

4.2 預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)

4.2.1 預(yù)應(yīng)力預(yù)制梁質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)

跨渠橋預(yù)制梁/板在統(tǒng)一設(shè)置的預(yù)制場(chǎng)集中預(yù)制，安裝時(shí)用平板車運(yùn)輸至工地現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安放施工。預(yù)應(yīng)力預(yù)制/板工藝標(biāo)準(zhǔn)見表1。

4.2.2 預(yù)應(yīng)力束滑絲、斷絲數(shù)目控制標(biāo)準(zhǔn)

在預(yù)應(yīng)力張拉過(guò)程中，如果施工控制不嚴(yán)格，極易出現(xiàn)預(yù)應(yīng)力筋斷絲、滑絲等問(wèn)題，對(duì)于這兩項(xiàng)質(zhì)量問(wèn)題，必須嚴(yán)格按表2進(jìn)行質(zhì)量檢查，以防滑絲、斷絲數(shù)目超出控制標(biāo)準(zhǔn)而影響整個(gè)工程的質(zhì)量。

4.3 預(yù)應(yīng)力施工中的堵管問(wèn)題

在預(yù)應(yīng)力施工中，孔道被混凝土灰漿堵塞，使預(yù)應(yīng)力鋼材無(wú)法穿過(guò)。

大多數(shù)堵管事故都是在對(duì)箱梁混凝土澆筑時(shí)，由于振搗棒對(duì)波紋管造成損傷，導(dǎo)致砂漿在流入波紋管后造成波紋管堵塞。同時(shí)由于在混凝土箱梁澆筑之前對(duì)鋼絞線進(jìn)行穿入，如果沒(méi)有對(duì)堵塞點(diǎn)做好處理，則將對(duì)孔道的預(yù)應(yīng)力張拉產(chǎn)生較大的影響。針對(duì)本工程中的堵管問(wèn)題，施工部主要采取了以下對(duì)策：

首先按照以下方式對(duì)堵塞點(diǎn)位置進(jìn)行簡(jiǎn)單的判定：

第一，張拉程度。在0至15%σ情況下，記錄千斤頂引伸量為a；15至30%σ情況下，千斤頂引伸量為b；30至103%σ情況下，記錄其引伸量為c，在維持103%σ狀態(tài)下5min之后進(jìn)行錨固；

第二，伸長(zhǎng)量確定。對(duì)于鋼束伸長(zhǎng)量來(lái)說(shuō)，其公式為b+c-2a，對(duì)于該公式來(lái)說(shuō)，其是建立在同一鋼束伸長(zhǎng)量同鋼束平均張拉力成正比的情況下。通過(guò)該式的應(yīng)用，則能夠推出在鋼束兩端水泥漿堵管情況發(fā)生時(shí)的位置，即在對(duì)A端張拉其伸長(zhǎng)量同B伸長(zhǎng)量間存在差異情況時(shí)，A端伸長(zhǎng)量為a，而B端則為b，鋼絲束下料長(zhǎng)度為L(zhǎng)。此時(shí)堵管同A端的距離則為X=a×L/（a+b）。而考慮到理論摩阻力同實(shí)際摩阻力間的差異，即實(shí)際摩阻力要偏大，對(duì)此，在通過(guò)公式進(jìn)行計(jì)算之后則可以確定被堵塞點(diǎn)在稍后的位置。在計(jì)算完成之后，將箱梁頂起彎點(diǎn)處的空壓器與預(yù)留的出漿口連接進(jìn)行送氣，在與沖擊電鉆配合使用的同時(shí)在波紋管處鉆眼。在經(jīng)過(guò)處理和一系列質(zhì)量檢測(cè)后，管道是一個(gè)透氣的狀態(tài)，表明堵塞情況得到了很好的解決。

5 結(jié)束語(yǔ)

可以說(shuō)，在我國(guó)現(xiàn)今大力開展道路橋梁建設(shè)的情況下，預(yù)應(yīng)力技術(shù)也具有著更為廣泛的應(yīng)用前景。在上文中，我們對(duì)公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力的應(yīng)用及存在的問(wèn)題進(jìn)行了一定的研究，需要施工方在預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用當(dāng)中能夠做好把握，在避免問(wèn)題出現(xiàn)的同時(shí)保障施工質(zhì)量。

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