劉超豪 劉偉偉
(貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計研究院股份有限公司 貴州貴陽 550001)
預(yù)應(yīng)力技術(shù)能夠簡化橋梁結(jié)構(gòu),縮短施工周期,進而保證橋梁質(zhì)量。是當前橋梁施工與設(shè)計環(huán)節(jié)中的重點工作,也是最新工藝。預(yù)應(yīng)力技術(shù)能夠在橋梁實際承載受力前,對其施加壓力,使得混凝土產(chǎn)生一定壓應(yīng)力,進而減小或抵消外荷載狀態(tài)下的拉應(yīng)力。能夠減少橋梁出現(xiàn)裂縫的可能,提升橋梁質(zhì)量。
隨著國家對基礎(chǔ)建設(shè)加大關(guān)注以來,我國橋梁工程便大量出現(xiàn),且其中施工質(zhì)量也成為了重點。在我國預(yù)應(yīng)力技術(shù)不斷成熟的過程中,其對我國公路橋梁施工也發(fā)揮著重要的作用,發(fā)揮較大價值。預(yù)應(yīng)力技術(shù)相比其他施工技術(shù)而言較為簡便,且施工周期短,效果顯著。預(yù)應(yīng)力技術(shù)在我國出現(xiàn)時間相對而言較短,但其成果卻較為顯著。①預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用范圍比較廣泛,不僅能夠用于橋梁施工,在眾多邊坡固定等小工程中均能夠利用該技術(shù)。②預(yù)應(yīng)力技術(shù)的使用能夠大大提升工程質(zhì)量,并節(jié)省材料的使用,降低工程成本。③該技術(shù)在橋梁施工中能夠提高橋梁抗震與抗?jié)B能力,減少裂縫出現(xiàn)幾率[1]。
預(yù)應(yīng)力技術(shù)能夠改善橋梁承壓結(jié)構(gòu),并在施工期間對結(jié)構(gòu)進行預(yù)先施加應(yīng)壓力。其能夠在一定程度減少甚至抵消外來荷載所帶來的拉應(yīng)力,進而減少對結(jié)構(gòu)破壞程度。通常,預(yù)應(yīng)力技術(shù)與混凝土結(jié)構(gòu)相結(jié)合,并在混凝土承受荷載之前便對結(jié)構(gòu)施加壓力,進而減少在受到外荷載時所帶來的壓應(yīng)力,使得橋梁產(chǎn)生裂縫的時間較晚甚至不產(chǎn)生裂縫。
在工程結(jié)構(gòu)件受到壓力前,對即將承受荷載的鋼筋施加預(yù)應(yīng)力,能夠提升構(gòu)件剛度,增強其耐久性。而對于機械結(jié)構(gòu)而言,預(yù)先施加應(yīng)壓力能夠提升其本身的剛性,進而減少震動所產(chǎn)生的變形,并改善受拉部分的彈性,使得其鋼性更加強韌。這種現(xiàn)象類似于給還未裝水的木桶套上鐵箍或其他裝置,進而給木桶壁產(chǎn)生向內(nèi)的壓應(yīng)力,當所施加的壓應(yīng)力超過木桶本身能夠承受的拉應(yīng)力時,由于受到環(huán)向的壓應(yīng)力控制,便不會發(fā)生開裂漏水的可能。因此,在未受到荷載的橋梁構(gòu)件中施加預(yù)應(yīng)力,便會產(chǎn)生于荷載發(fā)生變形的方向相反的力,進而減少其變形的可能。為使得構(gòu)件能夠沿著作用的方向產(chǎn)生變化,因此需要提前將與荷載相反的變形抵消,進而使得構(gòu)件朝向荷載方向發(fā)生變化。
道路橋梁工程中重要的環(huán)節(jié)便是混凝土施工,預(yù)應(yīng)力技術(shù)能夠在混凝土未受到荷載之前便對其施加壓力,進而減少外荷載作用對混凝土產(chǎn)生的壓應(yīng)力,并在一定程度上減少或消除外荷載產(chǎn)生的拉應(yīng)力。使得結(jié)構(gòu)在正常使用期間不受損傷,或損傷程度較輕。提升橋梁修建質(zhì)量,并提升用戶使用體驗。
3.2.1鋼絞線的選擇
橋梁施工技術(shù)前需要對設(shè)計圖紙、施工環(huán)節(jié)、修建重點難點等方面做到充分了解,以及項目資金、橋梁結(jié)構(gòu)、橋梁修建面積等。其次,對橋梁整體信息進行分析,根據(jù)施工修建中的設(shè)計圖紙以及規(guī)劃方案選擇鋼絞線,在選擇過程中需要滿足美觀、質(zhì)量達標、經(jīng)濟實用等原則,并能夠突出橋梁基本特點。根據(jù)現(xiàn)代橋梁在使用預(yù)應(yīng)力技術(shù)修建的過程中,可以看出低松弛鋼絞線具有一定優(yōu)勢,其能夠減少成本的投入,并具有應(yīng)用范圍廣的基本優(yōu)勢。同時,在選擇鋼絞線的過程中,需要對橋梁基本數(shù)據(jù)進行分析,綜合評價其幾何參數(shù)、松弛率等各方面性能,并對規(guī)格、尺寸等提出標準化數(shù)據(jù)[2]。
3.2.2預(yù)應(yīng)力錨具的選擇
在使用預(yù)應(yīng)力技術(shù)修建橋梁的過程中,錨具也是需要慎重考慮的因素之一。在選擇過程中需要對摩阻錨具以及機械錨具加以關(guān)注,根據(jù)其不同的使用規(guī)則相應(yīng)考慮。筆者通過多年實踐經(jīng)驗可得,摩阻錨具操作更加簡便,且使用效率較高。但月有盈缺,摩阻錨具仍舊存在不足之處。如連接比較繁瑣,其損失較大,連接耗時較高等等。因此在選擇時需要根據(jù)實際施工情況合理選擇,提升工作效率。
3.2.3預(yù)應(yīng)力效應(yīng)的分析
對于橋梁施工過程而言,無論橋梁修建面積的大小,均需要對其詳細情況以及預(yù)應(yīng)力效應(yīng)進行分析后,再開始工程的修建。首先,對預(yù)應(yīng)力所產(chǎn)生的不同信息與數(shù)據(jù)進行假設(shè)布置,根據(jù)其中可能出現(xiàn)的異常情況予以解決。根據(jù)假設(shè)布局后所產(chǎn)生的結(jié)果進行分析,充分考慮該種修建方案能否滿足實際需求,是否能夠減少橋梁承受的外荷載力。在假設(shè)布局過程中所產(chǎn)生的問題需要及時解決,并制定出應(yīng)急預(yù)案,進而避免所帶來的經(jīng)濟損失。
3.2.4關(guān)注混凝土施工環(huán)節(jié)
現(xiàn)如今,大部分建筑施工環(huán)節(jié)均需要注重混凝土施工,由于混凝土施工環(huán)節(jié)會受到各種外界因素的干擾,發(fā)生裂縫、離析等惡性現(xiàn)象,因此在橋梁施工中的問題仍舊較為突出,需要多加關(guān)注。僅憑預(yù)應(yīng)力技術(shù)當前還無法完全消除橋梁施工中的裂縫問題,其與混凝土質(zhì)量有著密切的關(guān)系。其中,混凝土的制作環(huán)節(jié)較為重要。眾所周知,混凝土是由眾多原材料混合而成,通過不斷的振搗進而形成韌性,提升粘度。由此便能夠得出,其中重要組成部分便是原材料的使用與振搗環(huán)節(jié)的控制。混凝土原材料主要包括水泥、砂石、水。其中,水泥型號需要根據(jù)混凝土的相關(guān)要求進而選擇,并保證水泥質(zhì)量符合國家標準。而砂石的選擇更是重中之重,若泥沙含量較多,混凝土相關(guān)要求將達不到國家標準。因此在砂石配比環(huán)節(jié)中需要合理控制淤泥含量。混凝土所加入的水不可選擇生活廢水、工業(yè)廢水,必須為飲用水才能保證混凝土規(guī)格符合標準。此外,對于運輸環(huán)節(jié)的控制。由于混凝土需要專業(yè)工具運輸。因此,在運輸前需要對車輛進行檢查,避免其在運輸環(huán)節(jié)發(fā)生故障,保證混凝土質(zhì)量才能使得預(yù)應(yīng)力技術(shù)的價值得以發(fā)揮,有效減少裂縫的產(chǎn)生,進而提升橋梁施工質(zhì)量,降低風(fēng)險。
在某市橋梁施工環(huán)節(jié)中便充分利用了預(yù)應(yīng)力技術(shù),并發(fā)揮了顯著效果。該橋梁施工面積為16200m2,柱網(wǎng)尺寸為9m×28m,通過現(xiàn)澆混凝土修建工程結(jié)構(gòu),混凝土強度為C45。該建筑選用高強度低松弛鋼絞線作為預(yù)應(yīng)力筋,并以連續(xù)曲線梁為基本布置方式。強度數(shù)據(jù)分別為:d=15.25mm、As=141mm2、FPU=1860N/mm2。施工工具包括混凝土灌漿機器、千斤頂、油泵、波紋管等。利用430kg/m3的水泥,以及粒徑在0.5~3cm之間的砂石制作混凝土,并在其中摻入膨脹劑,并選用泵送混凝土進行施工。將制作完成的混凝土利用灌注技術(shù)進行澆灌,在振搗環(huán)節(jié)需要注意,應(yīng)保證全程振搗,避免發(fā)生空鼓現(xiàn)象,且振搗棒不可與金屬波紋管相碰觸,并利用一定規(guī)律來回抽動直到大梁混凝土固定。其次,利用鋼絞線進行固定張拉工作,以YL-2、YL-1作為兩端的張拉,YL-3實行梁固定與張拉工作,并同時進行,進而完成預(yù)應(yīng)力技術(shù)施工。在日后的使用中,該橋梁即便經(jīng)過風(fēng)吹日曬,截止今日未曾產(chǎn)生裂縫。
綜上所述,在我國橋梁修建施工環(huán)節(jié)中,預(yù)應(yīng)力技術(shù)將越來越廣泛的使用在其中。在日后的發(fā)展中,由于混凝土技術(shù)的越加成熟,對預(yù)應(yīng)力技術(shù)提供有力保障。而隨著工程的修建,預(yù)應(yīng)力技術(shù)也將越加精湛,有力保證橋梁施工質(zhì)量,提升施工流程的科學(xué)性,嚴謹性以及合理性,加快我國城市化進程的腳步。
[1]王亞昕.預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在市政橋梁工程中的應(yīng)用[J].工程技術(shù)研究,2018(02):91~92.
[2]梁溫.芻議預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁工程施工中的應(yīng)用[J].門窗,2018(01):234.