董國林

(山東格瑞特公路工程限公司，山東 煙臺 264000)

大量工程實例表明，將預應力技術(shù)應用到道路橋梁施工中，具有節(jié)約材料、提升道路橋梁性能優(yōu)越性、降低結(jié)構(gòu)撓度、控制裂縫、提升道路橋梁使用壽命等優(yōu)點。基于此，本文結(jié)合工程實例，從預應力管道設(shè)置、預應力鋼絞線和錨具選擇、預應力效應、孔道壓漿施工四個方面分析預應力技術(shù)在道路橋梁施工中的具體應用。

1 工程概述

某道路橋梁工程總里程為415m，設(shè)計橋面寬度為14.5m，抗震設(shè)防烈度為8°，是該道路工程的主要組成部分，也是施工的重難點，為瀝青混凝土結(jié)構(gòu)，最高行車速度為80km/h。為有效提升整體質(zhì)量水平，在施工中選擇了預應力施工技術(shù)，縱向預應力鋼束為鋼絞線和錨具，鋼絞線強度為1860MPa，錨具為YM15-7/YM15-8，穿孔鋼筋為70mm和80mm的波紋管，選擇雙向成孔施工方法進行施工。

2 預應力技術(shù)的作用及應用途徑

2.1提升橋梁主體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性

為有效提升橋梁主體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和承載力，提升使用年限，必須著重加固橋梁基礎(chǔ)構(gòu)件的穩(wěn)定性，并積極采用全新的技術(shù)和先進的科學手段，如采用加固法、粘貼鋼板加固法等方法進行加固處理。

2.2提升橋梁穩(wěn)固性

在道路橋梁施工建設(shè)中，需要科學合理地應用預應力技術(shù)，并采用高性能鋼絞線來全面代替?zhèn)鹘y(tǒng)鋼絲。此外，各項新技術(shù)、新工藝的應用，也為澆梁端濕接縫技術(shù)的優(yōu)化改進奠定了堅實基礎(chǔ)。比如：在連接橋面施工中，可把扁錨預應力鋼絞線放在支負彎矩的位置，從而最大限度提升橋梁的穩(wěn)固性。

2.3加強混凝土結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性

在該橋梁工程施工建設(shè)中，必須注重鋼筋混凝土等基礎(chǔ)架構(gòu)施工質(zhì)量，并在施工中進行全面監(jiān)督控制，并在施工中，應當高效合理應用預應力技術(shù)，當混凝土澆筑完成后，盡量第一時間對受拉區(qū)域中的混凝土結(jié)構(gòu)進行加壓處理，以提升混凝土結(jié)構(gòu)的抗壓能力，避免因為受力不均勻而發(fā)生結(jié)構(gòu)開裂，以確保整個工程的安全性和穩(wěn)定性。

2.4進一步強化箱梁施工質(zhì)量

在道路橋梁工程施工建筑中，將預應力技術(shù)合理地應用在混凝土箱梁施工中，可有效提升施工質(zhì)量，現(xiàn)場施工人員要控制混凝土配置比例，在確保施工工序符合要求和行業(yè)標準的基礎(chǔ)上，完善各項工藝和技術(shù)。

3 預應力技術(shù)在道路橋梁施工中的具體應用

3.1合理設(shè)置預應力管道

3.1.1波紋管選擇

在根據(jù)該工程實際需求，在波紋管選擇時根據(jù)現(xiàn)狀的不同，大體上可以分為兩大類，其一是圓形波紋管，代號為Y，其二扁形波紋管，代號是B，常用的預應力波紋管及其參考指標如表1所示：

表1 預應力波紋管及其參考指標表

為充分發(fā)揮預應力技術(shù)的優(yōu)點和作用，在施工中所選擇的塑料波紋管規(guī)格、型號、尺寸等參數(shù)都必須盡量滿足設(shè)計標準。比如：內(nèi)截面的面積必須超過預應力凈截面積2倍以上。在進場前，需要對波紋管的外觀、環(huán)剛度、橫縱向荷載、強度、抗沖擊性等參數(shù)進行綜合分析，確保波紋管表體沒有隔體破裂、氣泡、硬塊等質(zhì)量缺陷。除此之外，還要確保波紋管內(nèi)徑、壁厚等相關(guān)尺寸也要符合設(shè)計標準。比如：波紋管的環(huán)剛度必須控制在6KN/以上，當荷載持續(xù)超過5min時，波紋管的變形量要小于管材總變形量的10%，預應力波紋管變形度計算公式為[1]：

公式(1)

在公式(1)中，Δd表示波紋管的實際變形度；dmax表示波紋管截面積的最大外徑(mm)；dmin表示波紋管截面積的最小外徑(mm)。

3.1.2波紋管安裝

波紋管安裝是預應力技術(shù)在道路橋梁施工中應用的關(guān)鍵，其安裝質(zhì)量直接決定了預應力技術(shù)的應用效果，因此，在具體安裝中，可采用定位鋼筋將其固定在模板設(shè)計的位置，確保在混凝土澆筑時不會發(fā)生變形和位移。如果發(fā)現(xiàn)鋼束孔道和鋼筋位置不一致，則要先嘗試調(diào)整鋼筋位置，嚴禁隨意更改波紋管的坐標設(shè)計，同時還要嚴格控制鋼筋間距，鋼筋間距盡量控制在0.8m以下，而針對曲線管道或者扁平管道上的鋼筋則要進行科學合理的加密處理，以確保波紋管安裝的平順性和穩(wěn)固性。

3.2鋼絞線和錨具施工

鋼絞線是預應力施工技術(shù)的主要材料之一，和其他材料相比，鋼絞線具有更強的經(jīng)濟性、穩(wěn)定性、實用性。而且質(zhì)量和相關(guān)參數(shù)也更加優(yōu)越。當預應力管道設(shè)置好以后，就可以進行混凝土澆筑，先把錨具埋設(shè)到波紋管端頭，通過千斤頂進行張拉，以穩(wěn)固波紋管斷面。在本工程預應力施工中，應用了兩種錨具，一種是上拉端錨具，另一種是固定錨具，其中預應力錨具主要應用在預應力端面，通過提升拉力的方法，就可以達到提升橋梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的目的。因此，鋼絞線和錨具性能和質(zhì)量是否達標，直接決定了預應力施工質(zhì)量，在選擇鋼絞線和錨具時要重點考慮摩擦阻錨固和機械錨固的性能，從而最大限度上提升預應力橋梁的施工質(zhì)量。

3.3預應力效應分析

3.3.1計算預應力張拉伸長量

預應力道路橋梁施工建設(shè)中，預應力筋張拉伸長量的計算公式為：

公式(2)

從公式(2)中：ΔL表示預應力筋的張拉伸長量(mm)；Pp表示施工中預應力筋張拉的平均值(N)；L表示在預應力筋的總拉升長度(mm)；Ap表示預應力筋的截面積(mm2)；Ep表示預應力筋的彈性模量(N/mm2)。其中Pp的計算公式為：

(公式)(3)

公式(3)中，Pp表示施工中預應力筋張拉的平均值(N)；p表示張拉力(N)；x表示張拉端孔道長度(m)；θ表示張拉端到截面曲線孔道切線的夾角；k表示孔道單位偏差對照對張拉摩擦的影響程度；μ表示預應力筋和張拉孔道內(nèi)部的摩擦系數(shù)。在具體張拉過程中，要根據(jù)先對各項參數(shù)進行合理選擇，計算出張拉力，才能有效提升預應力張拉施工的總體質(zhì)量。

3.3.2合理確定參數(shù)

在預應力張拉前，需要進行全面的孔道摩擦阻試驗，以確定k值和μ值，根據(jù)試驗結(jié)果進行合理調(diào)整。在張拉力計算時，必須確保各項參數(shù)的統(tǒng)一性，比如：孔道和和預應力筋長度二者并無直接的連續(xù)，需要根據(jù)公式1°=π/180進行角度和弧度計算轉(zhuǎn)換[2]。同時，兩段同時張拉和單端張拉伸長量的計算方法和公式也各不相同，在進行預應力筋兩段張拉時要以橋梁跨中為分界線，并充分分析雙倍預應力筋伸長量的值。但在進行單端張拉時，則要采用分段計算求和的方法。

3.3.3預應力筋張拉施工

當橋梁縱向頂板、底板、腹板等部位混凝土結(jié)構(gòu)強度達到設(shè)計強度8～10天后，才能進行張拉施工。具體張拉順序為：按照分批、分階段進行逐次分析。具體張拉時要嚴格控制應力對混凝土結(jié)構(gòu)的影響，在鋼絞線校核時，其張拉伸長量要控制作在理論伸長量±6%之內(nèi)。

3.4孔道壓漿施工

當預應力筋張拉錨結(jié)束48h以后才能進行孔道壓漿施工，選擇C40以上的混凝土進行注漿，確?？椎乐谢炷翝仓拿軐嵭?，避免孔道中預應力筋法發(fā)生銹蝕而影響橋梁工程整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和使用年限[3]。在具體壓漿時，所添加的外加劑和減水劑率需要控制在20%以上，具體而言可以使用復合型鈣礬石作為混凝土膨脹劑。壓漿施工必須從最低點開始，并確保壓漿的連續(xù)性和勻速性，并打開排氣控制，確保孔道中的空氣能順利排出。

4 預應力技術(shù)應用時的注意事項

4.1避免管道發(fā)生堵塞

在混凝土澆筑時，為避免發(fā)生管道堵塞問題，在澆筑時要盡量避開梁體主筋位置，并用沖擊鉆做開孔處理，并及時清理波紋管中的水泥漿塊，確保鋼絞線可以順利穿過波紋管。當預應力筋張拉完成后，要使用高一等級的混凝土對孔洞進行封堵，常用措施有以下幾種：

第一種，在下料前要全方位細致檢查，如果發(fā)現(xiàn)波紋管被破壞或者存在缺陷要及時更換。

第二種，在混凝土澆筑前，全面檢查安裝位置，確保其滿足設(shè)計標準。

第三種，在混凝土澆筑前，對波紋管進行防護處理，避免破壞波紋管結(jié)構(gòu)。

4.2合理控制裂縫

在任何涉及到混凝土的工程，都需要對裂縫進行全面防治和處理，就本工程而言，在施工晝夜溫差比較大，需要對構(gòu)件內(nèi)外溫度進行全面控制，如果溫度過高，則需要應用地水化熱的水泥材料，并布置相應的冷卻管[4]。而如果溫度過低，則要對預制構(gòu)件進行保溫處理，并嚴格控制拆模時間，待混凝土強度達設(shè)計強度后，才能拆除模板。并進行全面養(yǎng)護，才能有效避免溫度裂縫對橋梁工程的影響。

4.3按照相關(guān)規(guī)范進行張拉

在預應力筋張拉前，要進行模塊試驗，并根據(jù)相應的規(guī)范和標準對各項數(shù)據(jù)進行計算，確保各項施工都能達到施工工藝規(guī)范的要求后，才能進行張拉操作。如果有一個條件不滿足，則不能進行張拉操作，在張拉前還要對張拉設(shè)備進行全面檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，同時現(xiàn)場施工人員要做好技術(shù)和安全交底工作，避免發(fā)生不規(guī)范情況。

5 結(jié)束語

綜上所述，本文結(jié)合工程實例，分析預應力技術(shù)在道路橋梁施工中的具體應用。結(jié)果表明，把預應力技術(shù)應用到道路橋梁施工中，可大幅度提升橋梁工程的穩(wěn)定性、安全性、經(jīng)濟性。但在具體施工建設(shè)中，容易發(fā)生混凝土變形開裂、板面和孔道軸線角度不合理、波紋管堵塞、張拉不合理等問題。需要進行全面計算和驗算，并選擇正確的施工工藝和材料，才能發(fā)揮出預應力技術(shù)應有的作用和價值。