樊金虎

關(guān)鍵詞：高速公路;橋梁施工;預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：U445.57 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0引言

高速公路橋梁預(yù)應(yīng)力施工是高速公路建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，作為施工主體重要的結(jié)構(gòu)物，是高速公路施工工程性能的重要體現(xiàn)，對(duì)我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和人民生活質(zhì)量有重要意義。隨著我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)的不斷推進(jìn)，在橋梁施工中的預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)也做出了一定的技術(shù)突破，目前需要總結(jié)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)形成科學(xué)施工模式，為我國(guó)后續(xù)的高速公路和其他相關(guān)工程建設(shè)提供實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。因此，此次研究的內(nèi)容和總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)對(duì)提升高速公路橋梁施工中的預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)具有理論性意義，對(duì)國(guó)家現(xiàn)代化交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)具有現(xiàn)實(shí)意義。

1高速公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1鋼筋管道通暢性不足

現(xiàn)階段由于我國(guó)高速公路建設(shè)起步時(shí)間較晚相關(guān)經(jīng)驗(yàn)較為缺乏，在預(yù)應(yīng)力的鋼筋管道施工技術(shù)還不完善，相應(yīng)的專(zhuān)業(yè)施工團(tuán)隊(duì)比較缺乏。這就導(dǎo)致在實(shí)際施工過(guò)程中對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)管道的精細(xì)性控制不足，嚴(yán)重影響管道竣工后實(shí)際混凝土澆灌中的流暢性，且針對(duì)突發(fā)情況的預(yù)案相對(duì)不足，問(wèn)題出現(xiàn)后的二次施工造成了成本浪費(fèi)與工期拖延。

1.2混凝土張拉時(shí)間問(wèn)題

混凝土材料的制作依賴(lài)于不同原料的配比，同時(shí)在凝固之前流動(dòng)性與延展性較難控制，在現(xiàn)階段的施工中，對(duì)于混凝土材料的使用多依賴(lài)于經(jīng)驗(yàn)主義，施工人員專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)尚未形成。同時(shí)受限于項(xiàng)目中成本與工期的控制，混凝土凝固和靜置時(shí)間缺乏嚴(yán)格的管控，在混凝土拉張過(guò)程中部分單位為了節(jié)約時(shí)間成本，導(dǎo)致拉張時(shí)間不達(dá)標(biāo)，對(duì)于整體預(yù)應(yīng)力施工效果造成嚴(yán)重影響。

1.3張拉力計(jì)算控制不力

由于高速公路橋梁主要采用具有延展性的鋼筋與混凝土作為施工原料，其工程原料的特點(diǎn)決定了工程必須對(duì)材料拉張力進(jìn)行相應(yīng)的控制與利用。目前我國(guó)高速公路橋梁的施工團(tuán)隊(duì)主要有外來(lái)務(wù)工人員與其他土木工程臨時(shí)工構(gòu)成，在實(shí)際工程建設(shè)開(kāi)工前大多施工人員還未經(jīng)歷過(guò)專(zhuān)業(yè)的技術(shù)培訓(xùn)，對(duì)高速公路橋梁施工的特性掌握不足。在施工人員控制拉張力的過(guò)程中由于經(jīng)驗(yàn)缺乏所導(dǎo)致的拉張不平穩(wěn)和對(duì)多方拉張的統(tǒng)籌不足直接影響整體工程的美觀度和耐用性。

2高速公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)應(yīng)用案例

某湖區(qū)段工程位于某省，其區(qū)域跨度大，全長(zhǎng)近47km，且施工范圍內(nèi)地形復(fù)雜，跨越多處水體。出于對(duì)其施工質(zhì)量、成本、效率與環(huán)境的綜合考量，主橋采用變截面混凝土預(yù)應(yīng)力連續(xù)工藝，在橋梁上端采用掛籃施工，建立多個(gè)預(yù)制組合T型梁。

2.1公路橋梁施工前期準(zhǔn)備

預(yù)應(yīng)力施工作為一種綜合性施工技術(shù)，若想在復(fù)雜的高速公路橋梁施工中發(fā)揮預(yù)期效果就需要提前進(jìn)行完備的施工準(zhǔn)備。施工人員需要考慮到相應(yīng)的施工設(shè)計(jì)圖紙，并嚴(yán)格按照其中的施工設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工[1]。首先，選擇合適的預(yù)應(yīng)力技術(shù)施工方案。鋼結(jié)構(gòu)和混凝土是高速公路橋梁施工的主要原材料，同時(shí)也是預(yù)應(yīng)力技術(shù)發(fā)揮的基礎(chǔ)，在工程設(shè)計(jì)階段，要提前預(yù)判高速公路建成后的交通承載流量，以選擇合適的混凝土材料與配比，順應(yīng)公路最大承載量，避免結(jié)構(gòu)變形。其次，高度重視高速公路橋梁地基方面的處理。由于高速公路工程跨度大，對(duì)于施工地質(zhì)的選擇往往缺乏靈活性，在面臨地質(zhì)較軟的施工條件，地基的穩(wěn)定性直接影響高速公路橋梁工程壽命與安全性，因此需要在施工前期對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行地質(zhì)勘察。針對(duì)天然地質(zhì)結(jié)構(gòu)存在問(wèn)題的地基，采用換填加固技術(shù)[2]，及時(shí)采用優(yōu)質(zhì)混合土層替換原有土層。

在寧高新通道湖區(qū)段工程中對(duì)于預(yù)應(yīng)力施工方案，通過(guò)充分考慮工程預(yù)計(jì)荷載和橋梁形變限度，詳細(xì)設(shè)定了混凝土預(yù)制梁與鋼結(jié)構(gòu)在施工過(guò)程中允許的誤差值，見(jiàn)表1所列。在地基處理過(guò)程中考量江蘇省溫帶季風(fēng)氣候的降水特點(diǎn)和區(qū)域土壤類(lèi)型，在項(xiàng)目開(kāi)展前優(yōu)先完成了混合水泥、碎石和石灰的人造土壤置換，解決了區(qū)域土壤由于含水度過(guò)高造成的排水板結(jié)問(wèn)題。

2.2混凝土空心板T梁技術(shù)

高速公路橋梁施工預(yù)應(yīng)力工程中，混凝土梁板是整個(gè)施工結(jié)構(gòu)中的重要支撐組件，因此需要嚴(yán)格針對(duì)該處施工進(jìn)行質(zhì)量管理。在施工現(xiàn)場(chǎng)中裂縫問(wèn)題是混凝土空心板與T梁最為常見(jiàn)的問(wèn)題。裂縫的出現(xiàn)一方面是由于在施工設(shè)計(jì)和材料采購(gòu)階段質(zhì)量把控環(huán)節(jié)的缺乏。因此必須嚴(yán)格配比各種比例，達(dá)到各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，確保萬(wàn)無(wú)一失[3]。另一方面則是由于現(xiàn)場(chǎng)施工設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤計(jì)算導(dǎo)致，由于混凝土材料是通過(guò)砂石泥漿與凝膠材料按照一定配比混合而成的，其強(qiáng)度和延展性存在著此消彼長(zhǎng)的關(guān)系，當(dāng)空心板在施工中跨境范圍過(guò)大時(shí)就會(huì)出現(xiàn)材料剛度失衡。

寧高新通道湖區(qū)段工程中的預(yù)應(yīng)力施工，根據(jù)施工需要采用了高質(zhì)量的混凝土空心板和小箱梁，同時(shí)嚴(yán)格控制空心板與小箱梁的跨度在30～50m內(nèi)，同時(shí)規(guī)定工程中使用的小箱梁的距離不小于20m且不大于50m，以保證最佳的承重效果，并根據(jù)施工要求在梁支座負(fù)彎矩處設(shè)置預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)。

2.3混凝土預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)

高速公路橋梁預(yù)應(yīng)力施工工程中，橋梁作為施工的主體和重點(diǎn)，為了在竣工投入使用后能具備較強(qiáng)的承壓能力和使用壽命，在施工過(guò)程中采用混凝土進(jìn)行加固的技術(shù)環(huán)節(jié)必不可少。就項(xiàng)目施工全程來(lái)講，往往僅對(duì)橋梁主要承重部分展開(kāi)補(bǔ)強(qiáng)處理，或是對(duì)橋梁上的關(guān)鍵構(gòu)件展開(kāi)加固[4]。目前在項(xiàng)目工程中較為常見(jiàn)的橋梁加固技術(shù)主要包括鋼板粘貼加固法及橋面補(bǔ)強(qiáng)加固法，兩種方法的施工側(cè)重點(diǎn)各有不同。加固的方式主要有碳纖維結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)以補(bǔ)強(qiáng)層加固等[5]。鋼板粘貼加固強(qiáng)調(diào)在混凝土工程的表面，使用工業(yè)用膠將加固鋼板直接固定在混凝土表面，在實(shí)際施工過(guò)程中需要對(duì)目標(biāo)梁橋表面進(jìn)行處理使原有混凝土工程暴露在外，以便進(jìn)行后續(xù)施工。橋面補(bǔ)強(qiáng)加固則需要對(duì)目標(biāo)橋梁表面進(jìn)行開(kāi)鑿，而后澆灌粘性高、延展性好、強(qiáng)度高的混凝土材料，提高目標(biāo)整體的承重潛力。

寧高新通道湖區(qū)段工程中的預(yù)應(yīng)力施工在進(jìn)行混凝土加固工程時(shí)，充分考量了施工目標(biāo)未來(lái)的交通流量壓力和大型運(yùn)輸壓力，在橋梁結(jié)構(gòu)完工后主要采用了鋼板粘貼加固法。在實(shí)際加工過(guò)程中為了最大化保證鋼板與混凝土橋梁的切合性和兼容性，優(yōu)先對(duì)原結(jié)構(gòu)進(jìn)行清潔施工，在保證施工環(huán)境質(zhì)量的前提下，保留了橋梁混凝土層一定的粗糙質(zhì)感，針對(duì)工程施工中關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的反復(fù)磨損采用鑿毛方式完成部分光滑混凝土的修補(bǔ)處理與二次清潔。而后使用千斤頂設(shè)備對(duì)施工橋梁的載重負(fù)荷進(jìn)行臨時(shí)轉(zhuǎn)移，以保證混凝土凝固后的強(qiáng)度，同時(shí)在對(duì)預(yù)澆灌混凝土的加工中引入軸式攪拌機(jī)，以保證混凝土材料的美觀，綜合提升混凝土預(yù)應(yīng)力加固的工程質(zhì)量。

2.4混凝土的澆筑應(yīng)用技術(shù)

高速公路橋梁預(yù)應(yīng)力施工工程中，混凝土澆灌技術(shù)是混凝土材料實(shí)際應(yīng)用的主要技術(shù)，其施工效果和美感直接展現(xiàn)了高速公路橋梁的施工水平。實(shí)際施工過(guò)程中混凝土澆灌主要通過(guò)高速公路橋梁下方的管道進(jìn)行，其位置需要施工人員提前安排固定。具體澆灌過(guò)程中要保證管道入口處的清潔和相對(duì)封閉性，避免在其他施工流程中建筑垃圾在混凝土孔口處與內(nèi)部發(fā)生阻塞。振搗工作中，避免對(duì)預(yù)應(yīng)力管道進(jìn)行劃傷，導(dǎo)致管道漏漿，延誤工程進(jìn)度[6]。打孔埋管過(guò)程中需要對(duì)施工目標(biāo)的地質(zhì)條件提前勘探，并嚴(yán)格測(cè)量打孔位置的深度，避免孔管不協(xié)調(diào)的現(xiàn)象發(fā)生，保證混凝土澆灌的流暢度和凝結(jié)的一體性。

寧高新通道湖區(qū)段工程中的預(yù)應(yīng)力施工在進(jìn)行混凝土澆筑技術(shù)應(yīng)用時(shí)，考慮目標(biāo)施工現(xiàn)場(chǎng)情況制定了五個(gè)混凝土樁孔的施工計(jì)劃，在打孔下管設(shè)備上調(diào)用了鉆機(jī)、懸吊車(chē)以及砂泵機(jī)械，為準(zhǔn)備泥漿護(hù)壁機(jī)械鉆孔澆筑工程做準(zhǔn)備，同時(shí)在混凝土配制澆灌設(shè)備上啟用了專(zhuān)業(yè)吊車(chē)翻斗、灌漿支架、以及混凝土澆筑機(jī)械等機(jī)械工具。實(shí)際灌漿過(guò)程中用鋼板卷成護(hù)筒，以防止頂部出現(xiàn)溢漿，同時(shí)采用正循環(huán)換漿法，在鉆孔結(jié)束后實(shí)現(xiàn)對(duì)孔道內(nèi)的兩次徹底清潔。

2.5鋼結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)

高速公路橋梁預(yù)應(yīng)力施工過(guò)程中的鋼結(jié)構(gòu)施工是除了混凝施工的另一個(gè)重要組成部分，起到輔助支撐混凝土結(jié)構(gòu)的骨架作用。在施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際應(yīng)用中較為常見(jiàn)的鋼結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力施工有鋼筋、鋼絞線(xiàn)和鋼筋張力施工，其中張力施工又可以細(xì)分為先張法與后張法，二者的區(qū)別在于鋼筋拉張與混凝土澆灌過(guò)程的先后，先張法強(qiáng)調(diào)在混凝土澆灌之前對(duì)鋼筋進(jìn)行拉伸，而后利用混凝土的粘性實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼筋延伸形變的固定。至于后張法則需要在混凝土澆灌完成后，錨具可以實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)應(yīng)力的高效傳遞[7]，需要依靠鋼筋錨具對(duì)硬結(jié)構(gòu)的鋼筋混凝土實(shí)現(xiàn)拉伸。

寧高新通道湖區(qū)段工程中的預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)施工嚴(yán)格依照工程項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)，在鋼筋安裝施工現(xiàn)場(chǎng)委派專(zhuān)業(yè)監(jiān)理人員實(shí)現(xiàn)對(duì)施工人員的實(shí)時(shí)監(jiān)督與管理，在鋼結(jié)構(gòu)搬運(yùn)過(guò)程中嚴(yán)格避免鋼筋的磕碰磨損，根據(jù)既定程序在安全監(jiān)督管理人員的監(jiān)工中完成焊接，并在扎綁作業(yè)中更加注重結(jié)構(gòu)的整體性與完整性。鋼絞線(xiàn)施工過(guò)程中，對(duì)鋼絞線(xiàn)在應(yīng)用之前進(jìn)行統(tǒng)一抽檢與測(cè)量，嚴(yán)格把控材料品質(zhì)，有關(guān)構(gòu)件的尺寸參數(shù)要符合建筑要求[8]。面對(duì)施工過(guò)程中出現(xiàn)的導(dǎo)向槽與鋼絞線(xiàn)偏移問(wèn)題，有針對(duì)性地采用鋼結(jié)構(gòu)頂端固定加工技術(shù)，避免鋼絞線(xiàn)在施工現(xiàn)場(chǎng)由于材料管理不力造成的擠壓、打結(jié)等問(wèn)題。張力施工中，根據(jù)工程要求采用依據(jù)公式基礎(chǔ)進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算，合理配比先張與后張的技術(shù)比例，并提前預(yù)判摩擦力導(dǎo)致的錨點(diǎn)滑移現(xiàn)象，全面提升工程預(yù)應(yīng)力施工水準(zhǔn)。

3結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)研究得知高速公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)應(yīng)用目前面臨著鋼筋管道通暢、混凝土張拉時(shí)間問(wèn)題、張拉力計(jì)算控制不力的問(wèn)題?；趯幐咝峦ǖ篮^(qū)段工程預(yù)應(yīng)力施工的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，本論述就公路橋梁施工前期準(zhǔn)備與細(xì)節(jié)技術(shù)進(jìn)行了相應(yīng)的分析與總結(jié)。