夏順利
(邵陽公路橋梁建設(shè)有限責(zé)任公司,湖南 邵陽 422000)
公路橋梁是城市交通系統(tǒng)的重要組成部分,既是城市化推進(jìn)的重要?jiǎng)恿?,又為人民群眾的交通出行提供重要保障。在公路橋梁施工?shí)踐的過程中,經(jīng)常使用預(yù)應(yīng)力技術(shù),通過在混凝土上施加預(yù)應(yīng)力來增強(qiáng)構(gòu)件剛度,有利于降低裂縫出現(xiàn)的概率,提高橋梁的跨度,提升公路橋梁結(jié)構(gòu)整體的耐久性,從而達(dá)到改善工程質(zhì)量的目的。
預(yù)應(yīng)力技術(shù)遍布世界各地,我國雖然引入時(shí)間較短,但也建立了一整套完備的技術(shù)體系,應(yīng)用于多跨連續(xù)橋梁建設(shè),具有舉足輕重的地位,意義深遠(yuǎn)。橋梁結(jié)構(gòu)具有多樣性、復(fù)雜性的特點(diǎn),各個(gè)部位承載的力量不同,受力點(diǎn)不同,作用點(diǎn)不同,給預(yù)應(yīng)力提供了廣闊的發(fā)展舞臺。公路橋梁預(yù)應(yīng)力技術(shù)是利用鋼索(如鋼絞線)提供的壓力,抵抗和抵消由彎矩產(chǎn)生在混凝土中的部分拉力。預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)具有抗裂能力強(qiáng)、抗?jié)B性能好、剛度大、強(qiáng)度高、抗剪的抗疲勞性能好的特點(diǎn),可以節(jié)約鋼材,減小結(jié)構(gòu)的截面尺寸,使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加經(jīng)濟(jì)、美觀。
為了明確公路橋梁工程中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用流程,首先要了解預(yù)應(yīng)力技術(shù)的內(nèi)涵和意義。預(yù)應(yīng)力技術(shù)的主要內(nèi)涵是技術(shù)人員和設(shè)計(jì)人員在公路橋梁工程實(shí)際施工之前,對相應(yīng)的施工原材料進(jìn)行預(yù)應(yīng)力的計(jì)算以及應(yīng)力的添加,抵消部分施工過程中需要承載的壓力。公路橋梁工程是一項(xiàng)規(guī)模相對較大的工程,不僅在施工過程中會(huì)產(chǎn)生很多的壓力和應(yīng)力,在后期的使用過程中也會(huì)由于交通流的增大而產(chǎn)生過多的壓力。所以,針對荷載力進(jìn)行相應(yīng)的處理,不僅可以提高公路橋梁工程使用的穩(wěn)定性和牢固性,還能夠提高其使用壽命。
首先,通過預(yù)應(yīng)力技術(shù)對荷載力進(jìn)行有效的抵消,能夠確保公路橋梁工程在后期承受過大的壓力和應(yīng)力時(shí),也可以在其承受范圍內(nèi),防止出現(xiàn)坍塌問題,提升公路橋梁工程的施工效率和質(zhì)量。
其次,預(yù)應(yīng)力的使用還能夠提高公路橋梁工程的經(jīng)濟(jì)效益,減少公路橋梁工程在建設(shè)的過程中出現(xiàn)材料浪費(fèi)的問題。
最后,在與混凝土施工技術(shù)結(jié)合應(yīng)用的過程中,預(yù)應(yīng)力技術(shù)能夠防止混凝土施工后出現(xiàn)的裂縫問題,減少了混凝土材料的浪費(fèi)。
在公路橋梁工程施工中,預(yù)應(yīng)力技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用較為普遍,對改善工程結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用性能具有積極意義。把預(yù)應(yīng)力技術(shù)合理地運(yùn)用到公路橋梁工程施工中,可以在加強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)與應(yīng)用性能的同時(shí),確保公路橋梁更具可靠性。從根本上解決公路橋梁工程施工中出現(xiàn)的安全問題與質(zhì)量問題。
從結(jié)構(gòu)層次的角度看,多跨連續(xù)梁可以分成正、負(fù)彎矩區(qū)兩種形式。一般來講,跨中的是正彎矩,而支座的是負(fù)彎矩。當(dāng)多跨連續(xù)梁的抗剪以及抗彎承載力很難滿足施工的需要時(shí),就要應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)對其進(jìn)行加固。
碳纖維強(qiáng)度相對較高,施工也相對簡單。通常情況下,采用碳纖維片材對受彎構(gòu)件進(jìn)行加固。由于在受彎構(gòu)件加固前,混凝土內(nèi)部產(chǎn)生了一定的拉應(yīng)變和壓應(yīng)變,當(dāng)受壓位置的混凝土壓應(yīng)變值達(dá)到最大值時(shí),超出受彎構(gòu)件的承受范圍。需要在粘貼碳纖維片材時(shí),對其施加預(yù)應(yīng)力,使混凝土構(gòu)件破壞時(shí),片材的應(yīng)力值提高。
一般來講,在公路橋梁加固施工中,使用預(yù)應(yīng)力技術(shù)對于構(gòu)件的性能進(jìn)行優(yōu)化,有效提升或者恢復(fù)公路橋梁自身的承載力,延長公路橋梁的使用壽命,使交通運(yùn)輸?shù)囊竽軌虻玫綕M足。
施工團(tuán)隊(duì)需及時(shí)與相關(guān)部門制定施工方案。應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)前,計(jì)算確定預(yù)應(yīng)力的大小,明確預(yù)應(yīng)力的施加方式,注意事項(xiàng)等。因此在工程施工前,施工方應(yīng)及時(shí)向相關(guān)監(jiān)理單位、設(shè)計(jì)單位、業(yè)主單位進(jìn)行申請,審批同意并經(jīng)過專家認(rèn)證后,再采取有效措施開展施工。建設(shè)團(tuán)隊(duì)只有和相關(guān)部門共同制定完整的方案,才可進(jìn)行施工。否則,中途修改施工方案,會(huì)給雙方帶來不必要的麻煩或者糾紛,甚至給施工單位帶來經(jīng)濟(jì)損失。
此階段的質(zhì)量控制應(yīng)包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容:
其一,預(yù)埋階段。在此階段,應(yīng)做好曲線形狀的質(zhì)量控制。做好各控制點(diǎn)的標(biāo)高控制工作,注意檢查相關(guān)工序是否破壞曲線形狀、標(biāo)高控制點(diǎn)陣。
其二,張拉、灌漿階段。在此階段應(yīng)確保張拉應(yīng)力、伸長值變化等滿足設(shè)計(jì)要求,灌漿計(jì)量準(zhǔn)確。
其三,加強(qiáng)過程控制。保證預(yù)應(yīng)力孔道接口處、排氣孔管連接處以及外露的灌漿孔等具有良好的密封性,避免漏漿或異物堵塞管孔。在澆筑混凝土的過程中,應(yīng)保證振動(dòng)棒在振搗時(shí)不觸動(dòng)預(yù)應(yīng)力孔道和錨具?;炷翝仓戤叄⒓磳椎肋M(jìn)行檢查和必要的清理。
嚴(yán)格按照相關(guān)檢驗(yàn)要求進(jìn)行工程驗(yàn)收。檢查工程施工的原材料進(jìn)場驗(yàn)收的試驗(yàn)報(bào)告,同時(shí)詳細(xì)檢查工程施工的記錄,明確工程施工質(zhì)量的評定標(biāo)準(zhǔn)。在封錨時(shí),首先切割預(yù)應(yīng)力筋多余的部分,并且封錨宜在張拉完成兩天后進(jìn)行。應(yīng)確保錨具、錨孔干凈,封錨施工滿足相關(guān)規(guī)范要求,確保錨具、預(yù)應(yīng)力鋼絲頭沒有外露的情況。預(yù)應(yīng)力筋、預(yù)應(yīng)力管道、錨具、連接器等材料本身的質(zhì)量,壓漿材料的配合比,預(yù)應(yīng)力施加的步驟及準(zhǔn)確性等對預(yù)應(yīng)力施加的效果都有著直接的影響。制定質(zhì)量保證計(jì)劃,并嚴(yán)格遵照實(shí)施,做好質(zhì)量管理與控制重點(diǎn)工作,使人、材料、機(jī)械、方法、環(huán)境等質(zhì)量要素都處于受控狀態(tài)。嚴(yán)格按規(guī)范要求對每個(gè)分項(xiàng)工程進(jìn)行驗(yàn)收,優(yōu)化預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁中的應(yīng)用效果,提高整個(gè)工程的施工水平。
在公路橋梁工程施工中,為了保證預(yù)應(yīng)力技術(shù)的實(shí)質(zhì)效用得以全面展現(xiàn)。在應(yīng)用預(yù)應(yīng)力的過程中,首先,就必須對預(yù)應(yīng)力施工材料予以合理選擇。材料的質(zhì)量及性能是否合格,會(huì)對預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用效果造成一定的影響。所以,在公路橋梁工程施工中,必須根據(jù)具體情況,合理選擇鋼絞線。在外觀檢查合格的基礎(chǔ)上,進(jìn)行相關(guān)力學(xué)性能試驗(yàn),鋼絞線的抗拉強(qiáng)度、彎曲試驗(yàn)、伸長率等指標(biāo)均合格,方可投入使用。目前我國使用的預(yù)應(yīng)力鋼材主要包括低松弛鋼絞線、普通的預(yù)應(yīng)力鋼絞線、低松弛預(yù)應(yīng)力壩絲、冷拉預(yù)應(yīng)力鋼絲以及矯直回火預(yù)應(yīng)力鋼絲。在這些預(yù)應(yīng)力鋼絞線中,低松弛鋼絞線具有施工簡單、輕便美觀的特點(diǎn),在公路橋梁施工中得到了十分廣泛的應(yīng)用。
對預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁工程施工中的眾多應(yīng)用實(shí)例進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn),預(yù)應(yīng)力技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用具有相當(dāng)優(yōu)勢,在許多工程項(xiàng)目中都十分適用。所以,在對公路橋梁工程施工中,需要合理選擇鋼絞線,盡可能地展現(xiàn)預(yù)應(yīng)力技術(shù)的實(shí)際價(jià)值,保證公路橋梁工程施工獲得最佳成效。
注漿是公路橋梁施工中能夠有效增強(qiáng)預(yù)應(yīng)力構(gòu)件穩(wěn)定性的重要環(huán)節(jié)。在應(yīng)用注漿工藝時(shí),必須滿足公路橋梁施工的需求和預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用的要求,合理制定注漿孔布置計(jì)劃,并在實(shí)踐中嚴(yán)格執(zhí)行,從而有效增強(qiáng)注漿工藝的附著力,提升工程的穩(wěn)定性。在注漿前,需要排除孔道內(nèi)的空氣,避免注漿混入空氣,影響工程的穩(wěn)定性。在優(yōu)化設(shè)計(jì)注漿孔位置時(shí),還需要結(jié)合后續(xù)的波紋管安裝的需要,對注漿孔位置進(jìn)行有效的技術(shù)控制,確保注漿工作順利進(jìn)行。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,智能壓漿機(jī)能有效確保注漿的壓力,使預(yù)應(yīng)力注漿的質(zhì)量更加優(yōu)良。
壓漿操作的步驟是:自下方向上方,在相同管道內(nèi)的壓漿過程應(yīng)連續(xù)進(jìn)行,其間不可以間斷,從漿體混合均勻一直到壓入構(gòu)造體,時(shí)間不要超過40s。在壓漿取樣的過程中,應(yīng)制作三組標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)模具試驗(yàn)件,尺寸應(yīng)嚴(yán)格按照要求。開展的試驗(yàn)項(xiàng)目主要是抗壓和抗折。整個(gè)工作流程的記錄應(yīng)詳實(shí)準(zhǔn)確。做好技術(shù)交底、樣板帶路、檢查驗(yàn)收,以及預(yù)應(yīng)力簽證資料的整理保存。
正確安裝波紋管是高效應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)的關(guān)鍵所在。在正式安裝波紋管前,必須結(jié)合公路橋梁工程的實(shí)際特征,正確定位波紋管的安裝位置,確保波紋管能夠在張拉施工中充分發(fā)揮作用。為保障預(yù)應(yīng)力技術(shù)得到有效落實(shí),必須重視控制波紋管的磨損及變形情況。安裝波紋管時(shí),應(yīng)結(jié)合波紋管的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)和預(yù)應(yīng)力技術(shù)實(shí)際應(yīng)用需求,對波紋管安裝軸坐標(biāo)加以確定,嚴(yán)格按照坐標(biāo)設(shè)置方案安裝,提高對于波紋管安裝的重視力度,結(jié)合錨板安裝優(yōu)化波紋管的安裝過程,確保波紋管與錨板中心線保持垂直關(guān)系。與此同時(shí),需要確保預(yù)應(yīng)力梁的技術(shù)設(shè)置與波紋管的設(shè)計(jì)要求相一致。值得注意的是,在后張法預(yù)應(yīng)力混凝土工程中,由于完成混凝土澆筑后,波紋管堵塞會(huì)影響預(yù)應(yīng)力鋼絞線穿過,鋼絞線的相關(guān)參數(shù)設(shè)置無法滿足工程要求,造成工程無法按照計(jì)劃開展,且工程建設(shè)成本增加。因而必須重視對波紋管堵塞的情況加以控制,按照規(guī)范工藝安裝波紋管,避免波紋管在安裝過程中扭曲,注意固定波紋管的套管接頭,從而有效防止在后期澆筑混凝土的過程中出現(xiàn)波紋管破裂的情況。
在使用階段,要對預(yù)應(yīng)力技術(shù)保持高度重視,確保規(guī)范施工。從技術(shù)操作的角度,提升整體工程質(zhì)量。在橋梁預(yù)應(yīng)力工程中,高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力梁板是最常見的預(yù)應(yīng)力應(yīng)用形式,確保梁板是高強(qiáng)混凝土及高強(qiáng)鋼材的結(jié)合體,提供強(qiáng)混凝土的整體抗裂能力及其他相關(guān)性能指標(biāo)意義重大。在實(shí)施階段,應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況,科學(xué)合理操作。對預(yù)應(yīng)錨固區(qū)及鋼筋密集部位,應(yīng)加強(qiáng)振搗,確?;炷临|(zhì)量;梁板張拉時(shí),采用應(yīng)力控制和伸長值控制的“雙控”,確保張拉質(zhì)量;注漿時(shí),要確保注漿材料的抗壓強(qiáng)度合格;壓漿后,要及時(shí)封錨,防止錨具及端頭鋼絞線銹蝕??傊挥泄窐蛄毫喊迮c預(yù)應(yīng)力相關(guān)的每一道工序的質(zhì)量都得到了保證或優(yōu)化,才能繼續(xù)開展下一道工序。
在應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)展開公路橋梁工程施工時(shí),對于預(yù)應(yīng)力錨具的選擇,首先需要確定選擇機(jī)械錨固或摩阻錨固。機(jī)械錨固是采用機(jī)械加工的方式,在預(yù)應(yīng)力鋼材的端部形成一個(gè)錨碇的條件,以方便錨固作業(yè)。在對機(jī)械錨具進(jìn)行選擇的過程中,應(yīng)盡可能地達(dá)到預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)踐表明機(jī)械錨具有連接方便、應(yīng)力損失小、在沒有注漿之前可以重復(fù)張拉或放松等特點(diǎn)。若是選擇摩阻錨固,可以錨固較大噸位的張拉力,但其中所包含的內(nèi)容相對較多,在實(shí)踐應(yīng)用期間可能會(huì)產(chǎn)生較大的應(yīng)力損耗,且存在重復(fù)張拉或放張不便的缺陷。所以在公路橋梁工程施工中,必須根據(jù)工程項(xiàng)目的具體要求,合理選擇施工方式,重視錨具參數(shù),充分發(fā)揮預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用效果。
總而言之,為增強(qiáng)預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁施工中的應(yīng)用實(shí)效,有效改善公路橋梁工程的整體施工質(zhì)量,確保公路橋梁在結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和整體承載性能方面達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)要求,必須重視對鋼絞線的選取、注漿孔位置的確定、波紋管的安裝、預(yù)應(yīng)力預(yù)制板梁的施工、錨具應(yīng)用等各個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化,對各項(xiàng)細(xì)節(jié)性施工要求進(jìn)行全方位落實(shí),確保預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用滿足工程的實(shí)際需求,充分發(fā)揮其功能與作用,有效延長公路橋梁工程的使用壽命,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益的有機(jī)統(tǒng)一。