黃國壘

(中國水利水電第七工程局有限公司，四川 成都 610000)

0 前 言

社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展使橋梁工程建設(shè)數(shù)量不斷增長，各類新技術(shù)與新材料在橋梁工程中廣泛普及。預(yù)應(yīng)力橋梁結(jié)構(gòu)是常見橋梁形態(tài)，橋梁結(jié)構(gòu)自身的承載力與穩(wěn)定性可受到預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)應(yīng)用水平的直接影響。因此，為從根本上提升預(yù)應(yīng)力施工水平，需要明確工程施工要求，加強(qiáng)施工技術(shù)管理力度。

1 橋梁工程預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)

橋梁工程預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)主要就是使用鋼筋或鋼索預(yù)張力的反力作用，在混凝土受載前預(yù)先受壓，使橋梁工程在運(yùn)營階段能夠抵抗住較大的拉應(yīng)力，從根本上保障橋梁結(jié)構(gòu)整體承載水平。與普通混凝土橋梁結(jié)構(gòu)相比，預(yù)應(yīng)力橋梁的穩(wěn)定性更強(qiáng)，但施工期間難度也較大，涉及更多專業(yè)技術(shù)。具體來說，橋梁預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)可分為以下幾種類型。

1.1 預(yù)應(yīng)力張拉施工技術(shù)

預(yù)應(yīng)力張拉施工技術(shù)主要就是在混凝土構(gòu)件中提前施加拉力，確保被施加預(yù)應(yīng)力的張拉構(gòu)件能夠在承載應(yīng)力的同時產(chǎn)生一定變形效果，確保結(jié)構(gòu)能夠承受住應(yīng)有荷載力[1]。預(yù)應(yīng)力張拉施工技術(shù)的應(yīng)用能夠從根本上提升構(gòu)筑物剛性，規(guī)避橋梁工程振動與彈性變形問題，切實(shí)保障橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與可靠性。

在預(yù)應(yīng)力張拉施工工作開展過程中，預(yù)應(yīng)力張拉工作需要首先進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼束穿束，然后安裝錨具、千斤頂與張拉設(shè)備。在設(shè)備安裝檢驗通過后進(jìn)行張拉錨固處理，按順序拆除千斤頂與張拉設(shè)備，對構(gòu)件進(jìn)行壓漿與養(yǎng)護(hù)處理。

在預(yù)應(yīng)力張拉過程中，錨具夾片應(yīng)當(dāng)做好防潮與防銹蝕工作，避免錨片在銹蝕后出現(xiàn)滑絲。夾片安裝時需要確定孔道內(nèi)是否存在雜物，防止混凝土澆筑過程中出現(xiàn)污染問題。在開始張拉時，需要首先觀察錨環(huán)，確保錨環(huán)能夠與墊片緊密貼合在一起。在張拉工作完成后，還需要對鋼筋的伸長值進(jìn)行校核，避免出現(xiàn)鋼筋張拉不足或者張拉超標(biāo)問題。

1.2 裝配式施工技術(shù)

預(yù)應(yīng)力橋梁施工期間還涉及到裝配式施工技術(shù)，要求相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)從橋梁工程實(shí)際建設(shè)特征角度出發(fā)，選擇適宜的起吊設(shè)備，將預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)起吊至指定位置，分結(jié)構(gòu)開展各類施工工作[2]。在所有結(jié)構(gòu)均配備就位后，需要對結(jié)構(gòu)進(jìn)行裝配處理，使用裝配式施工技術(shù)，從根本上保障施工質(zhì)量與效率，使預(yù)應(yīng)力橋梁工程能夠遵照預(yù)期施工目標(biāo)有序開展。

1.3 頂推施工技術(shù)

頂推施工技術(shù)應(yīng)用在截面尺寸相同的預(yù)應(yīng)力施工中，在使用該施工技術(shù)時，需要保證每一節(jié)橋梁結(jié)構(gòu)強(qiáng)度被控制在10～30 m。在工程施工期間應(yīng)當(dāng)首先完成箱梁預(yù)制工作，然后采用水平液壓設(shè)備對箱梁結(jié)構(gòu)頂推進(jìn)行就位連接，切實(shí)保障連接工作可靠性。在箱梁前端位置需要設(shè)置鋼導(dǎo)梁，如箱梁跨度超過50 m，則需要配備臨時支墩結(jié)構(gòu)。頂推施工技術(shù)能夠有效控制預(yù)應(yīng)力橋梁高空施工量，保障工程安全高效開展。

2 橋梁工程預(yù)應(yīng)力施工要點(diǎn)

2.1 預(yù)應(yīng)力工作臺搭設(shè)

在搭建模板制作平臺時，需要對模板所處區(qū)域的地基結(jié)構(gòu)進(jìn)行壓實(shí)處理，在基礎(chǔ)層中鋪設(shè)砂漿片石，將片石厚度設(shè)置為30 cm。采用C25混凝土對工作臺進(jìn)行澆筑處理，將厚度為6 mm的鋼板作為底模，長度及寬度需要分別設(shè)置為26 m與0.6 m[3]。在工作臺兩側(cè)埋設(shè)厚度為5 cm的槽鋼，將槽鋼結(jié)構(gòu)與鋼板結(jié)構(gòu)牢固焊接在一起，并使用砂輪對縫隙進(jìn)行打磨處理，消除工作臺底模毛刺，從根本上保障底模的穩(wěn)定性與可靠性。為防止應(yīng)力過大導(dǎo)致底模斷裂問題，還需要在每一片預(yù)應(yīng)力梁端頭2 m范圍內(nèi)鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)，并在每個底模頂部位置設(shè)置13 cm的預(yù)拱度，確保工作臺能夠保障預(yù)應(yīng)力橋梁工程施工工作順利開展。

2.2 橋梁工程預(yù)應(yīng)力鋼筋的安裝要點(diǎn)

為充分發(fā)揮預(yù)應(yīng)力技術(shù)在提高橋梁工程整體建設(shè)水平中的重要作用，應(yīng)當(dāng)結(jié)合預(yù)應(yīng)力計算結(jié)果，明確預(yù)應(yīng)力施工要點(diǎn)，優(yōu)化現(xiàn)有施工方案，選擇適宜的鋼筋安裝技術(shù)手段。

首先，重點(diǎn)關(guān)注公路橋梁施工期間的鋼筋安裝過程。預(yù)應(yīng)力技術(shù)可切實(shí)保障工程實(shí)際建設(shè)質(zhì)量，促進(jìn)工程有序開展。在工程施工中需要依照更為嚴(yán)格的要求安裝鋼筋，避免預(yù)應(yīng)力筋在安裝期間出現(xiàn)破損等問題，增強(qiáng)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)整體的力學(xué)性能。在預(yù)應(yīng)力筋安裝期間，還需要注重控制鋼束的伸長值，要求相關(guān)工作人員對此數(shù)值進(jìn)行精準(zhǔn)計算，選擇適宜的鋼筋材料。

其次，安裝橋梁工程預(yù)應(yīng)力構(gòu)件時，需嚴(yán)格檢查橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)波紋管，出現(xiàn)質(zhì)量問題及損壞的波紋管需要直接棄用，避免其對工程整體建設(shè)質(zhì)量造成不利影響。

2.3 張拉注意事項

在張拉環(huán)節(jié)，夾片與錨板錐口不可附著泥漿或其他雜物，也不得出現(xiàn)銹蝕情況[4]。錨具安裝后應(yīng)當(dāng)進(jìn)行及時張拉，避免銹蝕作用而出現(xiàn)滑絲或斷絲的問題。在選擇限位板過程中，需要結(jié)合鋼絞線實(shí)際外徑情況進(jìn)行選擇，注重在張拉系統(tǒng)使用前進(jìn)行標(biāo)定。

張拉錨固后應(yīng)當(dāng)及時進(jìn)行壓漿處理，壓漿需要控制在48 h之內(nèi)完成。如因特殊條件導(dǎo)致壓漿時間延長，則需要采用保護(hù)措施避免錨固裝置及鋼絞線出現(xiàn)銹蝕情況。

在距離錨具75 mm以外使用切割機(jī)以及相關(guān)保護(hù)對策，錨具附近的溫度應(yīng)控制在150℃以下，避免夾片受熱退火出現(xiàn)滑絲問題。

張拉工作開展前還需要對張拉系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查，張拉期間千斤頂后方需禁止站人。檢查靜載錨固與低負(fù)荷性能試驗，確保側(cè)錨板、連接器體內(nèi)錐孔、夾片等外表面清潔。用汽油或煤油清洗錨板油污、接設(shè)備內(nèi)錐孔與夾具的內(nèi)外表面。注重分析張拉環(huán)節(jié)滑絲問題發(fā)生原因，結(jié)合原因制定專項可行解決對策。

2.4 橋梁工程混凝土澆筑控制要點(diǎn)

在橋梁工程預(yù)應(yīng)力施工時，還需要做好混凝土澆筑工作，控制粘結(jié)段長度，注重考慮到鋼絞線穿束期間的張拉伸長值，使橋梁預(yù)應(yīng)力筋兩端的粘結(jié)段數(shù)值能夠基本保持一致[5]。在橋梁孔道灌漿施工期間，需要確保預(yù)應(yīng)力筋施工質(zhì)量檢驗合格，對預(yù)應(yīng)力筋的伸長值進(jìn)行按數(shù)計算與實(shí)時分析，使最后計算出的應(yīng)力指標(biāo)能夠在混凝土受力性能設(shè)計期間發(fā)揮出重要參考作用。

配合使用真空輔助壓漿技術(shù)手段，在壓漿前需要按照設(shè)計要求合理設(shè)置漿液配比值，加入適合的外加劑。對抽真空設(shè)備及壓漿機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行全面檢查，在壓漿管道兩端安裝短管接頭，梁體一端接口上安裝壓漿管及壓漿機(jī)，另一端預(yù)留接口上安裝抽真空機(jī)。嚴(yán)格遵照從下至上的壓漿順序，確保壓入的水泥漿液始終飽滿密實(shí)。

在壓漿機(jī)啟動前，還需要將壓漿管中的水徹底排出，將孔道內(nèi)抽真空度維持在-0.06～0.10 MPa。初始注漿速度需要控制在較慢狀態(tài)，在壓力無異常時可更換快速檔壓漿。水泥從抽真空端透明真空管流出時需要關(guān)閉真空機(jī)閥門和真空機(jī)，打開排廢管道閥門，使水泥將從管道內(nèi)流出。

混凝土澆筑完畢后應(yīng)依照安裝順序拆卸真空泵，并將真空泵中的攪拌機(jī)、橡膠管以及閥門都清洗干凈。在初凝完成后拆下兩端短管接頭，除去承壓板表面雜物。

2.5 結(jié)合施工要求開展預(yù)應(yīng)力施工工作

要求橋梁工程預(yù)應(yīng)力施工工作應(yīng)當(dāng)結(jié)合工程實(shí)際施工要求開展。如在箱梁施工過程中，可以借助比例法與規(guī)范要求確定施工期間的鋼絞線材質(zhì)，對預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行規(guī)模生產(chǎn)[6]。結(jié)合預(yù)應(yīng)力筯計算結(jié)果控制預(yù)應(yīng)力筋的伸長值，確保該預(yù)應(yīng)力筋的施工質(zhì)量與實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)相符。

2.6 橋梁工程預(yù)應(yīng)力計算

在橋梁工程實(shí)際施工期間，需要采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)對橋梁整體的預(yù)應(yīng)力進(jìn)行分析?；跇蛄汗こ滔淞航Y(jié)構(gòu)，利用軟件模擬的方式開展對稱懸臂澆筑工作，在現(xiàn)場搭設(shè)托架使兩邊跨能夠同時施工。

對橋梁工程施工階段預(yù)應(yīng)力計算結(jié)果進(jìn)行細(xì)致分析，發(fā)現(xiàn)極限狀態(tài)時橋面板與底板的拉應(yīng)力超過了3 MPa。但由于此種極限狀態(tài)不會頻繁發(fā)生，因此，可判定橋梁工程相關(guān)結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力性能符合實(shí)際設(shè)計要求。在公路橋梁預(yù)應(yīng)力施工時，因橋梁混凝土結(jié)構(gòu)澆筑的受彎及受拉性能比較差，還需要采用預(yù)應(yīng)力機(jī)組的方式增強(qiáng)橋梁結(jié)構(gòu)中的彎拉性能，增強(qiáng)工程整體受力水平。

將預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用在橋梁工程施工計算過程中，能夠使設(shè)計與施工人員更加清楚地了解到預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)在工程施工中占據(jù)的重要地位，觀測預(yù)應(yīng)力鋼筋在張拉一直到錨固期間的受力以及變形狀態(tài)，從而對現(xiàn)有橋梁工程施工方案進(jìn)行不斷完善。通過精準(zhǔn)計算出橋梁工程施工時間的預(yù)應(yīng)力鋼筋伸長值，對橋梁工程預(yù)應(yīng)力能夠產(chǎn)生的應(yīng)力應(yīng)變效果進(jìn)行控制，切實(shí)保障工程整體施工質(zhì)量。

3 橋梁工程預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用重要性

城市化發(fā)展進(jìn)程的不斷加快使橋梁工程建設(shè)規(guī)模日漸擴(kuò)大，預(yù)應(yīng)力技術(shù)被更加廣泛地應(yīng)用在橋梁工程建設(shè)過程中，對推動地區(qū)交通事業(yè)發(fā)展意義重大。當(dāng)前預(yù)應(yīng)力技術(shù)主要被應(yīng)用在橋梁受彎構(gòu)件及橋梁加固環(huán)節(jié)。但受各類因素影響，在預(yù)應(yīng)力施工過程中依然存在較多質(zhì)量問題，難以從根本上保障橋梁工程整體施工水平。因此，為充分發(fā)揮預(yù)應(yīng)力技術(shù)的積極作用，施工部門還需加強(qiáng)預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用期間的管理力度，制定出專項可行的預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)方案。

3.1 預(yù)應(yīng)力技術(shù)在受彎構(gòu)件中的應(yīng)用重要性

在現(xiàn)階段橋梁工程加固工作中可使用碳纖維施工材料增強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體剛度及承載力，延長工程全壽命運(yùn)營周期[7]。通過將預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用在橋梁工程受彎構(gòu)件中，可以有效避免受壓區(qū)混凝土結(jié)構(gòu)壓應(yīng)力過大，超過混凝土自身極限壓應(yīng)變值引發(fā)斷裂問題，從根本上提高混凝土受彎構(gòu)件的極限承載力與極限拉應(yīng)變值，增強(qiáng)橋梁工程整體承載力。

3.2 預(yù)應(yīng)力技術(shù)在加固中的應(yīng)用重要性

在橋梁加固工程中，需要通過加強(qiáng)構(gòu)件強(qiáng)度提高各項性能，切實(shí)保障公路橋梁工程承載力，使橋梁工程能夠切實(shí)滿足日漸增長的交通通行要求。同時，通過高質(zhì)高效地使用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，還可以減少加固期間混凝土的初始應(yīng)變值，使構(gòu)件在受壓區(qū)預(yù)先產(chǎn)生拉應(yīng)力，在受拉區(qū)域預(yù)先產(chǎn)生壓應(yīng)力，有效控制構(gòu)件在初始彎矩作用下的壓應(yīng)變值與拉應(yīng)變值，增強(qiáng)鋼筋結(jié)構(gòu)整體強(qiáng)度。

3.3 預(yù)應(yīng)力技術(shù)在多跨連續(xù)橋梁中的應(yīng)用重要性

從受力角度分析，鋼筋混凝土多跨連續(xù)橋梁結(jié)構(gòu)可分為正彎矩區(qū)與反彎矩區(qū)兩種類型。其中，支座一般位于負(fù)彎矩區(qū)，跨中位于正彎矩區(qū)。在多跨連續(xù)橋梁結(jié)構(gòu)極限抗彎承載力、極限抗剪承載力與預(yù)期設(shè)計目標(biāo)存在一定差距的情況下，可使用預(yù)應(yīng)力技術(shù)對該橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理。

4 橋梁工程預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用存在的問題與解決對策

4.1 預(yù)應(yīng)力筋管道堵塞

在應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)過程中，由于一部分施工人員操作不當(dāng)，在澆筑完成后沒有及時清理機(jī)械設(shè)備，導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力鋼筋管道出現(xiàn)堵塞問題，使預(yù)應(yīng)力張拉工作難以正常開展。

為降低管道堵塞問題發(fā)生幾率，需嚴(yán)格遵照管道施工規(guī)范開展施工作業(yè)。做好管道內(nèi)定位工作，避免管道出現(xiàn)彎折或扭曲。要求施工人員需嚴(yán)格依照相關(guān)規(guī)定開展抽芯。

4.2 預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉度不足

預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉不足的原因主要為預(yù)留管道不順直，鋼筋平均張拉應(yīng)力以及摩擦應(yīng)力會因受影響而降低。在彈性模量計算期間的模量數(shù)據(jù)存在誤差，導(dǎo)致計算伸長值與實(shí)際伸長值不同。在預(yù)留預(yù)應(yīng)力鋼筋管道過程中，需要對管道內(nèi)每一處坐標(biāo)進(jìn)行精準(zhǔn)計算，使管道線性平滑順直，防止因施工導(dǎo)致管道局部彎曲問題出現(xiàn)。在混凝土施工前還需要對鋼筋質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格檢查，檢查通過后方可開展后續(xù)預(yù)應(yīng)力施工作業(yè)。

5 總 結(jié)

預(yù)應(yīng)力橋梁結(jié)構(gòu)對保障橋梁工程建設(shè)質(zhì)量對于效率、延長橋梁工程全壽命周期意義重大，為從根本上提升預(yù)應(yīng)力橋梁結(jié)構(gòu)施工水平，相關(guān)工作人員需結(jié)合工程現(xiàn)場具體條件選擇適宜的施工方式，制定出專項可行的施工技術(shù)管控方案，確保預(yù)應(yīng)力橋梁能夠始終處于高質(zhì)高效狀態(tài)。

[ID:013513]