衛(wèi)鵬輝

(山西路橋第七工程有限公司,山西 晉城 048000)

隨著近年來(lái)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,國(guó)內(nèi)出現(xiàn)了大量的公路橋梁工程,在公路橋梁上應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)可以有效的改善項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量,保障工程安全性。由于預(yù)應(yīng)力技術(shù)工藝簡(jiǎn)單、施工簡(jiǎn)便、節(jié)省建材等優(yōu)點(diǎn),在公路橋梁施工中得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。由于我國(guó)地勢(shì)的復(fù)雜性和多樣性,在公路橋梁施工過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題,而施工中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)可以使施工質(zhì)量得到明顯改善,從而促進(jìn)公路橋梁項(xiàng)目的健康發(fā)展[1]。

1 公路橋梁工程中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用情況

1.1 應(yīng)用于混凝土空心板

在公路橋梁建設(shè)中,使用最多的一類(lèi)結(jié)構(gòu)板類(lèi)型是混凝土空心板,內(nèi)壁上開(kāi)許多圓形孔,在同樣的荷載條件下,自重輕、安裝難度低,應(yīng)用范圍也更大[2]。一般來(lái)說(shuō),在某一預(yù)制區(qū)進(jìn)行預(yù)制,這一步必須將橋面中空板預(yù)拱因素考慮在內(nèi),然后再設(shè)定相應(yīng)的反拱值。在設(shè)置空心板內(nèi)鋼絞線時(shí),應(yīng)選用高強(qiáng)度、低松弛鋼絞線,并根據(jù)需要將其置于空心板的兩端,然后利用錨桿固定。在混凝土空心板中,鋼絞線的作用是整體性張拉,而且可以隨時(shí)調(diào)節(jié)鋼絞線的張拉參數(shù),使其在各部位都能保持均勻的對(duì)稱(chēng)張力。在張拉時(shí),出現(xiàn)斷絲、滑絲等現(xiàn)象應(yīng)立即進(jìn)行替換,防止混凝土空心板的張拉性能出現(xiàn)問(wèn)題。在鋼絞線拉應(yīng)力滿足設(shè)計(jì)條件后,可對(duì)鋼絞線的兩端進(jìn)行緊固,并根據(jù)需要進(jìn)行管口的密封,防止雜質(zhì)滲入。在制造空心板時(shí),對(duì)鋼絞線的質(zhì)量有很大影響,所以在張拉鋼絞線前,應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)需要,對(duì)鋼絞線進(jìn)行隨機(jī)取樣,以確保其各項(xiàng)指標(biāo)滿足施工需要,才能有效地改善結(jié)構(gòu)力學(xué)特性,確保施工質(zhì)量[3]。

圖1 預(yù)應(yīng)力混凝土空心板

1.2 應(yīng)用于工程預(yù)制板

在保證工程安全、質(zhì)量的前提下,必須對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面的質(zhì)量控制。通過(guò)與常規(guī)技術(shù)的比較,可以看出,采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)可以提高結(jié)構(gòu)的抗疲勞性能、抗剪性能和抗?jié)B透性等。將預(yù)應(yīng)力技術(shù)用于預(yù)制板構(gòu)件,不僅可以顯著地控制其變形、自重和斷面,而且還可以通過(guò)調(diào)節(jié)非關(guān)鍵性能指標(biāo)來(lái)達(dá)到節(jié)約投資的目的。在施工中采用預(yù)應(yīng)力技術(shù),可以減少結(jié)構(gòu)表面開(kāi)裂等常見(jiàn)的損傷,從而改善結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,延長(zhǎng)項(xiàng)目使用年限。

1.3 應(yīng)用于混凝土T型梁

在T型結(jié)構(gòu)形式下,一般采用T型斷面形式的混凝土T型梁,在公路橋梁的建設(shè)中被大量采用,主要用于中等跨徑的簡(jiǎn)支橋和預(yù)應(yīng)力連續(xù)橋[4]。采用預(yù)應(yīng)力技術(shù),既能在T型梁的承載部分內(nèi)產(chǎn)生更大內(nèi)力,又能提高T型梁的抗張強(qiáng)度。一般T型梁整體強(qiáng)度大,受力明確,采用水平和縱向預(yù)應(yīng)力均能有效地改善T型梁與梁板的整體性能。在T型梁的跨度較大時(shí),采用先張法錨固T型梁,以保證混凝土與鋼絞線共同構(gòu)成T型梁,提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

圖2 預(yù)應(yīng)力混凝土T型梁

1.4 應(yīng)用于混凝土箱梁

在公路橋梁工程建設(shè)中,箱梁是一個(gè)非常關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)部件,具有整體穩(wěn)定性好、美觀、抗扭剛度強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。一般來(lái)講,箱梁的種類(lèi)很多,而在公路橋梁上使用的箱梁種類(lèi)也不盡相同。但目前,采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)進(jìn)行施工的混凝土箱梁會(huì)發(fā)生兩方面的問(wèn)題:一方面,沿主梁的腹板部位會(huì)產(chǎn)生沿縱向45°的傾斜裂縫;另一方面,在預(yù)應(yīng)力鋼束張拉時(shí),其張拉率超過(guò)了規(guī)范規(guī)定的允許偏差。為了克服以上問(wèn)題,必須從工程實(shí)際出發(fā),重點(diǎn)分析預(yù)應(yīng)力技術(shù)中的幾個(gè)主要問(wèn)題:(1)在公路橋梁工程中,當(dāng)跨度大于50 m時(shí),采用后張法來(lái)設(shè)計(jì);(2)混凝土澆筑前要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體條件,明確具體工作和工作安排,事先做好澆筑、振搗和養(yǎng)護(hù)等技術(shù)訓(xùn)練,同時(shí)要明確混凝土澆筑層數(shù)、振搗距離和頻次等,防止混凝土滲漏或振搗不實(shí)而造成的不良后果;(3)在混凝土澆筑和振搗完畢后,應(yīng)根據(jù)需要進(jìn)行養(yǎng)護(hù);(4)對(duì)混凝土的入模溫度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)控,避免對(duì)水化熱的不良影響。在采用箱梁式模板時(shí),應(yīng)將拌和料的溫度保持在5～30 ℃之間,僅在外界環(huán)境的溫差較小情況下,方可拆除拆模;(5)在箱梁較大時(shí),采用分層澆筑法,混凝土澆筑工作控制在兩次內(nèi)進(jìn)行。在不同的澆筑周期中,應(yīng)根據(jù)箱梁腹面板厚度的1/3～2/3來(lái)計(jì)算,以明確分層面,防止混凝土的收縮開(kāi)裂,2次澆筑的齡期差應(yīng)在7 d以內(nèi);(6)根據(jù)需要預(yù)先安裝好預(yù)應(yīng)力管道,通過(guò)坐標(biāo)定位確定管道的位置。采用焊接裝置將箱梁腹部和鋼箍進(jìn)行焊接,并對(duì)焊縫的溫度進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控,防止波紋管被灼燒。為了進(jìn)一步加強(qiáng)預(yù)應(yīng)力技術(shù)在工程中的運(yùn)用,還需對(duì)波紋接頭部位進(jìn)行封口。在進(jìn)行混凝土澆筑之前,必須對(duì)所需的混凝土進(jìn)行檢查,避免由于混凝土的滲入而對(duì)結(jié)構(gòu)受力狀況造成一定的影響;(7)連接在預(yù)應(yīng)力鋼筋上的錨墊和錨桿都有充分的厚度和剛性,以防止發(fā)生撓曲和變形。對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋進(jìn)行錨固時(shí),宜按梁端錨具的布局特征,實(shí)施局部的壓力校核,檢驗(yàn)合格后方能投入應(yīng)用;(8)在混凝土箱梁的建造中,根據(jù)規(guī)定進(jìn)行張拉摩阻力測(cè)試,以防止鋼筋的伸長(zhǎng)超過(guò)極限,通過(guò)修改摩擦系數(shù),調(diào)節(jié)張拉伸長(zhǎng)度和受力[5]。

圖3 預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁

1.5 應(yīng)用于受彎部件

在公路橋梁中,結(jié)構(gòu)的受彎性能與其他結(jié)構(gòu)體存在區(qū)別。事實(shí)上,在公路橋梁中,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的受彎度是否符合要求,直接關(guān)系到整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全。將預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用于結(jié)構(gòu)受彎部,既可以提高受彎部的力學(xué)特性,又可以采用高強(qiáng)度的碳纖維,提高結(jié)構(gòu)的剛性和強(qiáng)度。一般來(lái)講,在公路橋梁的建設(shè)中,當(dāng)結(jié)構(gòu)的受彎部發(fā)生斷裂時(shí),其結(jié)構(gòu)的破壞將嚴(yán)重影響整體穩(wěn)定性。在這種情況下,采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)可以減少?gòu)潣?gòu)件的斷裂概率,從而在保證結(jié)構(gòu)的受彎承載力前提下,充分利用結(jié)構(gòu)的受彎承載力。預(yù)應(yīng)力技術(shù)不是一種單獨(dú)的技術(shù),包含了先張法和后張法兩種技術(shù),使用效果存在不同。針對(duì)各種類(lèi)型的錨固,必須根據(jù)工程的具體情況,科學(xué)合理地選擇預(yù)應(yīng)力技術(shù),以保證以后的工程建設(shè)。將預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用于結(jié)構(gòu)受彎部,能有效地改善其剛度,增強(qiáng)承載能力,從而改善施工質(zhì)量。

1.6 應(yīng)用于橋梁加固施工

近年來(lái),隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快,必須加強(qiáng)城市的公共服務(wù)。我國(guó)的現(xiàn)代化公路運(yùn)輸系統(tǒng)十分繁雜,要全面考慮各種影響因素,對(duì)公路橋梁的施工技術(shù)提出了更高的要求。在公路橋梁工程中,預(yù)應(yīng)力作為一種常用的技術(shù)已被大量地運(yùn)用于橋梁結(jié)構(gòu)中,不但可以改善結(jié)構(gòu)的整體性能,還可以減少各種危險(xiǎn)事故的發(fā)生,從而延長(zhǎng)橋梁的使用年限。在公路橋梁建設(shè)中,施工單位應(yīng)嚴(yán)格遵守有關(guān)規(guī)定進(jìn)行加固處理,通過(guò)預(yù)應(yīng)力技術(shù)能夠在一定程度上恢復(fù)或增強(qiáng)橋體的承載能力,同時(shí)也能保障行車(chē)的安全[6]。

2 公路橋梁預(yù)應(yīng)力技術(shù)施工質(zhì)量控制的基本要求

2.1 施工前的質(zhì)量控制

項(xiàng)目建設(shè)團(tuán)隊(duì)需要與有關(guān)單位進(jìn)行施工方案設(shè)計(jì),在采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)之前,必須對(duì)預(yù)應(yīng)力的尺寸進(jìn)行估算,并對(duì)其采用的方法、注意的問(wèn)題等進(jìn)行分析,并對(duì)其采用的方法、注意的問(wèn)題等進(jìn)行分析。所以,在項(xiàng)目建設(shè)之前,施工單位要及時(shí)與有關(guān)設(shè)計(jì)單位進(jìn)行溝通,并通過(guò)相關(guān)部門(mén)的審核,才能進(jìn)行具體施工。施工單位必須與設(shè)計(jì)單位合作,制定出一套完善的工程施工方案。如果在施工過(guò)程中更改工程計(jì)劃,將容易引起各方的不必要爭(zhēng)議,造成施工單位經(jīng)濟(jì)利益受損。所以,加強(qiáng)施工前質(zhì)量控制尤為關(guān)鍵。

2.2 施工過(guò)程中的質(zhì)量控制

本環(huán)節(jié)的質(zhì)量管理工作包含下列各項(xiàng):(1)預(yù)埋。在這個(gè)過(guò)程中,要注意對(duì)彎頭的外形進(jìn)行質(zhì)量管理。對(duì)各個(gè)控制點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)高控制,并對(duì)有關(guān)工藝進(jìn)行檢驗(yàn),確保曲線形狀和標(biāo)高控制點(diǎn)不被破壞;(2)張拉和灌漿階段。在這個(gè)過(guò)程中,必須保證張拉應(yīng)力和伸長(zhǎng)值的變動(dòng)符合規(guī)范,并保證灌漿質(zhì)量;(3)強(qiáng)化流程管控。確保在預(yù)應(yīng)力孔、排氣孔接頭和注漿孔等密封性能良好,防止?jié)B漏和雜質(zhì)堵住孔。在進(jìn)行混凝土澆筑時(shí),必須確保振搗器在振搗時(shí)不會(huì)觸及到預(yù)應(yīng)力孔。完成混凝土澆筑后,應(yīng)及時(shí)對(duì)鉆孔實(shí)施清理[7]。

2.3 施工完成后的質(zhì)量控制

在竣工后,根據(jù)有關(guān)的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)工程進(jìn)行質(zhì)量管理。項(xiàng)目建設(shè)中的材料應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn),確定質(zhì)量評(píng)價(jià)方法。在封錨前,先將剩余的預(yù)應(yīng)力筋切斷,封錨宜在兩日后進(jìn)行。錨具和錨孔必須保持清潔,并按有關(guān)規(guī)定進(jìn)行封錨作業(yè)。預(yù)應(yīng)力筋、管道、錨具、連接器等材料自身的品質(zhì)等都會(huì)對(duì)預(yù)應(yīng)力的作用產(chǎn)生影響,應(yīng)制定質(zhì)量保障方案,并按照要求執(zhí)行驗(yàn)收工作,做好質(zhì)量控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié),做到人、物、機(jī)等質(zhì)量因素的可控。此外,對(duì)各子項(xiàng)目進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢查,使預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁施工中取得良好的應(yīng)用效果,從而使整體的施工質(zhì)量得到改善。工程的質(zhì)量驗(yàn)收必須嚴(yán)格遵守有關(guān)的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)項(xiàng)目建設(shè)中的材料進(jìn)行檢驗(yàn),并對(duì)其進(jìn)行細(xì)致的檢驗(yàn),以確定其評(píng)價(jià)的方法。

3 公路橋梁工程施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用策略

3.1 選取適宜的鋼絞線

在公路橋梁建設(shè)中,要充分發(fā)揮預(yù)應(yīng)力技術(shù)的作用,應(yīng)根據(jù)不同的預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu),合理選用鋼絞線。材料的品質(zhì)和使用性能直接關(guān)系到預(yù)應(yīng)力技術(shù)在實(shí)際工程中的使用。因此,應(yīng)結(jié)合實(shí)際,對(duì)不同的鋼絞線進(jìn)行適當(dāng)選用。目前,國(guó)內(nèi)采用的預(yù)應(yīng)力鋼絞線有普通預(yù)應(yīng)力鋼絞線、低松弛鋼絞線、冷拉預(yù)應(yīng)力鋼絲、低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絲和矯直預(yù)應(yīng)力鋼絲。其中,低松弛鋼絞線由于施工簡(jiǎn)單、輕便美觀而被普遍用于公路橋梁施工。通過(guò)大量的實(shí)際案例可以看出,在實(shí)際運(yùn)用中,預(yù)應(yīng)力技術(shù)是一種很好的方法。因此,在公路橋梁建設(shè)中,必須正確選用不同的鋼索,才能使其發(fā)揮出最大的作用。

3.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)注漿孔位置

注漿是一種在公路橋梁上加固結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵技術(shù),注漿技術(shù)在實(shí)施過(guò)程中,既要考慮到施工需要,又要考慮預(yù)應(yīng)力技術(shù)的實(shí)際運(yùn)用,科學(xué)地設(shè)計(jì)好注漿口的布局方案,并在實(shí)際操作中加以落實(shí),才能提高注漿過(guò)程的粘附性,提高工程的穩(wěn)定性。在注漿之前,必須將氣體從孔中排出,以防止泥漿中摻雜氣體,從而對(duì)施工安全產(chǎn)生不利的作用。在對(duì)注漿孔位進(jìn)行優(yōu)選時(shí),應(yīng)根據(jù)后續(xù)的波紋管要求,對(duì)孔位實(shí)施控制,以保證施工的正常進(jìn)行。壓漿工序?yàn)?由下往上,在同一管道中,壓漿工序必須持續(xù)進(jìn)行,中間不得有任何中斷,從料漿均勻直到壓入結(jié)構(gòu)物,不得少于40 s。在進(jìn)行壓漿式抽樣時(shí),必須制造三套標(biāo)準(zhǔn)型的試模,其大小必須符合規(guī)范。測(cè)試內(nèi)容以抗壓性和抗彎性為主。全過(guò)程的紀(jì)錄要詳細(xì)、精確。做好技術(shù)交底,樣板帶路,檢查驗(yàn)收,并對(duì)預(yù)壓施工的簽證進(jìn)行歸檔和保管。

3.3 優(yōu)化安裝波紋管

合理地設(shè)置波紋管是有效運(yùn)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)的重要環(huán)節(jié),在正式進(jìn)行張拉之前,應(yīng)根據(jù)公路橋梁的具體特點(diǎn)對(duì)波紋管進(jìn)行適當(dāng)?shù)陌惭b,以保證施工過(guò)程中起到應(yīng)有的效果[8]。為了切實(shí)貫徹實(shí)施預(yù)應(yīng)力技術(shù),應(yīng)對(duì)波紋管磨損和變形進(jìn)行嚴(yán)格管理。在安裝波紋管時(shí),要根據(jù)生產(chǎn)規(guī)范及預(yù)應(yīng)力技術(shù)的實(shí)際使用要求,對(duì)其進(jìn)行定位,并嚴(yán)格按坐標(biāo)設(shè)定圖進(jìn)行,將波紋管與錨固件的裝配工藝相配合,使基座的軸線保持成直角。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述,城市的發(fā)展必然要求提高公路橋梁建設(shè)質(zhì)量,采取行之有效的方法來(lái)預(yù)防交通事故,并采取相應(yīng)的預(yù)防措施,從源頭上解決安全隱患。在提高工程技術(shù)水平的過(guò)程中,需要加強(qiáng)對(duì)預(yù)應(yīng)力技術(shù)的重視,通過(guò)合理應(yīng)用提高工程建設(shè)質(zhì)量。公路橋梁建設(shè)要從細(xì)節(jié)著手,制定科學(xué)的預(yù)應(yīng)力施工方案,以達(dá)到既能保障施工質(zhì)量的目的,又能推動(dòng)城市的發(fā)展。