尹鑰
(太原市城市建設管理中心,山西太原 030009)
橋梁是高速公路工程的常見組成部分,預應力技術在施工中應用廣泛。在施工期間,對結構預先施加壓應力,服役期間此壓應力可抵消荷載導致的拉應力,避免結構發(fā)生破壞,提高結構的安全性和穩(wěn)定性。因受到現場環(huán)境條件影響,再加上預應力施工工序復雜,對于技術參數的要求嚴格,只有加強施工管理和工藝控制,才能確保其施工質量、進度、安全滿足要求。
工程結構中采用預應力方法會產生應力,因此應提前采取相應的措施,防止因外力改變而造成結構變形或破壞。在道路橋梁的施工過程中,預應力主要產生在外部荷載模塊的前面。這在一定程度上大大減少了由外部荷載引起的拉應力和壓應力,降低了混凝土開裂的程度,從而進一步提高城市道路和橋梁的建設質量。道路和橋梁的建設需要使用高強度鋼材和混凝土。正是由于高強度鋼材具有抗拉特性,構件可以被壓縮,使得構件所占空間減少。預張拉技術可以延長路橋的使用壽命,減少裂縫,使市政路橋更加經濟,提高工程美觀度以及路橋施工質量。得益于預應力技術的諸多優(yōu)勢,它的應用范圍正在逐步擴大。使用預應力技術可以克服許多傳統(tǒng)設計無法克服的障礙[1]。例如,預應力技術在中緬輸氣管道建設中的應用,不僅優(yōu)化了寬懸索錨結構,而且豐富了這些結構的類型。
首先,預應力施工技術是一種改善結構力學性能的工程技術,可以有效提高橋梁結構的抗彎、抗拉、抗剪能力,保障結構的機械性能穩(wěn)定性。其次,如果在市政橋梁工程中采用預應力施工技術,可以在一定程度上調節(jié)結構的內部應力,使橋梁的結構更穩(wěn)固、整體性更高。因此,對于橋梁工程而言,預應力施工技術具有十分重要的作用和意義,特別是對于跨徑大的橋梁施工,采用預應力施工技術就更顯得十分必要,它不僅可以降低橋梁自重,還可改善橋梁施工質量。
盡管預應力施工技術應用于橋梁施工更具優(yōu)越性,但從現階段施工技術水平來看,此技術應用仍存在不足[2]。首先,如果預應力施工技術沒有在橋梁建設中得到合理應用,那么不僅會造成橋梁工程出現安全隱患,還會導致工程成本增加,甚至無法滿足人們日益增長的出行需求。其次,利用預應力施工技術建造橋梁,將比常規(guī)的施工方式更困難,需要控制許多細節(jié),對混凝土施工材料性能方面有很高的要求。同時,在橋梁工程的建設方面,若在橋梁施工過程中沒有注意預應力,就不能確保橋梁整體建設水平,甚至造成項目發(fā)生安全事故,這是當前預應力施工技術推廣應用過程中所碰到的最大難題。
為了正確安裝管路和實施預應力施工技術,施工人員應嚴格按照計算結果注意管路的鋪設位置和施工設計內容,以確保鋼絞架承受合理的強度,并且在實踐中,施工人員應根據工程圖紙?zhí)岣叨ㄎ痪龋M行規(guī)范加固處理,選擇定位鋼筋,有效連接鋼筋和腹板。為了進一步優(yōu)化固定效果,可以在骨架框架之間添加足夠數量的橫截面鋼筋,以確保后續(xù)工作的質量,并避免移動等惡劣條件。安裝管道時,盡量減少折彎現象,并在安裝后執(zhí)行常規(guī)檢查,以確保管道端點的長度是管道直徑的5~7 倍[3]。仔細檢查管件部分,密封良好,以免出現泥石流等情況,預先將小口徑套管放入管內,徹底消除管鎖緊問題。
在市政橋梁施工中,鋼絞線安裝的要點是修剪導線,施工人員應根據施工項目施工方案的各種參數修剪相應長度,在施工材料之前用米測量尺寸,并對其進行標記,以避免過長的修剪問題。一些施工單位將直接使用精心設計的施工材料來執(zhí)行市政橋梁施工作業(yè),在這種情況下,應根據鋼絲長度對其進行分類,避免以后出現纏繞問題。鋼線是市政橋梁建設中的重要材料,建筑工人需要根據要求進行歸檔,需要加強其存儲環(huán)境的管理[4]。如果注意到存儲的空氣更潮濕或罩暴露在空氣中,則必須轉換存儲區(qū)域,否則可能會生銹或污染電線。鋼絲安裝過程中,要保證橫梁孔的清潔和滑動,完成鉆探作業(yè)后,兩端要做繃帶,提高市政橋梁施工質量。
安裝預應力管道后,實施橋梁鋼筋。本項目中使用的預應力鋼筋符合設計要求,均為低松弛270A 級鋼絞架。在現場運輸預應力筋后,施工單位應執(zhí)行批處理檢查,為每個批選擇樣本,并在驗證后將設計長度上的預應力筋處理到鋼筋加工廠。加工是通過長鋸切進行的,每根絞車線束由切割切口兩側5mm 的鋼絲連接,然后牢固焊接在切口處,以防止預應力筋松動。加工完成后,將對其進行編號和入庫,并根據設計要求實施預應力鋼筋。在所有鋼筋的末端,混凝土可以澆筑。在澆筑過程中,施工人員必須始終拉起預應力鋼筋,以保持孔道暢通。
在市政橋梁工程施工中必須重視混凝土裂縫問題,靈活運用預應力施工技術減少鋼筋混凝土裂縫。在橋梁施工中應用預應力施工技術可以全方位管控混凝土裂縫問題,通過科學施加受拉區(qū)域來精準把控預計預應力,使其在市政橋梁工程建設中發(fā)揮出應有的作用和效果。在混凝土澆筑工作中運用預應力技術時,相關施工人員應科學調整混凝土振搗施工的方向,確保其長期處于垂直的狀態(tài),并結合混凝土本身的情況調整振搗頻率,持續(xù)觀察混凝土振搗狀態(tài)。當混凝土振搗工作結束后,應緩慢拿出振搗棒,以免在混凝土中留下空隙[5]。在混凝土現澆期間還需要快速排除混凝土內部存在的水分,對混凝土進行二次振搗和二次抹面,通過這種方式防止混凝土產生裂縫問題。
在預應力張拉施工作業(yè)結束后,孔道需要進行壓漿處理,壓漿處理可以預防應力筋出現銹蝕問題,此類問題一般會出現在水泥漿凝固前。水泥漿凝固后與預應力筋形成一體,此操作過程目的是為了防止預應力筋后期出現不良變化,同時還可提高橋梁使用壽命,保證橋梁可以長時間通行。本次工程中水泥漿要選擇品質較高的,才可為后期整體施工質量提供支持,并且按照我國相關規(guī)定可以明確分析出硅酸鹽水泥可以有效完成壓漿作業(yè)施工,整體水泥漿應該選擇硅酸鹽水泥進行使用[6]。在施工操作中,水泥材料使用要向其內部加入大量的減水劑,才可保證水泥漿整體質量。除此之外,壓漿工作滿足工作需求后,需要明確孔道的整潔度和濕潤度,并且還需有效控制壓漿范圍結合具體壓漿情況加快壓漿速度,針對壓漿速度的控制,把控排氣,減少排氣的阻力。在壓漿操作中如果水泥漿從另一邊出現,整體壓漿操作也不能停止,需要保持3s 后進行其他操作,向其內部進行施壓操作,施壓結束后需要拿掉木楔子。確保水泥密實度后,整體壓漿工作蔡結束。水泥密實度可以對質量造成影響,因此明確水泥密實度十分重要,在達到相應標準后方可進行其他工作。當后張法預應力施工有效進行,才能滿足施工質量要求。
在橋梁工程建設施工過程中,為了控制預應力筋張拉質量,需從以下方面加強控制。
(1)合理控制張拉順序。對于預應力筋張拉,需以圖紙設計要求為依據,保證左右對稱,然后進行分級張拉,并均勻進行。
(2)張拉過程質量控制。在張拉過程當中,需采取雙控方式,將伸長值當作校核標準,將張力作為主要的控制指標。對于伸長量誤差,控制在5%為宜。一般,對于滑絲、鋼絞線斷絲數量不宜>1 根。倘若伸長值難以符合設計值要求,可將適量的肥皂水灌入,使摩擦力得到有效減小?;趶埨陂g,需以鋼絞線的具體情況為依據,對千斤頂限位板尺寸進行合理調整,避免相關工作人員受到鋼絞線刮傷。此外,張拉期間,還需采取油泵進行維穩(wěn)處理,并對張拉速度、油壓值進行合理控制。
(3)張拉后質量控制。在張拉作業(yè)完成之后的8h,需采取角磨機,針對多余的鋼絞線,進行完全割除處理,針對錨具周圍的鋼絞線間隙與孔洞,均需展開密封處理,不能采取電氣切割設備對鋼絞線進行處理,預防控制風險問題的發(fā)生[7]。
正式施工過程中,首先需要安裝支架,再搭設模板,為混凝土澆筑奠定基礎。應按照施工現場地基承載力的情況合理安裝、固定支架,保證支架的承載性能符合施工需求。完成支架安裝后,需要檢驗支架的承載力、穩(wěn)定性等,在保證支架的各項性能符合要求的情況下方可搭設模板。搭設模板要嚴格把控施工順序,先搭設底板,再搭設側模,最后進行頂模施工[8]。值得注意的是,在設計階段需合理確定預留拱度尺寸,加強施工管理,保證施工符合設計要求。完成模板搭設后進行質量檢驗,重點檢驗模板的沉降問題,需要在模板底部設置沉降觀測點,獲取模板沉降值等數據信息,如果發(fā)現沉降超出設計標準,需及時調整模板,通過增加支撐等方式有效控制沉降,保證模板施工質量。
公路橋梁工程主要采用鋼索或鋼筋預應力反力原理施工,具有較強的抗壓性和耐久性。預應力混凝土橋梁的施工和其他公路橋梁的施工方式有很大的不同,它可以節(jié)省材料,降低成本,同時采用預應力施工工藝,可以提高混凝土結構的安全性。除此之外,道路橋梁行車方面,能夠降低噪聲,和鋼橋對比,在后期橋梁養(yǎng)護上可以節(jié)省一大筆費用。這里需要注意,在模板安裝過程中,必須對模板進行充分的清洗,尤其是模板內側,必須徹底清除內部的泥漿、灰渣和灰塵。待模板完全晾干后,將脫模劑適當涂抹在模板內側,按照規(guī)定的順序進行模板安裝[9]。模板側模采用臨時支撐,以防止混凝土澆筑后出現位移或變形,提高預應力混凝土的成型效果,增強張拉效果。模板底模與側模的接合部應適當填塞止血條以防止泥漿滲漏。模板安裝完成后,進行注水預壓,檢查底模是否發(fā)生變形。如果出現沉降值較大的問題,可能是支架安裝的不夠牢固,也可能是模板的選擇不合適,所以需要找出原因,正確的處理,只有在預壓達到要求后,才能進行下一步的施工。
在預應力施工中,應確保預留洞口的正確大小和位置,并確保預留通道的流動性,以避免施工過程中的塌方。埋在孔道頂部的鋼板必須垂直于孔道中心線。對于專用于特定鋼筋的管道,應按照工程質量控制要求嚴格控制各方面的偏差。為了避免預約束的鋼筋定位線鎖定,必須提前定位管道線,以避免出現諸如定位線彎曲等問題。在實踐中,承包商必須嚴格遵守操作規(guī)則,嚴格控制取芯時間。在實踐中,如果發(fā)現占位符管道堵塞,則需要根據預應力鋼筋的坐標曲線確定堵塞的部分,并在適當的時候鉆孔,開洞時應避免主筋部分,及時清除瓦楞管道中的混凝土灰,以免受到預應力鋼筋的阻礙[10]。牽引完成后,應及時使用較高伸縮率的混凝土材料進行鉆孔固結。波形管通常用作預應力通道,因此在選擇波形管時,必須將其連接到鋼繩上,以使二者均可用。然而,在這一項目期間,空氣流動容易受到外部力量的影響,因此需要加強對外部力量的保護,特別是避免施工期間空氣流動中斷等問題。
綜上所述,我國的公路工程道橋施工的質量提升,關系到我國交通事業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。因此,施工人員應該進一步提高對公路工程道橋施工的重視程度,認真研究預應力施工技術的有效應用方式,根據不同工程的具體施工特點,增強預應力施工技術的應用效果,解決預應力施工過程中存在的缺陷和問題,推動預應力施工質量的有效提升,為我國公路工程的順利完成奠定良好的基礎。