橋梁工程預(yù)應(yīng)力施工管理探討

陳善光

摘要:文章結(jié)合實際工程介紹了橋梁工程所用材料和施工工藝,探討了預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)存在的問題,并通過適當?shù)氖┕す芾泶胧┙鉀Q技術(shù)問題,以保證工程質(zhì)量。

關(guān)鍵詞:橋梁;預(yù)應(yīng)力;施工管理

中圖分類號:TU758 文獻標識碼:A

文章編號:1674-1145(2009)27-0119-02

目前預(yù)應(yīng)力混凝土已成為國內(nèi)外土建工程最主要的一種結(jié)構(gòu)材料,近二三十年來,我國預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁發(fā)展很快,無論在橋型,跨度以及施工方法與技術(shù)方面都有突破性發(fā)展,不少預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的修建技術(shù)已達到國際先進水平。本文結(jié)合具體工程探討了橋梁工程預(yù)應(yīng)力施工工藝以及施工管理措施。

一、工程概況

紅水河羅天樂大橋位于廣西西北部河池市的天峨縣和貴州省黔南州羅甸縣交界處紅水河鎮(zhèn)羊里渡口處,是龍灘水電站庫區(qū)淹沒復(fù)建公路(天峨、樂業(yè)至羅甸公路)跨越紅水河的一座特大橋。該橋樁號為K0+000～K0+763,橋梁全長763m,橋孔布置:4×40+(126+240+126)+2×40m+16m,主橋部分橋型為預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu);引橋部分橋型為先簡支后連續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土T型梁橋。

二、混凝土

由于本工程為特大橋,為減少橋梁結(jié)構(gòu)的自重,混凝土采用高強、輕質(zhì)材料,通過添加硅灰和高效減水劑達到混凝土的高強和泵送要求的流動性,通過適當采用輕集料力圖減少混凝土的自重,同時嚴格控制混凝土原材料的質(zhì)量,合理設(shè)計配合比,以滿足強度和工作性要求。

三、鋼材

預(yù)應(yīng)力鋼材采用鋼絞線,由多根鋼絞線組成一束,整束張拉,采用大噸位預(yù)應(yīng)力束,不僅加快施工進度,還避免了材料的浪費。

四、施工工藝

20世紀60年代預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁引入懸臂施工法以后,預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋得以迅速發(fā)展,其跨越能力達200以上,適用范圍也不斷擴大。懸臂拼裝法將大跨橋梁化整為零,施工簡便,拼裝工期短,速度快,特別對于多跨長聯(lián)橋(跨度在100以內(nèi))是一種效率高而且經(jīng)濟的施工方法。

五、預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)存在問題

(一)波紋管堵塞

堵管是指在混凝土澆筑后波紋管出現(xiàn)堵塞的現(xiàn)象,發(fā)生了堵管會導(dǎo)致后期預(yù)應(yīng)力鋼絞線穿束無法通過或張拉預(yù)應(yīng)力時鋼絞線實際伸長值與設(shè)計計算值相差很大,給施工帶來不必要的麻煩,既影響了工期,又耗費了人力。

引起堵管的原因可能是波紋管自身的質(zhì)量缺陷引起漏漿堵管,也可能是施工單位在施工過程中沒有嚴格按照施工規(guī)范安裝波紋管,出現(xiàn)波紋管定位不精確引起的彎折扭曲、套管接頭松動,或者是在混凝土澆筑施工中,振搗人員在振搗混凝土?xí)r操作失誤,造成波紋管局部的破裂,直接導(dǎo)致混凝土水泥漿滲漏到波紋管中造成堵管。

(二)預(yù)應(yīng)力超長束一端張拉工藝的問題

國內(nèi)現(xiàn)澆大跨度(3～5跨,每跨30～50m)預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁底板預(yù)應(yīng)力束一般采用一端張拉的工藝。根據(jù)國內(nèi)外相關(guān)規(guī)范規(guī)定:跨度I>30In以上的預(yù)應(yīng)力橋梁,均要求采用兩端對稱張拉工藝,才能保證跨中有效預(yù)應(yīng)力和橋梁在恒載和活載作用下跨中所需抵抗彎矩的建立;否則會導(dǎo)致跨中承載力不足,而產(chǎn)生正截面裂縫。根據(jù)交通部專門調(diào)查資料,已通車的公路橋梁中,幾乎都出現(xiàn)過由于張拉工藝不適合而產(chǎn)生大量裂縫的現(xiàn)象。

(三)后張預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)張拉力控制的問題

預(yù)應(yīng)力施工作業(yè)不夠規(guī)范,特別是張拉力控制不嚴對預(yù)應(yīng)力橋梁質(zhì)量影響較大。一般張拉作業(yè)采用張拉力和預(yù)應(yīng)力筋伸長量同時控制,以張拉力為主,以伸長值校核張拉力。通常張拉力的計量采用1.5級油壓,誤差大,有的千斤頂甚至未經(jīng)計量標定就張拉,而且張拉人員多數(shù)未經(jīng)專業(yè)培訓(xùn),如果作業(yè)不專心,經(jīng)常容易出現(xiàn)較大誤差,甚至讀錯表,發(fā)生張拉力忽高忽低的現(xiàn)象。特別在多束張拉時,由于每束張拉力都不同,往往對預(yù)應(yīng)力筋的伸長值計算不準確,彈性模量取值混亂,實際張拉時難以做到將伸長量按規(guī)范規(guī)定控制在±6%范圍內(nèi),導(dǎo)致張拉力失控。

(四)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)張拉前出現(xiàn)裂隙問題

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在使用荷載作用下裂隙是不能避免的,張拉前出現(xiàn)的裂隙經(jīng)常是由于干縮和溫差造成的。裂縫常在表面處,寬度較細、分布不均,梁板類構(gòu)件多沿短方向分布,有時產(chǎn)生在箍筋位置,有時從構(gòu)件頂面延伸到構(gòu)件側(cè)面,溫度裂縫有表面的、深進的和貫穿的,走向呈一定規(guī)律。梁板式構(gòu)件裂縫多平行于短邊,深進和貫穿的裂縫一般與短邊方向平行,裂縫沿構(gòu)件全長分段出現(xiàn)。

(五)預(yù)應(yīng)力損失過大的原因及對策

1.原因。在任何的施工中,都可能存在著由于錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失;混凝土彈性壓縮所引起的預(yù)應(yīng)力損失;鋼筋松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失;混凝土收縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失,等等。但由于有的施工行為不夠規(guī)范,致使實際施工情況與原估算應(yīng)力損失的施工情況不完全相符,導(dǎo)致實際預(yù)應(yīng)力損失大于原估算值。預(yù)應(yīng)力管道安裝質(zhì)量控制不嚴管道位置偏差過大,或梁體澆筑過程中管道存在漏漿現(xiàn)象,致使實際預(yù)應(yīng)力損失過大,超過原估算值。有的預(yù)制場設(shè)置過小梁的預(yù)制數(shù)量受場地限制,梁的預(yù)制采用早強劑或提高混凝土配置強度,梁體澆筑后一般4～5天混凝土強度就能達到設(shè)計強度的75%以上,有的甚至達到90%以上,結(jié)果梁體混凝土澆筑4～5天后即開始張拉。在此齡期內(nèi)混凝土的收縮和徐變并未完成,隨著齡期的增加所引起的預(yù)應(yīng)力損失過大,且會導(dǎo)致張拉后梁體反拱度過大。

2.對策。(1)加強預(yù)應(yīng)力材料檢驗和各工序的質(zhì)量控制,嚴格按照有關(guān)規(guī)范組織施工,避免因預(yù)應(yīng)力材料不合格或施工行為不規(guī)范而造成預(yù)應(yīng)力損失過大。(2)嚴格控制梁體混凝土齡期梁體張拉前,除對梁體混凝土強度有要求外,對齡期也應(yīng)進行控制,避免過早張拉。在設(shè)計時就規(guī)定齡期須達到l0天以上方可張拉,對避免混凝土收縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失和梁體反拱度過大。

六、預(yù)應(yīng)力施工管理措施

(一)一般的技術(shù)要求

在施工過程中,技術(shù)人員應(yīng)向施工作業(yè)班組進行技術(shù)交底,根據(jù)專項施工組織方案,對混凝土施工方法及質(zhì)量要求,對預(yù)應(yīng)力筋編號、張拉力、油壓表讀數(shù)、張拉程序及張拉注意事項等都必須詳細交代,使作業(yè)人員能按有關(guān)規(guī)范、規(guī)程、作業(yè)方法進行施工。

綁扎非預(yù)應(yīng)力鋼筋的控制:鋼筋在預(yù)應(yīng)力筋穿過的位置應(yīng)避開預(yù)應(yīng)力筋,與預(yù)應(yīng)力筋平行排放,橫向鋼筋不能放在預(yù)應(yīng)力筋的最低位置,以免影響其標高。

預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的模板安裝必須牢,預(yù)埋件、插筋、套環(huán)、預(yù)留孔洞、預(yù)埋電氣管線等的鋪放及固定、卡定應(yīng)位置準確無誤,符合設(shè)計要求,且不得在澆筑混凝土、振搗、脫模時而改變位置。在澆筑混凝土?xí)r不能直接傾倒在波紋管上,避免波紋管錯位。振搗設(shè)備要用頻率較高的振搗器,振搗時要密實,特別是固端和張拉端錨板周圍。

在制作預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件時,一定要加強養(yǎng)護,因混凝土在空氣中硬結(jié),會產(chǎn)生收縮,在潮濕環(huán)境或水中養(yǎng)護,體積不但不會縮小,而且還略有膨脹。所以,為了減少收縮,減少預(yù)應(yīng)力的損失,一定要改善養(yǎng)護條件,嚴格養(yǎng)護制度,防止混凝土產(chǎn)生過大的收縮。

預(yù)應(yīng)力筋張拉后盡快進行灌漿,以防銹蝕或松弛。灌漿時保持連續(xù)緩慢均勻進行。灌注水泥漿必須分級加壓,直至出漿孔的水泥漿密實后再加封閉。在灌漿完成后維持0.5MPa的壓力,1min后再關(guān)閉灌漿孔。在確認預(yù)施應(yīng)力質(zhì)量合格后,方可拆除灌漿工具,切除過長鋼筋。

(二)施工中技術(shù)問題的對策

遇到堵管問題,首先根據(jù)預(yù)應(yīng)力筋曲線坐標,標注漏漿孔道堵塞的位置,在避開梁的主筋位置,采用沖擊鉆緩慢進行開孔,清除波紋管中的水泥漿塊,使鋼絞線能順利穿過波紋管并能夠自由伸縮;然后待張拉完畢后用高一等級微膨脹混凝土封堵孔洞?？刹扇∫韵骂A(yù)防措施:在施工下料前對波紋管質(zhì)量仔細檢查,對有缺陷的波紋管及早發(fā)現(xiàn);在澆筑混凝土前檢查波紋管的安裝位置,固定好,檢查套管接頭連接是否牢固,密閉性是否達到要求;在澆筑混凝土過程中注意波紋管的保護,避免振搗棒碰壞波紋管。

為預(yù)防表面溫度裂縫,應(yīng)控制構(gòu)件內(nèi)外過大的溫差,在夏季施工時優(yōu)先使用低水化熱水泥。在低溫時預(yù)制構(gòu)件應(yīng)采取保溫措施,不要過早拆除模板。對空心板等薄壁構(gòu)件適當延長拆模時間,使之緩慢降溫。預(yù)制構(gòu)件和臺座之間應(yīng)涂刷有效隔離劑以預(yù)防黏接,使構(gòu)件不受底模熱脹冷縮的作用。在混凝土澆筑前的施工作業(yè)中應(yīng)注意保護隔離劑,對于用長線法生產(chǎn)先張構(gòu)件應(yīng)及時放松應(yīng)力筋,以減少約束作用。

(三)加強施工管理

誠然,上述措施能解決相關(guān)問題,但是在施工管理中做好各個步驟,更勝于事后處理。加強施工管理,有利于整個工程更加規(guī)范:(1)建立施工質(zhì)量管理三級責(zé)任制,即項目經(jīng)理管理責(zé)任制,質(zhì)量員責(zé)任制,施工員、班組和個人質(zhì)量責(zé)任制;(2)在施工準備階段組織所有工程施工人員學(xué)習(xí)設(shè)計圖紙和施工方案,進行技術(shù)交底、質(zhì)量教育和培訓(xùn);(3)在施工階段加強施工工藝管理,施工現(xiàn)場技術(shù)人員必須跟班作業(yè),現(xiàn)場指揮,嚴格按照施工流程和工藝進行施工,防止偷工減料、野蠻施工,控制好施工過程中的每道工序,加強對重點工序的檢查;(4)施工完成后加強產(chǎn)品保護,通過協(xié)調(diào)會或在施工現(xiàn)場與其他施工工種進行相互溝通,增強產(chǎn)品質(zhì)量保護意識,減少對產(chǎn)品的損壞。

參考文獻

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