探討預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁施工中的應(yīng)用

曹正軍　黃振邦

【摘 要】在如今的公路橋梁施工中，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用范圍越來越廣，成為施工中的主要施工技術(shù)之一。然而，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的工藝較為復(fù)雜，具有專業(yè)性強(qiáng)的特點(diǎn)，在實(shí)際的施工中尚存在許多質(zhì)量問題，本文通過分析預(yù)應(yīng)力技術(shù)的施工工藝以及使用該技術(shù)的主要環(huán)節(jié)，從而完善施工中的預(yù)應(yīng)力技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】預(yù)應(yīng)力技術(shù)；施工工藝；混凝土；應(yīng)用

近年來，隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，為公路橋梁事業(yè)的發(fā)展提供了契機(jī)，同時也為公路橋梁建設(shè)事業(yè)進(jìn)一步優(yōu)化目標(biāo)提供了動力。因此，對公路橋梁質(zhì)量的要求出現(xiàn)了新的標(biāo)準(zhǔn)，要滿足新標(biāo)準(zhǔn)則需要通過現(xiàn)代技術(shù)來支撐公路橋梁的質(zhì)量，選擇科學(xué)合理的方法加強(qiáng)建設(shè)，促進(jìn)建設(shè)工作的穩(wěn)步發(fā)展。其中，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的采用是公路橋梁項(xiàng)目建設(shè)的重要環(huán)節(jié)之一，在公路橋梁的建設(shè)施工中采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)屬于較科學(xué)的施工技術(shù)[1]，例如該技術(shù)根據(jù)防水性、強(qiáng)度、負(fù)荷力等要求考慮，選擇了鋼筋砼，表現(xiàn)了在建筑工程中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)的重要性，而且短期內(nèi)無其他工藝可取代預(yù)應(yīng)力技術(shù)，所以，該行業(yè)一直密切關(guān)注著預(yù)應(yīng)力技術(shù)的發(fā)展，且不斷突破預(yù)應(yīng)力技術(shù)現(xiàn)狀，以求更高的品質(zhì)。本文通過分析現(xiàn)階段預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，探討該技術(shù)在公路橋梁工程建設(shè)中的應(yīng)用。

1.預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用

在國內(nèi)機(jī)械工業(yè)以及材料的發(fā)展影響下，各個預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的材料設(shè)施均有所變化，具體表現(xiàn)為，張拉設(shè)備的性能改善，多種多樣的錨具實(shí)現(xiàn)系列化，高性能混凝土、鋼絞線以及強(qiáng)度規(guī)格不同的低松弛鋼線等生產(chǎn)趨于國產(chǎn)化[2]。例如相繼建立起來并具有競爭趨勢的設(shè)備與錨具專業(yè)生產(chǎn)廠，各項(xiàng)機(jī)械（壓漿機(jī)、穿束機(jī)、油表、油泵等）的配套不斷完善。預(yù)應(yīng)力技術(shù)的不斷優(yōu)化為其在公路橋梁工程中的廣泛應(yīng)用打好了基礎(chǔ)。公路橋梁工程施工中，應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)的環(huán)節(jié)較多，其中包括斜拉橋、連續(xù)剛構(gòu)、連續(xù)箱梁、簡支T梁以及空心板等，此外，公路橋梁施工中的大件提升、山體錨固以及頂推法施工等方面也應(yīng)用了預(yù)應(yīng)力技術(shù)。

1.1預(yù)應(yīng)力混凝土空心板

跨徑在16～25m之間的公路橋梁，預(yù)應(yīng)力混凝土空心板通常采用高強(qiáng)度低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線作為預(yù)應(yīng)力鋼筋。先張法中所采用的銅絞線為單根銅絞線，后張法中則采用圓錨或扁錨，張力噸位為中等噸位。實(shí)際上，部分工程也存在跨徑在30～35m之間的混凝土空心板，然后跨徑較大會導(dǎo)致材料的使用量偏大，剛度偏小，因此，空心板的跨徑不宜超出25m。

1.2預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T梁橋

混凝土簡支T梁的跨徑通常在20～50m之間，采用高強(qiáng)度低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線。后張法則采用圓錨，中等張力噸位。近年來，行車條件的要求越來越高，現(xiàn)階段簡支T梁所采用的濕接縫現(xiàn)澆已取代了原先的橋面連續(xù)，在簡支橋梁面板負(fù)彎矩區(qū)中的預(yù)應(yīng)力鋼絞線采用扁型錨具，從而形成準(zhǔn)連續(xù)橋面結(jié)構(gòu)。

1.3預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁

混凝土箱梁內(nèi)部呈空心狀，梁上部具有翼緣，對箱體進(jìn)行分類時可根據(jù)其數(shù)量的不同將其分為兩種，分別是單箱梁以及多箱梁，或是結(jié)合箱梁制作材料的不同，分成鋼板箱梁以及混凝土箱梁（包括預(yù)制箱梁以及現(xiàn)澆箱梁）等?；炷料淞旱目鐝饺籼幱?0～60m的范圍內(nèi)，則需要配置雙向的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，分別為橫向與縱向，張拉采用先張法（使用高強(qiáng)度低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線）[3]。后張法則采用圓錨或扁錨，張力噸位為中等噸位?；炷料淞旱膽冶郯彘L度若大于4.0m，施工方法通常采用箱梁一束為3～5根鋼絞線的扁型錨具?；炷料淞旱目鐝饺籼幱?0～200m的范圍內(nèi)，則要選取變截面箱梁，為橋梁配置多向的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，分別為橫向、縱向以及豎向鋼絞線，形成三向預(yù)應(yīng)力大跨徑橋梁。

2.預(yù)應(yīng)力技術(shù)常用施工工藝

公路橋梁工程施工中的主要預(yù)應(yīng)力施工工藝包括了鋼絞線的位置確定、鋼絞線張拉、鋼絞線的下料與穿束等。

2.1鋼絞線位置的確定及其相應(yīng)荷載

鋼絞線索形主要由3個部分確定，分別是墩頂導(dǎo)向槽施工、轉(zhuǎn)向橫肋施工以及錨固端部橫梁的施工，而等效荷載則由張拉應(yīng)力與空間位置決定其大小。由于墩頂導(dǎo)向槽以及跨中轉(zhuǎn)向橫肋的鋼絞線有偏折存在，因此需準(zhǔn)確處理錨固端橫梁部位的位置要求以及錨墊板的預(yù)埋方向。在制作槽轉(zhuǎn)向橫肋以及墩頂導(dǎo)向時，必須根據(jù)圖紙的要求嚴(yán)格實(shí)施，以保證其彎折處曲率半徑的精確，同時還須對轉(zhuǎn)向橫肋以及墩頂導(dǎo)向槽端部進(jìn)行打磨平滑處理，避免鋼絞線在張拉時發(fā)生擠壓、卡滑等情況。

2.2鋼絞線下料以及穿束

橋梁的加固作業(yè)中，由于鋼管以及錨墊板在張拉結(jié)束后要進(jìn)行灌漿，導(dǎo)致有粘結(jié)段的形成，因此鋼絞線下料時，應(yīng)清洗干凈鋼絞線粘結(jié)段中的油脂與PE層，該段的位置與長度均難以控制，為了預(yù)先考慮鋼絞線下垂對穿束過程的影響，確保PE保護(hù)層可預(yù)先進(jìn)入到密封罩中，且還要對張拉伸長的影響進(jìn)行考慮，確保兩端的伸長部分相等，以保證兩粘結(jié)段的粘結(jié)力相差不大。在鋼絞線的穿束過程中，鋼絞線長度超出150m時，由于需要通過的跨中轉(zhuǎn)向裝置以及墩頂導(dǎo)向槽數(shù)量較多，使12根鋼絞線不能在箱梁的內(nèi)部整束穿索，所以必須得采取單根穿索的穿束方法。鋼絞線纏繞會導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力在建立時受到影響，因此需確保全橋長的范圍內(nèi)無鋼絞線纏繞情況。具體施工時，對密封蓋小孔、工作錨板孔以及鋼絞線預(yù)先進(jìn)行編號，采取單根穿索方法對12根鋼絞線進(jìn)行穿束，每隔一段距離則采用與密封罩小孔相應(yīng)的橡膠墊對鋼絞線進(jìn)行位置限制，可確保每束鋼絞線均無纏繞情況。

2.3鋼絞線張拉

為了確保張拉過程中鋼絞線的均勻受力，在橋梁加固時可采取兩端對稱的同時張拉法，鋼絞線張拉過程分為兩個部分，分別是預(yù)緊以及高壓力張拉。當(dāng)中，預(yù)緊指的是在張拉開始前，首先對鋼絞線采取預(yù)緊張拉，使鋼絞線可進(jìn)行平穩(wěn)過渡，由松散狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)轫樦睜顟B(tài)，確保粘結(jié)段兩端的長度一致，避免了錯位現(xiàn)象的產(chǎn)生，一般情況下預(yù)緊拉力為15%，預(yù)緊進(jìn)行時兩端要對稱；另一方面，高應(yīng)力張拉指的是采用張拉專用設(shè)備給予鋼絞線最后拉緊，張拉時應(yīng)校檢與標(biāo)定儀表、設(shè)備以及各種機(jī)具，校檢設(shè)備的精確度最好高于2%，壓力表的精確度最好高于1.5級。張拉時應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)單位的要求，調(diào)整鋼絞線伸長值以及張拉力的大小，保障鋼絞線張拉到位。

2.4壓漿

在橋梁工程的施工中，局部粘結(jié)形式多為體外索錨固定橫梁的方式，通常情況下，粘結(jié)段的實(shí)際粘結(jié)力在壓漿密實(shí)的前提下，到達(dá)張力設(shè)計(jì)的80%以上才可滿足錨具固定的標(biāo)準(zhǔn)要求。對張拉結(jié)束后局部的有粘結(jié)段采取壓漿處理是公路橋梁施工的重要工序之一。在進(jìn)行壓漿作業(yè)前，應(yīng)采用空壓機(jī)將管道內(nèi)部殘存的水分以及雜物排除管道外后，再進(jìn)行壓漿作業(yè)。施工前通過一比一模型試驗(yàn)確保壓漿的密實(shí)飽滿，該工序需在張拉作業(yè)結(jié)束后的24h內(nèi)進(jìn)行，以確保壓漿壓力在壓漿過程中的穩(wěn)定性與合適性。

2.5封錨

待張拉作業(yè)結(jié)束后，使用高強(qiáng)度的水泥砂漿將卡住鋼絞線的錨具封閉，當(dāng)達(dá)到一定的程度，盡量排凈孔道內(nèi)的空氣，然后將水泥漿灌注進(jìn)預(yù)應(yīng)力孔道中，在水泥漿的強(qiáng)度到達(dá)一定程度后，便將暴露在外的鋼絞線剪短，同時將鋼筋綁扎在錨具的位置，安裝模塊，并將錨具包裹于混凝土中。

3.結(jié)束語

綜上所述，預(yù)應(yīng)力技術(shù)是現(xiàn)階段公路橋梁施工中應(yīng)用范圍十分廣泛的施工技術(shù)，該技術(shù)的發(fā)展速度迅速且具有發(fā)展?jié)摿?。但由于該技術(shù)的施工工藝較為復(fù)雜，實(shí)際施工中仍存在許多不足，因此，施工企業(yè)應(yīng)不斷對施工中的預(yù)應(yīng)力技術(shù)進(jìn)行不斷優(yōu)化，明確預(yù)應(yīng)力技術(shù)的施工流程，并不斷強(qiáng)化施工中的指標(biāo)控制力度，嚴(yán)格控制好各個環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量，以進(jìn)一步提高國內(nèi)公路橋梁的建設(shè)水平。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

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[3]劉偉.淺析路橋施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用[J].價值工程，2010（21）：110-111.