公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用探討

肖振綱

（中國路橋工程有限責(zé)任公司，北京 100011）

公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用探討

肖振綱

（中國路橋工程有限責(zé)任公司，北京 100011）

當(dāng)前我國進(jìn)入了飛速發(fā)展的時代，公路橋梁工程已成為我國最多的工程種類。交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)得到了加強，公路橋梁工進(jìn)入了黃金建設(shè)時期。隨著施工技術(shù)的發(fā)展，預(yù)應(yīng)力技術(shù)已成為我國公路橋梁工程施工中的重要技術(shù)，它對推動我國公路橋梁工程基礎(chǔ)建設(shè)，增強橋梁的穩(wěn)定性起到了重要作用。隨著預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用得越來越廣泛，我們對其應(yīng)用做了相關(guān)的總結(jié)，對預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用存在的問題及控制對策提高了相應(yīng)的建議，以供同行參考。

公路橋梁；施工技術(shù)；預(yù)應(yīng)力；對策；應(yīng)用

公路橋梁工程施工是當(dāng)前我國的基礎(chǔ)性建設(shè)，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展對建筑行業(yè)的推動也起到了非常重要的作用。上世紀(jì)90年代，預(yù)應(yīng)力技術(shù)開始出現(xiàn)并得到了逐步的應(yīng)用，經(jīng)過10多年的發(fā)展應(yīng)用已成為了一項全面成熟的技術(shù)。相對于傳統(tǒng)技術(shù)而言，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用有著很大的優(yōu)點，并已逐漸形成了完整的應(yīng)用體系。但是當(dāng)前預(yù)應(yīng)力技術(shù)在工程的應(yīng)用過程中還是存在著一些尚未解決的實際問題，不利于企業(yè)和行業(yè)的發(fā)展。本論文立足于工作實踐，對公路橋梁工程中的預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用做了全面的歸納總結(jié)，對預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用過程中存在的問題做了全面的剖析，最后提出了相應(yīng)的對策，以期增加企業(yè)的經(jīng)濟效益。

1 公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用

1.1 預(yù)應(yīng)力在受彎構(gòu)件中應(yīng)用

碳纖維的強度比較高，在工程的施工過程中比較間接方便，一般都是對施工碳纖維片材進(jìn)行粘貼，起到增加了鋼筋混凝土硬度的作用，其加強方式比較特別。當(dāng)原始的加固結(jié)構(gòu)存在部分內(nèi)力時，增加初始應(yīng)變會導(dǎo)致構(gòu)件碳纖維的變化范圍變小，抑制了建材的高強度性能。

1.2 預(yù)應(yīng)力在混凝土簡支T梁中的應(yīng)用

當(dāng)前我國使用的預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T梁普遍采用20-50米的跨徑，采用高強、低松弛鋼紋線，后張法、群錨、中等張拉噸位，預(yù)制拼裝，并且必須配套架橋設(shè)備，并編有標(biāo)準(zhǔn)圖。隨著行車條件的提高，當(dāng)前都普遍采用現(xiàn)澆梁端濕接縫，在支負(fù)彎矩區(qū)橋面板中配扁錨預(yù)應(yīng)力鋼紋線，形成橋面連續(xù)進(jìn)了一步的“準(zhǔn)連續(xù)”結(jié)構(gòu)。

1.3 預(yù)應(yīng)力技術(shù)在路橋鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中應(yīng)用

我國建筑工程當(dāng)中混凝土裂縫已成為了一種很常見的病害，特別是在大型的公路橋梁施工中更多出現(xiàn)。預(yù)應(yīng)力技術(shù)的采用可以解決鋼筋混凝土的裂縫問題。施工過程中對受拉區(qū)的混凝土施壓，在進(jìn)行混凝土鋼筋的張拉后，鋼筋通過自身的回縮，讓受拉區(qū)能預(yù)先感受到鋼筋施加的壓力，從而可以達(dá)到防止出現(xiàn)裂縫。

1.4 預(yù)應(yīng)力技術(shù)在加固施工中的應(yīng)用

道路橋梁加固中的粘貼碳纖維布加固法等，實際上卸載的目的就是為了減小加固施工時混凝土的初始應(yīng)變，此時可預(yù)先對構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力，使受壓區(qū)產(chǎn)生拉應(yīng)力，受拉區(qū)產(chǎn)生壓應(yīng)力，減小構(gòu)件在初彎矩作用下的拉應(yīng)變和壓應(yīng)變，以提高構(gòu)件達(dá)到極限承載力時的應(yīng)變增量和加固鋼筋的應(yīng)力，使加固鋼筋得到充分發(fā)揮。

2 公路橋梁工程中預(yù)應(yīng)力技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)分析

2.1 張拉操作過程分析

預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用施工過程當(dāng)中，要重點關(guān)注鋼絞線穿束施工前應(yīng)確保鋼絞線質(zhì)量達(dá)標(biāo)，并在張拉纖配用千斤頂、油表等進(jìn)行檢驗。鋼絞線張拉施工過程需要規(guī)范，嚴(yán)格按程序進(jìn)行相關(guān)的操作，在經(jīng)過調(diào)整后起伸長值控制在5%的誤差范圍內(nèi)。要張拉施工的同時需要按以下幾點操作：（1）伸長量偏高、偏低并不影響大局，主要要保證伸長值不超過離散程度即可。（2）可以通過選用有經(jīng)驗的施工人員在施工現(xiàn)場逐根調(diào)整每一根鋼絞線的張拉速度或油表開關(guān)大小來提升張拉質(zhì)量，確保伸長量朝離散中心靠攏，尤其是對于伸長量較小的鋼絞線更因如此。（3）對于長束絞線而言應(yīng)該采取千斤頂整束張拉的方式進(jìn)行，在使用千斤頂逐根張拉后，由于已手里的鋼絞線對于正張拉的鋼絞線有較大的纏繞擠壓模阻值，因此在張拉時應(yīng)盡量采用小千斤頂來確保單根張拉鋼束的伸長量達(dá)標(biāo)。

2.2 壓漿過程的分析

一般來說，孔道壓漿主要有保護鋼絞線、延長使用壽命和作為梁體傳力結(jié)構(gòu)兩方面的作用，且我國相關(guān)施工規(guī)范要求壓漿強度不得低于40MPa。對于孔道灌漿的施工沒有太好的辦法，也無法保證二次壓漿的操作性。預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用施工中大部份使用普U3型號的活塞式水泥泵，因此只要能夠配合進(jìn)出口節(jié)門一般都能夠有效提升壓漿質(zhì)量，還需要關(guān)注幾個幾個方面的問題：水泥漿內(nèi)應(yīng)添加適當(dāng)?shù)呐蛎泟┑忍砑觿?；從低向高壓漿，從而有利于水、氣泡排除，在關(guān)閉壓漿口后應(yīng)保持0.6-0.8MPa左右的壓強；只要出現(xiàn)有坡降的情況就應(yīng)該在坡頂設(shè)施排氣孔，確保壓漿的密實度達(dá)標(biāo)。

3 公路橋梁工程中預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用存在的問題分析

3.1 波紋管堵塞的問題

波紋管堵塞問題主要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)力鋼紋線穿束無法通過或張拉預(yù)應(yīng)力時鋼紋線實際伸長值與設(shè)計計算值相差很大，這就導(dǎo)致施工過程出現(xiàn)困難，影響工程的進(jìn)度。波紋管堵塞問題的出現(xiàn)主要有以下幾點：安裝波紋管的過程未認(rèn)真嚴(yán)格，現(xiàn)現(xiàn)定位不精確的現(xiàn)象；混凝土的振搗過程的操作失誤導(dǎo)致水泥漿滲漏到波紋管。

3.2 預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)砼開始張拉的時間問題

前幾年在施工過程中為了提高混凝土的早期強度，我們都會在施工過程中加入一定的早強劑，達(dá)到解決早期強度不夠的目的。在實際過程中一般在澆筑砼3天后就可以開始張拉預(yù)應(yīng)力了，但是由于砼強度的增長是一個較為緩慢的過程，在此時間內(nèi)砼的強度和彈性模量并不是同步增長的，一般為砼強度增長快、彈性模量增長慢，因此過早的張拉預(yù)應(yīng)力會是的預(yù)應(yīng)力損失加大，砼出現(xiàn)早期形變，嚴(yán)重時甚至導(dǎo)致橋梁承載力的缺失，出現(xiàn)大量裂縫。除此之外，如果采用現(xiàn)場試塊所測的的早期砼強度等級來替代現(xiàn)場結(jié)果的實際砼強度也存在較大問題，而且通過最后試驗驗算結(jié)果表明，其實際強度也并未達(dá)到現(xiàn)場所測強度，甚至出現(xiàn)過低的情況。

3.3 扁錨和扁錨連接器應(yīng)用的問題

就扁錨的應(yīng)用而言，它主要是在結(jié)構(gòu)界面尺寸受到限制的條件下加以使用的，例如橋梁結(jié)構(gòu)先簡支后連續(xù)在支座負(fù)彎矩處構(gòu)造連接，或用于橋梁橫向整體連接使用，并不起到實際的承重作用。當(dāng)前很多企業(yè)出于經(jīng)濟利益的出發(fā)點，為減少界面尺寸廣泛采用了扁錨，甚至還有技術(shù)人員把這一做法認(rèn)為是技術(shù)創(chuàng)新，這都是錯誤做法。扁錨的張拉工藝從過程上來看是逐根逐根張拉的，由于整理張拉的設(shè)備和技術(shù)方面并不成熟，隨著時間的推移在強拉過程中因為鋼絞線受力不均會出現(xiàn)工程安全問題。此外，由于扁孔本身空間較小，在外孔壓漿時也更為困難，很難做到孔道壓漿的均勻、飽滿。我們通過一工程案例來說明一下，某高速公路30 m跨預(yù)應(yīng)力空心板梁，使用的是扁錨預(yù)應(yīng)力，在出現(xiàn)質(zhì)量事故后敲開檢查發(fā)現(xiàn)只有梁兩端2.5m內(nèi)有漿體，中間孔道兒乎沒有，因此如果成橋通車，必然會出現(xiàn)大面積的伸縮裂縫，危害橋梁安全。因此建議腹板、空心板梁、箱梁底板等重要部位嚴(yán)禁使用扁錨，同理，對于扁錨連接器的使用也要更加小心，因其并非成熟產(chǎn)品，尤其是3孔和5孔連接器，起設(shè)計、構(gòu)造根本不合理，一旦應(yīng)用將會產(chǎn)生較為嚴(yán)重的后果。

4 提高公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的有效控制的對策

4.1 加強預(yù)應(yīng)力應(yīng)用前期工作的質(zhì)量控制

一般而言，在預(yù)埋階段主要是要控制好預(yù)應(yīng)力筋的曲線形狀，只有這樣才能夠確保個控制點標(biāo)高的牢固、準(zhǔn)確，同時在開展其他工序是也不會對波紋管產(chǎn)生破壞和影響，保證標(biāo)離控制點陣及曲線形狀準(zhǔn)確無誤，即使出現(xiàn)預(yù)應(yīng)力筋預(yù)埋同其他工序出現(xiàn)沖突的情況下也能夠得到技術(shù)的處理。此外，預(yù)應(yīng)力筋的張拉主要是為確保張拉應(yīng)力能夠達(dá)到橋梁的設(shè)計要求，因此我們必須要保證預(yù)應(yīng)力筋的伸長值變化在規(guī)范及設(shè)計范圍之內(nèi)。

4.3 加強鋼筋安裝過程的質(zhì)量控制

在綁扎鋼筋的過程中要特別注意，切忌出現(xiàn)猛放、猛插、隨意丟棄的現(xiàn)象，避免刺破和磨損預(yù)應(yīng)力筋表皮。其次，在進(jìn)行鋼筋的焊接施工時不可將預(yù)應(yīng)力筋作為搭線，如果不可避免的要在預(yù)應(yīng)力筋附近展開焊接工作，那么必須要做好相關(guān)保護措施。需要注意的是，在綁扎鋼筋的過程中必須要先綁扎梁內(nèi)的預(yù)應(yīng)力筋，然后再綁扎板內(nèi)的預(yù)應(yīng)力筋，且只有等預(yù)應(yīng)力筋鋪設(shè)完成之后方可綁扎梁內(nèi)的預(yù)應(yīng)力筋，從而更好地實現(xiàn)預(yù)應(yīng)力筋的穿筋定位。

4.4 加強漿體的質(zhì)量控制

通常條件下在施工過程中必須要嚴(yán)格利用水壁，尤其是對于未能及時使用而流動性降低的水泥漿來說，可以通過加水的方法來提升其流動性。其次，在攪拌漿體的過程中要對水泥、添加劑、水的用量進(jìn)行嚴(yán)格的管控，每次攪拌機內(nèi)的漿體都要全部卸除，絕對不可采用一般進(jìn)料、一邊出料的方法。如果在壓漿前發(fā)現(xiàn)管道內(nèi)有殘留的水分、污物等，則必須立即使用空壓機等設(shè)備迅速清楚管道內(nèi)贓物。

4.4 加強混凝土澆筑的質(zhì)量控制

混凝土澆筑工序中必須要嚴(yán)密封堵外露的孔道、灌漿孔、排氣孔與預(yù)應(yīng)力孔道，從而避免因異物進(jìn)入孔道而出現(xiàn)的孔道堵塞問題，特別是下層孔道的灌漿孔與排氣管孔，它們不緊具有較大的剎那孤獨且斜向伸出板面，因此必須要加以牢固固定。其次，在混凝土澆筑過程當(dāng)中要注意防防止振動棒解除孔道與預(yù)應(yīng)力錨具，避免導(dǎo)致孔道損傷和位移現(xiàn)象的出現(xiàn)。另外，如果在這一工序中在孔道部位設(shè)置了較為密集的鋼筋，則很可能出現(xiàn)因振搗不均而出現(xiàn)塑的沉縮裂縫，因此在必要的情況下還應(yīng)該適度用短鋼筋鋪設(shè)并輔之以人工振搗，從而確保混凝土澆搗的密度度。待混凝土澆筑工序完成之后要立即對相關(guān)孔道進(jìn)行檢，并及時封堵孔道避免異物進(jìn)入，確保后續(xù)施工工作能夠順利進(jìn)行。

5 結(jié)語

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，公路橋梁施工過程中的預(yù)應(yīng)力技術(shù)也得到了發(fā)展，在理論上有了一套完整的知識體系，在實踐當(dāng)中得到了各個方面的具體應(yīng)用。這對于推動建筑行業(yè)技術(shù)的前進(jìn)發(fā)展起到了重要的作用。在公路橋梁的預(yù)應(yīng)力技術(shù)施工過程中盡管還是存在著這樣那樣的問題，這就需要我們的路橋施工技術(shù)人員及時發(fā)現(xiàn)問題，進(jìn)行相關(guān)的技術(shù)攻關(guān)，解決在應(yīng)用中存在的問題。對預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用的歸納總結(jié)有利于技術(shù)的推廣，同時也有利于預(yù)應(yīng)力技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，期待能推動我國建筑行業(yè)的發(fā)展。

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1003-5168（2015）11-107-02