高速公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)探討

卓 志 偉

(山西平陽(yáng)路橋有限公司，山西 臨汾 041000)

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高速公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)探討

卓 志 偉

(山西平陽(yáng)路橋有限公司，山西 臨汾 041000)

分析了預(yù)應(yīng)力技術(shù)在高速公路橋梁施工中存在的問(wèn)題，從預(yù)應(yīng)力鋼絞線選擇、預(yù)應(yīng)力錨具選擇、預(yù)應(yīng)力體系設(shè)計(jì)等方面，闡述了預(yù)應(yīng)力技術(shù)的施工流程，并提出了預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量控制措施，有利于提升高速公路橋梁的施工水平。

高速公路，橋梁，預(yù)應(yīng)力技術(shù)，質(zhì)量控制

高速公路橋梁的飛速發(fā)展，讓高速公路橋梁的質(zhì)量成為日常議題的關(guān)鍵所在。通過(guò)不斷的實(shí)踐研究表明，預(yù)應(yīng)力技術(shù)在高速公路橋梁施工中應(yīng)用可以很好的滿足其質(zhì)量要求，同時(shí)憑借其強(qiáng)抗裂性、高剛度和高強(qiáng)度等優(yōu)勢(shì)，得到建筑行業(yè)的青睞。所以，注重高速公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的使用，就是質(zhì)量的保障。

1 預(yù)應(yīng)力技術(shù)在應(yīng)用中面臨的問(wèn)題

1.1 張拉時(shí)間

為了增強(qiáng)混凝土的預(yù)應(yīng)力早期強(qiáng)度，在施工中會(huì)使用早強(qiáng)劑，在澆筑混凝土3 d之后就開(kāi)始張拉，然后等待混凝土符合預(yù)期強(qiáng)度要求。如果混凝土強(qiáng)度過(guò)快實(shí)現(xiàn)，很可能存在同彈性模量增加的比例相互不匹配的現(xiàn)象，增加預(yù)應(yīng)力損傷，使得高速公路橋梁不具備應(yīng)有的承重力，最終形成混凝土裂縫。很多實(shí)際的操作顯示，使用早強(qiáng)劑，容易破壞鋼筋混凝土的質(zhì)量，使其無(wú)法滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求[1]。

1.2 張力控制

現(xiàn)階段，因?yàn)楦咚俟窐蛄菏┕と鄙僖?guī)范性的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)約束施工，導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力應(yīng)用過(guò)晚，再加上缺少標(biāo)準(zhǔn)對(duì)施工中的預(yù)應(yīng)力技術(shù)使用進(jìn)行規(guī)范，很容易在施工中出現(xiàn)施工人員憑經(jīng)驗(yàn)而為的現(xiàn)象，直接影響施工的質(zhì)量。在施工中，雖然部分施工人員的經(jīng)驗(yàn)豐富，但是因?yàn)槿鄙賹I(yè)的培訓(xùn)，所以，在控制張拉力的時(shí)候存在一定的誤差，這樣不但會(huì)破壞鋼筋水泥本身的穩(wěn)固效應(yīng)，同時(shí)還可能造成結(jié)構(gòu)變形，出現(xiàn)崩塌的現(xiàn)象。所以，作為高速公路橋梁工程的總工程師，應(yīng)該根據(jù)預(yù)應(yīng)力技術(shù)操作的規(guī)范，開(kāi)展施工人員的專業(yè)操作培訓(xùn)。在利用后張法預(yù)應(yīng)力鋼絞線開(kāi)展張拉施工時(shí)，因?yàn)楣艿缽澢蛘呤瞧顜?lái)的摩擦力影響，在張拉鋼絞線時(shí)，張拉的方向同滑移以及摩擦力的方向是相反的，其張拉力就需要借助理論計(jì)算來(lái)算出準(zhǔn)確值，從而確保每一段的伸長(zhǎng)值都能保持相同。其理論的計(jì)算公式如下：

其中，ΔL為預(yù)應(yīng)力筋的伸長(zhǎng)值；Pp為平均的預(yù)應(yīng)力分段張拉力；Ap為預(yù)應(yīng)力筋的截面面積；p為預(yù)應(yīng)力筋張拉段的張拉力；Ep為彈性模量；K為每1m孔道的局部偏差對(duì)于摩擦產(chǎn)生影響的系數(shù)。

2 高速公路橋梁施工預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用的流程

2.1 合理選擇預(yù)應(yīng)力鋼絞線

目前，可以在高速公路橋梁施工中使用的預(yù)應(yīng)力鋼絞線多種多樣，存在很多的選擇。其中普通型的預(yù)應(yīng)力鋼絞線以及低松弛的預(yù)應(yīng)力鋼絞線是應(yīng)用最多的材料。主要是因?yàn)檫@兩種材料本身利于施工，彈性變形偏小，再加上結(jié)構(gòu)美觀，所以得到青睞。預(yù)應(yīng)力鋼絞線的使用，不但可以節(jié)約鋼材，也能夠讓結(jié)構(gòu)更加的穩(wěn)固可靠。在預(yù)應(yīng)力鋼絞線的選擇中，除考慮經(jīng)濟(jì)效益外，還應(yīng)該對(duì)鋼絞線的標(biāo)準(zhǔn)以及性能這兩個(gè)方面進(jìn)行綜合的分析。其中，性能包含參數(shù)與伸長(zhǎng)率、屈服荷載和松弛程度幾個(gè)方面；標(biāo)準(zhǔn)則包含了松弛尺寸、荷載品種和延伸率等。

2.2 合理選擇預(yù)應(yīng)力錨具

目前，機(jī)械錨固和摩阻錨固是預(yù)應(yīng)力錨具使用最普遍的兩種方式。機(jī)械錨固是選擇機(jī)械加工的方式，將冒頂放置在預(yù)應(yīng)力絞線的端部，利用冒頂將鋼筋連接，或者是通過(guò)鋼絲線將預(yù)應(yīng)力絞線固定完善，此類錨固連接較為方便，同時(shí)不會(huì)出現(xiàn)過(guò)大的預(yù)應(yīng)力的損失；摩阻錨固在通過(guò)預(yù)應(yīng)力鋼絞線錨固，其實(shí)現(xiàn)是通過(guò)摩擦阻力完成的，將原本的錨具制作為楔形，這樣就可以增大錨具和鋼絞線之間的摩擦力，滿足錨固的要求。這一種方式已經(jīng)得到廣泛的使用，但是在鉸接時(shí)有一定的弊端，會(huì)出現(xiàn)過(guò)大的預(yù)應(yīng)力損失。

2.3 設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力體系

高速公路橋梁施工中，包含了XYM和OVM兩種常用的預(yù)應(yīng)力體系。一般來(lái)說(shuō)，結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力體系，都是選擇鋼筋平豎彎曲結(jié)合、頂板縱向結(jié)合的體系模式。利用集中錨固的方式，頂板需要承受縱向方向出現(xiàn)的荷載，之后，再在地面上鋼筋布設(shè)的位置上做好相應(yīng)的錨固。在預(yù)應(yīng)力體系的布置過(guò)程中還需要考慮到：最大力臂預(yù)應(yīng)力的輸出，避免出現(xiàn)過(guò)大的預(yù)應(yīng)力損失；由于頂板錨固本身需要承受較大的荷載，所以，就應(yīng)該做好鉸接點(diǎn)焊接控制，確保其能夠滿足質(zhì)量要求，不得有任何隨意操作的行為出現(xiàn)。另外，預(yù)應(yīng)力體系內(nèi)，不得出現(xiàn)豎向鋼筋的交叉問(wèn)題，這樣不但有利于穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，同時(shí)也能夠滿足美觀的要求。

2.4 分析預(yù)應(yīng)力效應(yīng)

在預(yù)應(yīng)力體系的設(shè)置之中，參考依據(jù)來(lái)源于原本的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，然后再對(duì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性進(jìn)行分析。在實(shí)際的分析過(guò)程中，還需要核算每一處截面的盈利，如果某個(gè)部位的實(shí)際約束無(wú)法滿足結(jié)構(gòu)的需求，就需要重新進(jìn)行布置，直至滿足要求即可。對(duì)預(yù)應(yīng)力效應(yīng)進(jìn)行分析，主要是探討鋼絞線預(yù)應(yīng)力的損失問(wèn)題。針對(duì)出現(xiàn)的損失，又可以將其劃分成為瞬間和后期兩方面的損失。在進(jìn)行錨固和鉸接的過(guò)程中，鋼絞線出現(xiàn)的預(yù)應(yīng)力損失稱之為瞬間損失；錨固之后形成的鋼絞線預(yù)應(yīng)力損失則為后期損失，主要是鋼絞線的收縮或者是徐變已經(jīng)松弛所造成的損失[2]。

3 高速公路橋梁施工中的預(yù)應(yīng)力質(zhì)量控制

3.1 避免堵塞

在高速公路橋梁施工中使用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)，應(yīng)考慮到外來(lái)雜物的進(jìn)入，對(duì)于各個(gè)孔道、接口或者是外露部分可能造成的堵塞現(xiàn)象，應(yīng)做好及時(shí)的封堵處理，避免外來(lái)雜物對(duì)施工造成影響。

3.2 準(zhǔn)確定位控制高程

對(duì)于每一道工序的控制點(diǎn)高程都需要做到準(zhǔn)確的定位。因?yàn)轭A(yù)應(yīng)力波紋管對(duì)于每一道工序都會(huì)產(chǎn)生影響，甚至是造成破壞。所以，在每一道工序的開(kāi)展過(guò)程中，都應(yīng)該合理的進(jìn)行控制，應(yīng)該避開(kāi)預(yù)應(yīng)力波紋管。如果出現(xiàn)問(wèn)題，就應(yīng)該采取相應(yīng)的措施對(duì)波紋管進(jìn)行補(bǔ)救，避免將問(wèn)題拖延到后期，造成巨大的損失。

3.3 合理控制用水量

在使用預(yù)應(yīng)力技術(shù)的過(guò)程中，對(duì)于用水量的控制，也就是要求管道的暢通性，能夠做好用水量的科學(xué)控制，確保水泥漿本身使用量能夠滿足含量的要求，不會(huì)出現(xiàn)過(guò)多或者是過(guò)少的問(wèn)題，影響整體的施工質(zhì)量。

3.4 科學(xué)處理預(yù)應(yīng)力鋼筋

預(yù)應(yīng)力鋼筋的科學(xué)處理，需要考慮到鋼筋處理本身的合理性。為了確保其能夠滿足施工的要求，應(yīng)該將其控制在正常且有效的張拉范圍內(nèi)，以便預(yù)應(yīng)力技術(shù)的效益得到充分的發(fā)揮。另外，需要維護(hù)預(yù)應(yīng)力鋼筋。在焊接中，不得有預(yù)應(yīng)力鋼筋安置部位焊接的情況發(fā)生。同時(shí)，焊接也需要相應(yīng)的防護(hù)支持，這樣才能滿足質(zhì)量與安全的雙重要求。

3.5 鋼筋安裝的控制

在高速公路橋梁的施工過(guò)程中，需要做好鋼筋安裝的嚴(yán)格控制，避免出現(xiàn)預(yù)應(yīng)力筋的外皮被刺破的問(wèn)題出現(xiàn)，確保施工能夠順利的開(kāi)展下去。在進(jìn)行鋼筋安裝中，應(yīng)該要求施工人員嚴(yán)格的按照施工順序和施工規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。在綁扎板內(nèi)預(yù)應(yīng)力筋之前，需要做好梁內(nèi)已經(jīng)捆扎預(yù)應(yīng)力筋的保護(hù)，不得讓后續(xù)的施工影響到前期的操作。

3.6 混凝土澆筑的控制

在高速公路橋梁混凝土澆筑時(shí)，不得出現(xiàn)影響橋梁使用的行為。其中，橋梁下層的孔道灌漿孔和排氣孔要長(zhǎng)于板面，所以，只有將其固定后，才能發(fā)揮其作用。另外，為了避免混凝土出現(xiàn)移位，在施工中，禁止預(yù)應(yīng)力錨具、孔道與振動(dòng)棒相互的接觸。這主要是因?yàn)轭A(yù)應(yīng)力錨固與孔道等鋼筋過(guò)于密集的部位，很容易出現(xiàn)塑性的沉縮裂縫，在振搗過(guò)程中需要格外的小心。當(dāng)混凝土灌注完畢后，施工人員要做好孔道的及時(shí)清理，確保張拉能夠符合要求，提高橋梁的質(zhì)量[3]。

4 結(jié)語(yǔ)

在現(xiàn)代高速公路橋梁施工中，預(yù)應(yīng)力技術(shù)已經(jīng)得到廣泛的使用，極大程度上滿足了高速公路橋梁性能與質(zhì)量的雙重要求，同時(shí)也對(duì)其外觀形態(tài)有所改善。因?yàn)轭A(yù)應(yīng)力技術(shù)對(duì)于高速公路橋梁施工水平有很大的提升，因此，建筑行業(yè)的相關(guān)人員應(yīng)該對(duì)預(yù)應(yīng)力技術(shù)有一個(gè)全面的認(rèn)識(shí)，以便在今后的施工操作中能夠?qū)⑦@一項(xiàng)技術(shù)更好的應(yīng)用下去，確保高速公路橋梁的施工質(zhì)量不受任何影響。

[1] 徐晉英.預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁施工中的應(yīng)用研究[J].山西建筑，2012，38(7)：183-184.

[2] 肖 昆.論公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)施工質(zhì)量控制[J].現(xiàn)代裝飾(理論)，2013(8)：169.

[3] 張 強(qiáng).公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)探討[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2015(7)：122-123.

On prestressed technique in expressway bridge construction

Zhuo Zhiwei

(ShanxiPingyangRoadandBridgeCo.,Ltd,Linfen041000,China)

The paper analyzes the problems in the prestress technique in the expressway bridge construction, illustrates the construction procedure for the prestressed technique from the selection for the prestressed steel strand, selection for prestressed anchorage, and prestressed system design, and points out its quality control measures, so as to promote the construction of the expressway bridges.

expressway, bridge, prestress technique, quality control

1009-6825(2016)24-0176-03

2016-06-12

卓志偉(1979- ),男，工程師

U445

A