后張法預(yù)應(yīng)力砼橋梁施工技術(shù)應(yīng)用研究

付長春

摘 要：作為道路工程常見的結(jié)構(gòu)形式，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用較為廣泛。在整個結(jié)構(gòu)內(nèi)高應(yīng)力狀態(tài)預(yù)應(yīng)力筋對腐蝕較為敏感。如果出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，相比無應(yīng)力狀態(tài)其速度更快，極易導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力筋銹蝕部位斷面被損壞，從而出現(xiàn)預(yù)應(yīng)力失效等問題，甚至?xí)φ麄€預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的安全性、耐久性造成嚴(yán)重影響。該文在充分掌握預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)基本原理的前提下，結(jié)合具體案例，對后張法預(yù)應(yīng)力砼橋梁施工工藝進(jìn)行探討，并分析了預(yù)應(yīng)力砼橋梁施工工藝的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：后張法預(yù)應(yīng)力砼；橋梁工程；鋼筋工程

中圖分類號：U445.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

在社會經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，我國交通事業(yè)發(fā)展迅速。橋梁工程作為交通工程建設(shè)的主要組成部分，其施工質(zhì)量的優(yōu)劣對工程整體質(zhì)量影響較大。在我國橋梁工程建設(shè)中，普通結(jié)構(gòu)的大中型預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁越來越多，進(jìn)而提高了預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工技術(shù)水平。為滿足道橋平面線形設(shè)計要求，必須進(jìn)一步規(guī)范橋梁建設(shè)施工工藝。預(yù)應(yīng)力混凝土施工中，往往會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫、表面不平整等問題，將對整體結(jié)構(gòu)質(zhì)量造成嚴(yán)重影響，甚至?xí)?dǎo)致質(zhì)量事故發(fā)生。為了進(jìn)一步提升工程施工安全及耐久性，必須結(jié)合工程實際，從多方面采取措施，提高工程質(zhì)量。

1 預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)基本原理

預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)是在受外力荷載作用前，人為地對結(jié)構(gòu)構(gòu)件施加壓力，以此形成預(yù)應(yīng)力狀態(tài)，可將外荷載產(chǎn)生的拉應(yīng)力有效抵消或減小。也可以理解為利用混凝土高抗壓強度性能，對結(jié)構(gòu)抗拉強度缺陷有效克服，從而控制或延緩受拉區(qū)混凝土裂縫產(chǎn)生時間。

通過張拉高強度鋼筋、鋼絲產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力。先張法與后張法為預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的主要張拉方式，第一，先張法是指鋼筋先張拉，隨后進(jìn)行混凝土澆筑，當(dāng)混凝土強度符合施工要求，即可將鋼筋兩端放松；第二，后張法是指混凝土先澆筑，當(dāng)混凝土強度滿足設(shè)計要求，隨后對從混凝土預(yù)留孔道內(nèi)貫穿的鋼筋進(jìn)行張拉，且兩端錨固。相比鋼筋混凝土，預(yù)應(yīng)力混凝土的特點如下：1）選用的材料強度較高，象鋼材、混凝土等；2）抗裂能力、抗?jié)B能力良好；3）節(jié)約材料，象鋼材節(jié)約比例可達(dá)到1/2左右，混凝土節(jié)約比例可達(dá)到2/5左右；4）結(jié)構(gòu)設(shè)計更為美觀、輕巧。

2 工程概況

某橋梁工程為預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，12.99 m寬箱梁橫斷面為單箱雙室，斜腹板。8.99 m寬箱梁橫斷面為單箱單室，斜腹板。1.7 m梁高，2 m箱梁翼緣板長。該橋梁設(shè)計以現(xiàn)場一聯(lián)整體現(xiàn)澆為主，選用后張法預(yù)應(yīng)力箱梁結(jié)構(gòu)。根據(jù)施工條件，可選取1860級鋼絞線作為預(yù)應(yīng)力鋼塑，以Φs15.2低松弛鋼絞線為預(yù)應(yīng)力筋，1 350 MPa為預(yù)應(yīng)力張拉控制應(yīng)力。除此之外，選取塑料波紋管真空灌漿技術(shù)用于預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)施工。其主要設(shè)計參數(shù)見表1。同樣選用塑料波紋管用于預(yù)應(yīng)力孔道，待完成張拉施工后，可將40 MPa水泥漿灌入波紋管內(nèi)。

3 后張法預(yù)應(yīng)力砼橋梁施工工藝

預(yù)應(yīng)力混凝土橋因其具有跨越能力強、經(jīng)濟(jì)性良好等優(yōu)勢成為橋梁工程建設(shè)的首選橋型之一。后張法施工是預(yù)應(yīng)力混凝土橋施工的重點，做好各項施工工作，有利于控制工程質(zhì)量，提高建設(shè)水平。

3.1 鋼筋工程施工

待鋼筋運送至施工場地，應(yīng)做好二次試驗保證質(zhì)量合格。下料前需要調(diào)直鋼筋且除銹，保證鋼筋表面清潔無雜物。根據(jù)施工設(shè)計要求加工鋼筋，象拉直鋼筋后存在死彎的情況，需切除。在加工場地，可統(tǒng)一完成鋼筋下料、彎制工作，待運送現(xiàn)場后，再進(jìn)行焊接、綁扎，要求綁扎鋼筋管架時，保證其穩(wěn)固性，且各部位尺寸無誤，嚴(yán)格按照相關(guān)施工規(guī)范規(guī)定，確定鋼筋用量及規(guī)格。

3.2 模板工程施工

選用鋼模用于該工程施工，使用前，需要保證模板強度、剛度及穩(wěn)定性與施工設(shè)計相符。為避免漏漿，可將海綿等加塞到模板接縫位置，同時確保模板固定良好，拼裝的支架穩(wěn)定。

3.3 混凝土工程施工

混凝土材料應(yīng)具備出廠證明，保證其質(zhì)量合格。選用電子秤計量混凝土配合比，提高其精準(zhǔn)度。在攪拌混凝土?xí)r，可先向罐內(nèi)投入水泥、砂等材料，先進(jìn)行20 s攪拌，隨后將水加入，再次進(jìn)行30 s攪拌，待碎石添加后，需在進(jìn)行1 min攪拌。根據(jù)工程建設(shè)具體情況，可一層一層連續(xù)不斷地進(jìn)行混凝土澆筑，且在40 cm以上控制各層厚度。相比振搗棒振動長度，振搗棒插入深度需控制在2/3以內(nèi)，且向下層混凝土內(nèi)插入一定深度。要求振搗施工在下層混凝土初凝前進(jìn)行，并結(jié)束相應(yīng)位置的上層混凝土施工，保證能夠緊密連接上下混凝土。

3.4 墩臺柱施工

根據(jù)設(shè)計要求，施工吊裝可分節(jié)進(jìn)行，并將海綿條加墊到節(jié)間接頭位置，由螺母連接、固定。待檢驗墩柱鋼筋、模板施工合格后，即可進(jìn)行墩柱混凝土澆筑。通常選用翻斗車作為運輸機械，由吊斗、串筒等工具入模，為了避免離析問題產(chǎn)生，必須合理地控制串筒底與混凝土面之間的距離，要求在2 m以內(nèi)。在澆筑施工中，需要及時查看混凝土坍落度，避免產(chǎn)生過振、漏振等現(xiàn)象。終凝后，應(yīng)做好養(yǎng)護(hù)工作，象灑水保濕等。

3.5 預(yù)應(yīng)力筋張拉

在標(biāo)定、檢查好千斤頂、油泵等構(gòu)件合格后，即可張拉預(yù)應(yīng)力筋。選用雙控法張拉箱梁預(yù)應(yīng)力，是指主要以張拉力控制為準(zhǔn)，且準(zhǔn)確校核鋼束的實際伸長量，在施工規(guī)范要求內(nèi)合理控制實測與理論伸長值之間的偏差，如果偏差較大，應(yīng)及時暫停張拉，并找出原因，采取措施進(jìn)行處理。張拉后張法預(yù)應(yīng)力筋過程中，需先調(diào)節(jié)至初應(yīng)力狀態(tài)，隨后在進(jìn)行伸長值張拉與量測，按照既定張拉順序完成張拉施工。

3.6 壓漿封錨

結(jié)束張拉作業(yè)后，即可進(jìn)行孔道壓漿與封錨。該工程選用真空壓漿法，使密閉狀態(tài)良好的預(yù)應(yīng)力孔道經(jīng)過真空泵抽成真空狀態(tài)，隨后將水泥漿液向孔道內(nèi)壓入。這種壓漿方式，可以有效地克服傳統(tǒng)壓漿工藝的缺陷，提升灌漿飽滿度與密實度，并且增強預(yù)應(yīng)力筋防腐性能，提高結(jié)構(gòu)耐久性的重要措施。

壓漿時可選用425普通硅酸鹽水泥，0.4～0.45為水灰比范圍，鋁粉為膨脹劑。壓漿時，應(yīng)保證各個孔道壓漿達(dá)到壓力最大值時，具有相應(yīng)的穩(wěn)定時間。壓漿應(yīng)保證孔道另一端飽滿，且出漿。完成壓漿之后，需清理干凈漿錨具附近及鑿毛。根據(jù)施工規(guī)定布設(shè)鋼筋網(wǎng)，并進(jìn)行封錨混凝土澆筑。

3.7 伸縮裝置施工

安裝伸縮裝置時，對氣溫要求較高，需控制在10 ℃左右。同時還應(yīng)根據(jù)安裝溫度確定異型鋼間距，象安裝溫度與設(shè)計不符，異型鋼間距則根據(jù)設(shè)計值內(nèi)插。除此之外，應(yīng)按照施工圖紙做好鋼筋預(yù)埋工作。

3.8 橋面系施工

選用鋼纖維防水混凝土用于橋面鋪裝施工，以混凝土內(nèi)水泥摻量為標(biāo)準(zhǔn)，防水劑的摻加量為其3.8 %，并在S6以上控制防水抗?jié)B等級，設(shè)計抗?jié)B標(biāo)號需超過0.6 MPa，纖維要求見表2。

鑿毛及清理工作需在澆筑前完成，澆筑時需要均勻分布鋼纖維，且保證澆筑連續(xù)性，一般將澆筑時間控制在30 min以內(nèi)。根據(jù)工程實際情況，振搗器以平板式為準(zhǔn)，隨后碾壓整平表面，表面無泌水現(xiàn)象即可抹平施工，表面經(jīng)修整之后，不允許存在鋼纖維裸露現(xiàn)象。在初凝前，還應(yīng)進(jìn)行拉毛施工，拉毛過程中嚴(yán)禁鋼纖維被帶出。

4 預(yù)應(yīng)力砼橋梁施工工藝經(jīng)濟(jì)效益分析

相對于其他橋梁，為了更好地了解預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的優(yōu)勢，必須對其施工工藝的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行綜合考慮。象材料費用、壓漿時間及施工技術(shù)等，具體如下：

1）材料費用有所節(jié)省。與金屬波紋管單價相比，塑料波紋管單價較高，每米可多出3～4元，但是由于塑料波紋管具有較小的摩阻系數(shù)，可大幅度降低摩阻損失，促使鋼絞線有效預(yù)應(yīng)力值的有效提升，一般鋼絞線可節(jié)省5 %～8 %。以20 m箱梁50片為例，對其成本進(jìn)行分析，結(jié)果見表3。

2）節(jié)約壓漿時間，降低勞動力，相比真空輔助壓漿時間，普通壓漿所花費的時間為其2倍左右，影響施工進(jìn)度。

3）真空輔助壓漿法的應(yīng)用，在結(jié)構(gòu)安全性、耐久性方面效果較為顯著，同時可延長工程的使用壽命，降低后期橋梁養(yǎng)護(hù)維修成本，具有良好的經(jīng)濟(jì)性。

5 結(jié)語

綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，越來越多的新技術(shù)、新工藝、新材料被廣泛應(yīng)用于工程建設(shè)當(dāng)中，特別是技術(shù)要求高的橋梁工程，技術(shù)應(yīng)用種類已呈現(xiàn)出多樣化的發(fā)展趨勢。后張法在預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工中的應(yīng)用，可以大大地提高施工質(zhì)量，延長工程使用壽命，對實現(xiàn)橋梁工程的社會價值有重大意義。

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