公路橋梁施工中預應力技術(shù)的應用探究

趙世清

摘 要：本文以公路混凝土橋梁預應力施工中應力檢測方式的應用為入手點，闡述了公路混凝土橋梁預應力施工中應力檢測方式應用機理。以具體公路橋梁施工工程及公路混凝土橋梁施工為例，利用振弦式應變計，結(jié)合振弦式應變計配套讀數(shù)儀，對公路混凝土橋梁預應力施工中應力檢測方式在公路橋梁施工中的典型應用進行了簡單的分析。并結(jié)合公路混凝土橋梁預應力施工中應力檢測結(jié)果，探究了公路混凝土橋梁預應力施工中應力檢測要點。

關鍵詞：公路橋梁施工;預應力施工應力檢測工藝;振弦式應變計;錨固扭矩

引言

預應力橋梁主要是以預應力為主要結(jié)構(gòu)，通過在橋梁中預先施加應力，進行公路橋梁修建的方式。公路施工工程預應力橋梁檢測是公路橋梁施工工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的主要保障，也是公路橋梁施工工程后續(xù)運行的主要依據(jù)。因此，在現(xiàn)階段公路橋梁施工工程運行過程中，為保證預應力施工應力檢測工藝實際價值的充分發(fā)揮，對預應力施工應力檢測工藝在公路橋梁施工中的應用進行適當分析就變得至關重要。

1.公路橋梁施工中預應力施工應用要點分析

1.1 公路橋梁施工選材要點

在公路橋梁施工中，材料是其中非常重要的基礎保障部分，因此，在材料選取的過程中，應該提高對材料性能和指標的重視，不僅要保證材料的質(zhì)量指標、性能可以符合施工的要求，同時還要考慮成本方面的因素。在具體施工中，一般所選用的鋼材包括預應力鋼筋、鋼絞線、以及低松弛型的鋼絞線，其中預應力鋼筋和預應力鋼絞線屬于傳統(tǒng)材料，而低松弛型鋼絞線則屬于新型材料，在當今的路橋施工中具有明顯的優(yōu)勢，也得到了廣泛的應用。在同等條件下，低松弛型鋼絞線比預應力筋和預應力鋼絞線更加節(jié)省材料，并且因為輕便而容易操作，在成本方面的優(yōu)勢十分突出。而預應力筋主要是因為價格低廉的優(yōu)勢。在路橋施工中建議根據(jù)施工的實際情況，以及設計方面的要求來選擇相應的材料，但首先要保證規(guī)格、尺寸等要符合設計要求。另外，對施工工具要進行優(yōu)化，例如在選擇應力錨具的時候，就要首先明確路橋施工的質(zhì)量標準，并且要明確構(gòu)件載荷屬性等。

1.2 混凝土振搗作業(yè)

混凝土是公路橋梁施工的重要組成部分，在實際進行預應力施工過程中，應該嚴格按照混凝土施工標準來完成振搗工作，在這個期間，應保持振搗棒呈現(xiàn)垂直狀態(tài)進行作業(yè)，并且要保證振搗棒的插入速度，在插入時候不能太慢，而拔出時候不能太快。振搗工作過程中，要實時注意振搗的效果，主要側(cè)重點在防止出現(xiàn)氣泡。另外，要做出振搗工作的應急預案，避免產(chǎn)生意外因素來影響振搗工作的進度。

1.3 加固作業(yè)

如果想要在公路橋梁施工中，增加和鞏固路橋的載荷性能，就必須采取一些必要的加固措施。在加固工作中，一般都會采取優(yōu)化構(gòu)件結(jié)構(gòu)的方式，并且補強構(gòu)件，如此來提高加固作業(yè)的質(zhì)量，提高公路橋梁的穩(wěn)定性和安全性。并且，通過補強構(gòu)件的工作，以及對結(jié)構(gòu)性能進行優(yōu)化可以有效提高路橋的承載能力，進而延長了公路橋梁的壽命。但是在其中應該注意的是，雖然補強構(gòu)件可以加強橋梁的承載力，但是卻可能導致結(jié)構(gòu)內(nèi)部出現(xiàn)內(nèi)應力，從而產(chǎn)生不良影響。因此，在進行加固工作過程中，相關的工作人員一般會采取先卸載結(jié)構(gòu)的方式，然后對公路橋梁工程的主體部分進行加固措施，主要是根據(jù)在公路橋梁項目施工構(gòu)件的初始應變來提高穩(wěn)固的效果，可以說是對其主體施加預應力，作用與混凝土體上，進而促使相應的部分承受壓力，從而出現(xiàn)拉力應變的效果，基于這樣的原理來提高路橋工程的總體載荷，對工程主體的受力體系進行最大限度的優(yōu)化。

1.4 受彎構(gòu)件中的應用

在公路橋梁項目施工中，受彎構(gòu)件是其中被廣泛應用的構(gòu)件，材料主要是纖維為主，具有很高的強度，并且非常容易操作，很容易運輸。并且由于碳纖維受彎構(gòu)件在載荷方面具有明顯的優(yōu)勢，可以解決混凝土載荷在設計方面的需求。但是如果大量采用碳纖維，就無法避免在內(nèi)部產(chǎn)生結(jié)構(gòu)方面應力的問題，進而導致混凝土產(chǎn)生的初始應力，就會比碳纖維高，如此就會對路橋構(gòu)件結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，也無法發(fā)揮出碳纖維應有的性能方面的優(yōu)勢。因此，在進行加固受彎構(gòu)件的過程中，構(gòu)件內(nèi)部就會出現(xiàn)壓應變、拉應變兩種情況，直接影響到彎矩、剪力，在這種情況下，混凝土受壓區(qū)，就會產(chǎn)生很大的承受載荷，在最大載荷的受壓部位，其抗壓強度產(chǎn)生的相關效應，會增強混凝土體內(nèi)的鋼筋屈服強度，并提高工程整體的穩(wěn)固性，以及提高工程總體的安全性、可靠性。

1.5 預制箱梁施工應用

在實際進行公路橋梁施工的過程中，應該針對于預應力的每個施工環(huán)節(jié)，以及預應力的每個施工程序，都要進行嚴格的控制，特別是預應力施工中的箱梁結(jié)構(gòu)施工環(huán)節(jié)，因為這個環(huán)節(jié)可以對整個項目的質(zhì)量產(chǎn)生直接性的影響。首先，應該經(jīng)過嚴格的審查，保證在預應力施工過程中，有足夠的施工水平，并且，在混凝土施工工作中，應該保證可以持續(xù)進行，避免出現(xiàn)中間停工的情況。在實際公路橋梁施工過程中，還應該嚴格按照施工的工藝標準，以及相關部門的操作規(guī)范進行混凝土振搗作業(yè)，進而可以避免在振搗的過程中出現(xiàn)漏振、過振的情況和問題，如此，就可以保證箱梁施工的水平，并保證箱梁施工的質(zhì)量。在完成箱梁混凝土模塊的施工之后，首先應該等待混凝土收漿，并在其上覆蓋保護物，并安排專門的工作人員定期進行灑水進行養(yǎng)護。在收漿完畢后，進行拆模過程中，切記不能過于野蠻，應該降低動作的速度，勻速拆除，也不能夠重擊和踩踏。在壓漿的過程中，要嚴格選用顆粒最細的水泥，如果在其中出現(xiàn)凝結(jié)成塊的水泥，堅決不能使用。在出漿口的部位，應該過篩，進而防止無法順利進入孔道。另外，在其中還要加入膨脹劑，主要目的在于提高管道內(nèi)的密實度。當完成壓漿的工作后，特別要注意水泥漿的強度，當強度達到預定的數(shù)值之后，才可以進行移梁的工作，以及進行后面的工作。

2.公路橋梁施工中預應力技術(shù)的典型應用

2.1 某公路橋梁預應力施工工程概況

某公路橋梁工程是國家重大工程項目中特大預應力混凝土連續(xù)鋼構(gòu)橋，主橋跨徑為 144 m+2*250 m+144 m，是現(xiàn)階段我國跨徑較大的多跨連續(xù)鋼構(gòu)橋。該公路橋梁工程主橋為上下行分離的兩幅獨立橋梁，箱梁頂寬為 11.5 m，底寬為 5.8 m，橋墩位置梁高及跨中為 13.8 m、4.0 m，整體橋梁設計三向預應力體系，均依據(jù)延伸量、張拉力雙控施工。

2.2 公路橋梁預應力施工工藝實施流程

某公路橋梁縱向預應力束、橫向預應力束均采用極限強度為 1780 MPa 的 ASTM418-87A265 級鋼絞線。而豎向預應力則采用屈服強度為 1050 MPa 的φ30 mm 精軋螺紋粗鋼筋，設計張拉力為 760 kN。具體公路橋梁豎向預應力鋼筋主要為梁底錨固、梁頂張拉模式，預應力筋定尺內(nèi) 10 m，在墩頂周邊梁段粗鋼筋用連接器連接。

在張拉前期，某公路橋梁預應力施工技術(shù)人員可對預應力連接器進行逐批檢測，保證公路橋梁墩頂位置粗鋼筋用連接器尺寸與設計要求相符。且可與鋼筋緊密咬合。同時某公路橋梁預應力張拉施工作業(yè)人員可以混凝土強度為設計強度的 65%為標準，進行千斤頂、油表、油泵等設備的配套標定。并依據(jù)錨固端墊板安裝——錨固螺母安裝——穿心拉桿連接——千斤頂就位——預應力張拉——預應力鋼筋延長量測讀——螺母擰緊的順序進行預應力張拉作業(yè)。

3.公路橋梁施工中預應力施工應力檢測工藝的具體應用

3.1 公路橋梁預應力施工應力監(jiān)測儀器選擇

公路橋梁預應力檢測主要是利用振弦式應變計，結(jié)合振弦式應變計配套讀數(shù)儀。依據(jù)應力釋放間接檢測原理，在公路混凝土橋梁預應力束張拉及混凝土澆筑前期，將振弦式應變計預先埋設在監(jiān)控斷面內(nèi)，自動記錄測點布置位置的應力變化。并在對測量前后公路混凝土橋梁彈性模量進行對比分析，最終得出實際預應力張拉結(jié)果。

3.2 公路橋梁預應力施工應力監(jiān)測方案設計及實施

由于該公路橋梁豎向預應力貫穿整條橋梁，為保證整體橋梁結(jié)構(gòu)安全、運營質(zhì)量，某工程預應力施工技術(shù)人員可在前期結(jié)構(gòu)計算機立模高程預設的基礎上，在每一施工節(jié)段斷面布設六個測點。并在梁底布設三個測點，梁面布設三個測點。每一測點均用螺紋鋼進行標識制備。同時在鋼筋露出頂面混凝土位置，配合箱梁頂板中下層、中上層鋼筋，在距離頂板的底模板的適當位置進行鋼筋測點的預先埋設。具體檢測工作需分別在每一施工節(jié)點混凝土澆筑前后及預應力束張拉前后逐次測量。同時考慮到溫度對公路橋梁預應力束張拉撓度的影響，某公路橋梁預應力施工技術(shù)人員可選擇每一測試工況施工完畢后次日清晨8：00前進行測試，避免日照對主梁撓曲作用影響測量精確度。需要注意的是，在某公路混凝土橋梁整體預應力施工階段，某公路橋梁預應力施工技術(shù)人員應對整體基準點、測點進行保護，避免混凝土施工、懸澆施工對基準點、測點造成破壞。以某公路橋梁墩654號墩-655號段斷面檢測點設置為例，某公路橋梁預應力檢測人員可以選擇654號墩的0號塊上距離支座中心4.0m的B、C兩個截面及655號墩2號塊上距離支座中心6.5mF、G兩個截面，分別設置6個測點。并在1/3跨斷面設置4個測點，共36個應力測點。

4.結(jié)束語

綜上所述，構(gòu)建有效的預應力體系對于公路橋梁結(jié)構(gòu)安全、運營質(zhì)量具有重要的影響。因此，依據(jù)預應力設計及預應力施工規(guī)范，在預應力在張拉工藝實施過程中，公路橋梁施工技術(shù)人員可在張拉控制應力符合施工作業(yè)要求的基礎上，對公路橋梁施工中預應力施工質(zhì)量進行全面檢測，結(jié)合檢測結(jié)果確定后續(xù)預應力施工方案，保證公路橋梁施工質(zhì)量。

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