橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用分析

譚 春 騰

(湖南高速鐵路職業(yè)技術(shù)學院，湖南 衡陽 421002)

1 工程概況

該橋梁全長3.011 km，設(shè)置(72+128+72) m預(yù)應(yīng)力混凝土雙線連續(xù)梁，連續(xù)梁全長273.5 m，邊支座橫橋向中心距6.2 m，中支座橫橋向中心距6.2 m。箱梁鋼筋分為普通鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼筋。預(yù)應(yīng)力筋分橫向、豎向、水平三個方向設(shè)置，縱向預(yù)應(yīng)力筋設(shè)置在頂板、腹板以及底板上，橫向預(yù)應(yīng)力筋設(shè)在頂板上，豎向預(yù)應(yīng)力筋設(shè)在腹板上。

2 預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的優(yōu)點

2.1 對提高橋梁質(zhì)量具有重要作用

大跨度橋梁工程極其復(fù)雜，而且施工難度很大。所以對預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)提出了更高的要求。只有保證優(yōu)良的技術(shù)，才能實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)橋梁的目標。總的來說，這項技術(shù)關(guān)系到整個橋梁工程的質(zhì)量，也是保證橋梁安全的重要措施，因此，它必須擺在重要的位置。

2.2 增加橋梁的安全性能

在橋梁施工過程中，要把安全放在首位。然而，在大跨度橋梁工程中，由于施工技術(shù)難度較大，橋梁施工中存在諸多問題，威脅著橋梁的安全。因此，有必要從整體上提高橋梁的技術(shù)質(zhì)量。只有全面提高施工技術(shù)，才能保證橋梁的安全性能。其次，應(yīng)注意橋梁工程原材料的選擇，并定期對方案進行評審，防止事故發(fā)生。

3 公路橋梁預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的應(yīng)用

3.1 穿束

預(yù)應(yīng)力筋除縱向預(yù)應(yīng)力在混凝土澆筑后穿束，安裝孔道時應(yīng)穿入橫向預(yù)應(yīng)力。在預(yù)應(yīng)力穿束前，通?？刹捎酶邏猴L清潔孔內(nèi)的灰塵和雜物，同時橫向筋在進行混凝土澆筑施工前穿入，應(yīng)用人工結(jié)合的方式進行縱向筋穿束，整個過程如下所示：

1)應(yīng)用人工操作方式，先將單根鋼絞線傳入到孔內(nèi)，并從另一個孔口位置拉出。

2)利用前面穿好的鋼絞線牽引鋼絲繩完成穿束。

3)在鋼絲繩一端設(shè)置鉤，并將其鉤在鋼束端部的鋼環(huán)之內(nèi)。

4)運用卷揚機拖拉鋼絲繩，使之收緊，并將鋼絞線從另一端拉出。

3.2 張拉設(shè)備

張拉應(yīng)用到的設(shè)備主要有千斤頂和油泵。在本次工程項目中縱向預(yù)應(yīng)力張拉應(yīng)用的是500 t液壓千斤頂，且為其配置高壓電動油泵；而在豎向預(yù)應(yīng)力張拉中采用60 t千斤頂進行張拉，并選擇配套油泵。油壓表的選用：選用防震型油壓表，且表盤直接大于150 mm，精度不小于0.4級。

3.3 張拉控制

1)在進行張拉的過程中，先完成腹板束，然后依次完成頂?shù)装迨?，且按照從外到?nèi)、先長索后短索、對稱性原則進行。采用兩端同步張拉，左右對稱進行，最大不平衡束不能超過1束。

2)采用雙控預(yù)應(yīng)力措施，預(yù)應(yīng)力值主要根據(jù)油壓表讀數(shù)，校核預(yù)應(yīng)力伸長值，預(yù)應(yīng)力鋼束在使用前進行張拉、錨固試驗，同時對之做喇叭口摩阻試驗、管道摩阻試驗，對預(yù)應(yīng)力瞬時損失數(shù)值做具體測量，保證預(yù)施應(yīng)力具有較高的準確性。

3)在完成預(yù)應(yīng)力筋的張拉施工之后，應(yīng)對錨具做封堵處理，同時保證在48 h內(nèi)完成壓漿操作。

3.4 張拉順序

縱向預(yù)應(yīng)力兩端同步張拉，左右對稱。張拉順序應(yīng)先完成腹板束，最后依次完成頂?shù)装迨?，且按照從外到?nèi)、先長索后短索、對稱性原則進行，同時應(yīng)先完成縱向預(yù)應(yīng)力筋張拉，然后再進行豎向張拉。且在張拉的過程中堅持“三同心兩同步”的原則，也就是需保證錨具與錨墊之間保持同心、保證錨墊板與管道之間保持同心、保證千斤頂與錨之間處于同心，此外確?，F(xiàn)澆箱梁兩側(cè)兩端在張拉上面的同步。

3.5 張拉施工

預(yù)施應(yīng)力分階段一次張拉完成，同時保證其強度和彈性模量達到規(guī)定標準，通常為設(shè)計標準的90%，且在完成澆筑不小于5 d之后，對之進行張拉施工，預(yù)施應(yīng)力大小主要根據(jù)油壓表讀數(shù)來確定，且在整個過程中應(yīng)保證兩端位置的拉伸長度保持一致。

鋼絞線的回縮測量應(yīng)在張拉過程中進行(中跨合龍段預(yù)應(yīng)力分兩階段完成，待混凝土強度達到設(shè)置強度50%，按照400 MPa張拉控制應(yīng)力預(yù)張部分鋼束，在混凝土強度達到100%以后再把臨時束張拉控制應(yīng)力補齊)。

3.5.1縱向預(yù)應(yīng)力

縱向預(yù)應(yīng)力張拉由千斤頂設(shè)備完成，總體順序為先完成腹板束，然后完成頂?shù)装迨?，按照從外到?nèi)、先長索后短索、對稱性原則張拉。

3.5.2預(yù)應(yīng)力筋張拉

在進行預(yù)應(yīng)力筋張拉時，主要應(yīng)用雙控措施，張拉力和伸長量應(yīng)同時控制，整個張拉過程應(yīng)嚴格按照設(shè)計要求進行，張拉過程中應(yīng)進行伸長量的觀測，如果伸長量存在不足，應(yīng)查明其具體的原因，然后進行補張拉處理，同時在此過程中應(yīng)注意觀察是否存在滑絲、斷絲的情況。

3.5.3實際伸長量計算

Δ=(ΔL3-ΔL1)+(ΔL2-ΔL1)。

其中，ΔL1,ΔL2,ΔL3分別為10%，20%，100%控制應(yīng)力預(yù)應(yīng)力筋伸長量。

3.5.4預(yù)應(yīng)力張拉程序

在預(yù)應(yīng)力張拉時，首先施加10%的控制應(yīng)力，然后增加到20%，最后增加到100%，并使之持續(xù)5 min。

3.5.5張拉操作步驟

1)鋼絞線、千斤頂就位(調(diào)試)。將工作錨環(huán)套放在鋼絞線束上，使其靠近下錨墊板后塞緊夾片，然后安裝對中(承壓套)。安裝千斤頂，使鋼絞線穿過千斤頂，然后安裝工具錨并塞住夾片。安裝過程中工作錨與工具錨之間不能出現(xiàn)有絞線情況。當千斤頂適當靠近對中套筒時，對千斤頂?shù)奈恢眠M行調(diào)整，使千斤頂、錨環(huán)和孔道在同一軸線上。當施加初始應(yīng)力時，確保不會改變上述安裝條件。

2)張拉至初始應(yīng)力。張拉縱向初應(yīng)力過程中，應(yīng)同時頂起兩端，加載至鋼絞線初應(yīng)力，應(yīng)在兩端再次檢查錨具的對中情況。如果找正不夠準確，應(yīng)卸下千斤頂并重新找正，最后測量油缸的長度，并在工具錨夾片子處標記滑絲，進行一端張拉一端控制。

3)張拉至控制應(yīng)力。當初應(yīng)力張拉后，兩端同時頂起，兩端均勻同步張拉至鋼絞線束張拉控制應(yīng)力。重新測量油缸長度，計算并檢查伸長值，檢查有沒有斷絲情況。負載保持5 min后，回油并卸下錨。

3.5.6鋼絞線切割

當張拉完成后在靠近錨具的鋼絞線上環(huán)周圍做明顯標記，復(fù)查無新斷絲，且在梁體撓度測量合格，由監(jiān)理現(xiàn)場確認無問題之后，才能對之進行鋼絞線切割，準備壓漿施工。在切割的過程中，應(yīng)用砂輪機完成，且注意保持與錨具之間的距離，避免切割損傷到錨具。此外，在進行切割的過程中，應(yīng)注意對錨墊板根部的預(yù)應(yīng)力筋做降溫處理，避免因為切割引起溫度過高，使得鋼絞線出現(xiàn)滑絲的情況。在完成切割之后，應(yīng)對錨具做防銹處理。

3.5.7壓漿與封錨

1)壓漿。

預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉施工完成后，應(yīng)在48 h內(nèi)封堵錨具并完成壓漿作業(yè)。a.壓漿管的布置。在縱向預(yù)應(yīng)力兩端分別設(shè)有壓漿孔以及出漿孔，上端排氣孔采用錨板上拉縫留孔處理，閥門安裝在與壓漿孔連接的壓漿管上。壓漿后泥漿不得流出，以確保泥漿的密度。b.泥漿拌合。漿體強度等級不得低于M55，水泥強度等級采用42.5低堿普通硅酸鹽水泥，并加入高性能無收縮防腐灌漿劑，摻量通過試驗后確定，灌漿劑技術(shù)指標符合相關(guān)要求。水泥漿進入注漿泵之前通過1.2 mm的篩網(wǎng)進行過濾。嚴格依照設(shè)計配比進行調(diào)配，在拌制的過程中，先加入水，然后向其中添加對應(yīng)比例的水泥和灌漿劑，控制攪拌時間，通常時間在3 min～5 min，但從開始攪拌到將漿體壓入孔道，該過程的持續(xù)時間不能大于40 min,且在此期間內(nèi)應(yīng)保持持續(xù)性攪拌。此外，在壓漿入管的過程中，應(yīng)注意控制環(huán)境溫度和漿體入管溫度，環(huán)境溫度應(yīng)大于5 ℃，在低于該數(shù)值時，采用保溫措施。c.壓漿工藝。采用真空輔助壓漿技術(shù)首先要進行泌水率、膨脹性能和防銹性能試驗，這些工作試驗室已完成。通常流動試驗應(yīng)用錐形漏斗來完成，觀測流動時間、最大自由膨脹率、限制膨脹率等參數(shù)。壓漿施工應(yīng)用的是壓漿效率為3 m3/h的連續(xù)式壓漿泵，其型號為ZGG43型。

通常情況下后張預(yù)應(yīng)力筋容易出現(xiàn)被腐蝕的現(xiàn)象，對其原因進行分析，可能因為壓漿施工的過程中，存在不密實的情況，使得壓入管內(nèi)的漿體存在氣泡，且在凝固之后出現(xiàn)空隙；其次水泥漿其本身在壓漿過程中較容易出現(xiàn)泌水、離析的情況，這也是壓漿氣泡、空隙存在的主要因素，進而在后期對預(yù)應(yīng)力筋產(chǎn)生腐蝕作用。

本工程采用的真空輔助灌漿主要采用真空泵將孔道內(nèi)空氣抽成負壓，通常壓力值為-0.06 MPa～-0.08 MPa，且在壓力值保持穩(wěn)定之后，打開壓漿閥門，開啟壓漿泵，對孔道進行持續(xù)性壓漿。與此同時，應(yīng)用另一臺壓漿機在孔道另一端向其中壓入拌制完成的水泥漿，通常壓力值設(shè)定在0.4 MPa～0.5 MPa，通過這種方式能夠有效提升壓漿的密實度，降低氣泡形成率。

壓漿過程中使用的膠管一般應(yīng)不大于30 m。當長度超過此值，應(yīng)適當增加壓力，但長度通常不能超過40 m。在壓漿施工過程中，應(yīng)注意下面幾個問題：對預(yù)應(yīng)力管道進行清洗，用空壓機將管道中的殘余水吹干。嚴格規(guī)范壓漿、配漿過程，且在實際壓漿中注意觀察情況。避免出現(xiàn)串孔、漏漿的情況。如果發(fā)現(xiàn)這些情況，應(yīng)對之及時做出處理。且在壓漿中由于意外情況不能將孔道一次性灌注完成，則應(yīng)當采用高壓水清理管道，并用空壓機將管內(nèi)積水吹凈，故障處理后再進行正常壓漿。

2)封錨。

當管道壓漿完成后根據(jù)設(shè)計要求，采用C55干硬性補償收縮混凝土進行封錨。為了保證混凝土良好的性能，在對之做封錨處理之前，通常需進行防水處理。在封錨時，先在端口的位置安裝鋼筋網(wǎng)，將之綁扎成鋼筋骨架，最后進行混凝土澆筑，且采用聚氨酯防水涂料涂抹。

4 結(jié)語

預(yù)應(yīng)力技術(shù)屬于施工中的基礎(chǔ)施工技術(shù)，在提高施工效率的同時，還應(yīng)加強技術(shù)施工，在保證工程質(zhì)量的同時，保證工程的安全穩(wěn)定。在橋梁和公路的施工中，預(yù)應(yīng)力技術(shù)也應(yīng)保證其技術(shù)的不斷改進，進一步推動我國路橋事業(yè)的發(fā)展進程。