市政橋梁工程中預(yù)應(yīng)力張拉施工的關(guān)鍵技術(shù)研究

孫偉杰

（常德市城市建設(shè)投資集團(tuán)有限公司，湖南 常德 415000）

1 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展和基礎(chǔ)交通設(shè)施的不斷完善，城市橋梁工程的建設(shè)步伐日益加快，同時對橋梁結(jié)構(gòu)的質(zhì)量控制也更加嚴(yán)格。市政橋梁工程在建設(shè)時如果選用多跨、連續(xù)結(jié)構(gòu)，可能會同時存在負(fù)彎矩與正彎矩，導(dǎo)致橋梁支柱穩(wěn)定性較差。為了提高橋梁結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，改善橋梁的承載能力，提高橋梁的運(yùn)營使用壽命，工程上大多采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)來加固橋梁結(jié)構(gòu)。如果橋梁預(yù)應(yīng)力技術(shù)張拉方案設(shè)計不合理，往往會引起橋梁建設(shè)質(zhì)量下降、工期推遲等問題，嚴(yán)重的可能造成重大人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。

目前，國內(nèi)學(xué)者和工程技術(shù)人員也針對市政橋梁工程中的預(yù)應(yīng)力張拉技術(shù)展開了一些研究，如胡凱等【1】通過現(xiàn)場載荷試驗(yàn)研究了預(yù)應(yīng)力張拉后橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力，并從鋼絞線穿束、壓漿、鋼絞線張拉等方面對預(yù)應(yīng)力張拉質(zhì)量的控制措施開展研究；劉洋等【2】結(jié)合多年工程經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了市政橋梁工程預(yù)應(yīng)力張拉施工的基本流程及注意事項(xiàng)。因此，研究市政橋梁工程中的預(yù)應(yīng)力張拉施工的關(guān)鍵技術(shù)具有十分重要的工程意義。

2 預(yù)應(yīng)力技術(shù)基本概念

所謂預(yù)應(yīng)力張拉技術(shù)是將拉力提前附加在構(gòu)件中，構(gòu)件由于受到了拉應(yīng)力發(fā)生了形變，進(jìn)而承受來自鋼結(jié)構(gòu)的載荷。一般開展預(yù)應(yīng)力張拉作業(yè)時需要的構(gòu)件有鋼絞線或預(yù)應(yīng)力筋、錨塞、錨環(huán)、墊板等，各構(gòu)件具體位置參考圖1。

3 依托工程概況

圖1 預(yù)應(yīng)力張拉構(gòu)件組成

本文依托項(xiàng)目為某市政橋梁工程，該橋梁總體布置如圖2所示，橋位區(qū)屬侵蝕低中山地貌，地形凹凸不平，沖溝發(fā)育，橋位區(qū)范圍內(nèi)中線地面高程1 010.0～1 060.0m，最大相對高差50m，交通條件較差。橋梁交角90°，橋長187m，橋型布置為6×30m 預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁，橋梁各分跨線均徑向布置，并采用預(yù)應(yīng)力張拉技術(shù)施工。橋梁地層信息表明有溶洞存在，溶洞頂板較薄，在荷載作用下容易發(fā)生坍塌等災(zāi)害，橋梁設(shè)計時采用樁基礎(chǔ)穿越溶洞，使得樁基礎(chǔ)坐落于較好的持力層之上。

圖2 某市政橋梁工程總體布置圖

4 預(yù)應(yīng)力張拉施工關(guān)鍵技術(shù)

4.1 預(yù)應(yīng)力鋼絞線綁扎和穿束

在市政橋梁工程進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼絞線綁扎及穿束之前，施工方首先需要對相應(yīng)的施工材料進(jìn)行檢查，來確保施工材料的質(zhì)量滿足橋梁施工的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，并且在施工期間工作人員需要分2 個步驟開展混凝土箱梁鋼筋的保障工作：首先施工人員需要進(jìn)行市政橋梁的底膜安裝，在安裝過程中需要對橋梁的腹板和底板部位利用鋼筋進(jìn)行捆扎，然后再對橋梁的腹板和底板部位進(jìn)行混凝土的澆筑。在混凝土澆筑完成后，可以開始安裝翼板和頂板底模，在安裝過程中需要通過合理的綁扎方式對翼板和頂板鋼筋進(jìn)行捆扎，同時在鋼筋進(jìn)行捆扎的過程中，工作人員需要對鋼筋的預(yù)應(yīng)力孔道進(jìn)行加固，通常采用的加固方法是通過軌道鋼筋進(jìn)行預(yù)應(yīng)力孔道加固。

施工技術(shù)人員在埋設(shè)波紋管和預(yù)應(yīng)力鋼絞線的過程中，應(yīng)當(dāng)仔細(xì)對相應(yīng)的波紋管進(jìn)行檢查，避免將破損的波紋管埋進(jìn)橋梁的混凝土中。同時，在進(jìn)行鋼筋的焊接過程中，施工人員需要對波紋管進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)，避免鋼筋焊接過程中產(chǎn)生的火花對波紋管造成傷害。通?？梢岳脻竦募垰ぐ宸胖糜诓y管上方，這樣就可以有效地避免火花對波紋管造成傷害。此外，在施工過程中如果出現(xiàn)了坡口，那么施工人員就應(yīng)當(dāng)立即采取相應(yīng)的措施進(jìn)行彌補(bǔ)。同時，在施工過程中，施工人員還需要嚴(yán)格地控制定位鋼筋的間隔距離，通常需要將每組的定位鋼筋間隔距離維持在50cm 左右，并且在完成橋梁施工中的混凝土澆筑作業(yè)之后，施工方需要在澆筑后的第3 天進(jìn)行穿束作業(yè)，通常在穿束作業(yè)過程中，施工方需要將100cm 左右長度的鋼絞線預(yù)留在穿束孔周邊，這樣就可以更好地進(jìn)行穿束過程中的張拉工作。

4.2 混凝土的澆筑及養(yǎng)護(hù)

在進(jìn)行市政橋梁工程混凝土澆筑和養(yǎng)護(hù)過程中，施工方通?？刹捎貌迦胧秸駬v器應(yīng)用于箱梁混凝土的澆筑中，同時在施工過程中，施工人員還需要在每一層澆筑完成后，再次采用插纖式的振搗器進(jìn)行二次加工，并且在混凝土澆筑作業(yè)開展之前，還需要對橋梁施工中的模板和鋼筋進(jìn)行仔細(xì)檢查。如果在檢查中發(fā)現(xiàn)波紋管存在破損現(xiàn)象，施工人員就應(yīng)當(dāng)立即采用膠帶對波紋管進(jìn)行密封，這樣才可以保證在混凝土澆筑施工過程中，波紋管內(nèi)部不會涌入砂漿。在混凝土澆筑施工完成后，現(xiàn)場的驗(yàn)收人員還需要對混凝土澆筑作業(yè)進(jìn)行驗(yàn)收，在確保澆筑施工達(dá)到相應(yīng)的工程質(zhì)量要求后，才可以開展后續(xù)的施工。

在進(jìn)行混凝土的澆筑過程中，施工人員通常是采用水平的斜向分層澆筑法，通過這種澆筑方式可以嚴(yán)格地控制混凝土的澆筑厚度，將混凝土的澆筑厚度保持在30cm 左右。并且在澆筑過程中，施工方最好利用龍門吊的配料斗分前后2 班進(jìn)行縱向作業(yè)，這樣就可以控制混凝土澆筑過程中上層和下層之間的距離。在完成混凝土澆筑作業(yè)過后，現(xiàn)場的監(jiān)理工程師在確?；炷帘砻媸諠{初步凝結(jié)后，便可以通知施工方進(jìn)行側(cè)面的貼膜施工，在施工中主要是將土工布覆蓋于混凝土的上方，從而對混凝土做好養(yǎng)護(hù)工作。

4.3 預(yù)應(yīng)力張拉施工

在進(jìn)行市政橋梁工程預(yù)應(yīng)力的張拉施工中，施工方首先需要對橋梁箱梁的混凝土強(qiáng)度進(jìn)行檢查，確?；炷翉?qiáng)度達(dá)到90%的工程設(shè)計強(qiáng)度后，才可以開展張拉鋼絞線施工。在開展張拉鋼絞線施工的過程中，施工人員需要對孔道位置及孔道附近的雜物進(jìn)行清理，來避免孔道內(nèi)殘留部分水質(zhì)和雜物。同時，還需要將孔道內(nèi)部的混凝土殘渣和焊渣進(jìn)行清除。

在鋼絞線張拉過程中，需要分段進(jìn)行施工，在腹板的底板之前進(jìn)行張拉作業(yè)時，需要同時對稱于鋼絞線的兩端，然后通過千斤頂和孔道軸線的位置進(jìn)行檢查，來確保鋼絞線的位置可以連成一條直線。同時，在施工中還需要對鋼絞線的初始應(yīng)力進(jìn)行設(shè)計值控制，當(dāng)鋼絞線的初始應(yīng)力達(dá)到了10%的設(shè)計控制值時，不僅要對鋼絞線的滑動情況進(jìn)行檢查，還需要對鋼絞線的伸長量進(jìn)行測量【3～5】。

5 結(jié)語

本文依托某市政橋梁工程，對預(yù)應(yīng)力張拉技術(shù)的基本內(nèi)涵及施工關(guān)鍵技術(shù)展開了深入的分析，主要得到以下幾方面的結(jié)論：

1）預(yù)應(yīng)力張拉技術(shù)是將拉力提前附加在構(gòu)件中來承受來自鋼結(jié)構(gòu)的載荷，施工時一般需要鋼絞線或預(yù)應(yīng)力筋、錨塞、錨環(huán)、墊板等構(gòu)件輔助。

2）在預(yù)應(yīng)力鋼絞線綁扎時，施工人員需要對鋼筋的預(yù)應(yīng)力孔道進(jìn)行加固，同時在鋼絞線的穿束作業(yè)期間，施工人員還應(yīng)當(dāng)預(yù)留100cm 左右鋼絞線穿束孔。

3）混凝土澆筑之前應(yīng)當(dāng)檢查波紋管是否存在破損現(xiàn)象，如發(fā)現(xiàn)破損，施工人員應(yīng)對波紋管進(jìn)行密封，以確保波紋管內(nèi)部砂漿不會涌入。

4）鋼絞線張拉之前應(yīng)將孔道附近的雜物進(jìn)行清理，并檢查混凝土強(qiáng)度是否達(dá)到了工程設(shè)計強(qiáng)度的90%。同時，鋼絞線張拉質(zhì)量采用“雙控法”。