橋梁建筑中預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁施工技術(shù)分析

于子翔 昆明理工大學(xué)城市學(xué)院土木工程系

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，橋梁建筑工程的數(shù)量不斷增加。為確保橋梁建筑工程的施工質(zhì)量，必須采用科學(xué)的施工技術(shù)。預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁施工技術(shù)是橋梁建筑工程中的一種關(guān)鍵技術(shù)，通過在混凝土工程施工中應(yīng)用該技術(shù)，能夠確保混凝土在構(gòu)造時(shí)及時(shí)生成預(yù)應(yīng)力，減少、排除荷載帶來的拉應(yīng)力，提高橋梁建筑的抗壓強(qiáng)度。預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁施工技術(shù)對(duì)提高橋梁建筑工程的施工質(zhì)量及使用壽命具有重要的意義。

1 預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁

預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁是一種預(yù)應(yīng)力技術(shù)，在橋梁建筑工程中，這項(xiàng)技術(shù)主要應(yīng)用在混凝土工程中。通過在混凝土工程中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁，可以使混凝土在構(gòu)造過程中及時(shí)產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力，達(dá)到減小甚至完全消除外在荷載帶來的拉應(yīng)力，可有效提高混凝土的抗壓強(qiáng)度，有效預(yù)防混凝土發(fā)生破裂。預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁在20 世紀(jì)80 年代后在道路橋梁工程領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁擁有兩個(gè)明顯的優(yōu)勢(shì)。第一，實(shí)用性比較強(qiáng)。將預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁應(yīng)用在橋梁建筑工程中，可以減少材料的用量及結(jié)構(gòu)截面積[1]。目前，用地資源緊張問題日益加劇，應(yīng)用預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁可以縮減立交橋的高度以及引道的長(zhǎng)度，從而能夠有效減少對(duì)土地資源的占用，可提高橋梁建筑工程的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。同時(shí)，應(yīng)用預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁，還有利于預(yù)防混凝土裂縫問題的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)了建筑結(jié)構(gòu)的改良，能夠有效確保橋梁建筑的質(zhì)量。第二，空間效應(yīng)較好。橋梁建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工過程中，應(yīng)綜合考慮地下管道敷設(shè)情況、城市規(guī)劃情況等，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行精準(zhǔn)布局。將預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁應(yīng)用在橋梁建筑工程中，能夠使橋梁結(jié)構(gòu)的受力體系更加復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)了受力情況的改善與均衡，有利于提高橋梁建筑的抗?jié)B性、抗裂性，有效減少甚至避免堿、鹽、水等物質(zhì)對(duì)橋梁的腐蝕，可以延長(zhǎng)橋梁的使用壽命。

2 預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1 地基處理技術(shù)

橋梁建筑中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁時(shí)，地基處理是一項(xiàng)基礎(chǔ)性內(nèi)容，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：第一，地基處理前，應(yīng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全面調(diào)查，以施工標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，對(duì)標(biāo)高進(jìn)行合理控制，從而為地基施工奠定良好的基礎(chǔ)；第二，地基施工中，應(yīng)確保施工的連續(xù)性，注意預(yù)防不均勻沉降；第三，地基施工中，應(yīng)注意頂面，確保頂面平整，在兩側(cè)設(shè)置縱向排水溝，確保降水可以順利流出；第四，地基施工結(jié)束后，應(yīng)開展承載試驗(yàn)，即在施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置承壓板，設(shè)置合理的豎直載荷，對(duì)承壓板的壓力、地基變形程度進(jìn)行準(zhǔn)確檢測(cè)，并將檢測(cè)結(jié)果繪制成曲線圖。如果曲線趨向于直線，說明地基的抗剪強(qiáng)度大于剪應(yīng)力，整體相對(duì)穩(wěn)定[2]。

2.2 支架施工技術(shù)

橋梁建筑中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁時(shí)，支架施工是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。支架施工中，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：第一，施工前應(yīng)進(jìn)行測(cè)量放樣，確定支架的平面方位，對(duì)所有支架結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面檢查，以確保支架施工質(zhì)量；第二，支架施工過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案的要求進(jìn)行施工，在選擇搭設(shè)方式的時(shí)候，可以從中間向兩端，也可以從一端到另一端。不建議從兩端向中間，以避免支架搭建過程中合攏失敗，影響施工質(zhì)量。

2.3 底板安裝與預(yù)壓施工

橋梁建筑中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁時(shí)，底板安裝與預(yù)壓施工也是一個(gè)關(guān)鍵內(nèi)容。在底模、支撐梁搭設(shè)與安裝過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案進(jìn)行操作。一般分為預(yù)測(cè)、預(yù)壓、卸載3 個(gè)步驟。第一，預(yù)測(cè)。預(yù)測(cè)指綜合考慮地基、支架的情況，對(duì)預(yù)壓觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置，地基預(yù)測(cè)點(diǎn)設(shè)置在每跨的1/4 處、1/2 處以及3/4 處，支架觀測(cè)點(diǎn)設(shè)置在橋墩邊緣1/4 跨處、1/2 跨處以及3/4跨處[3]。3 個(gè)地基預(yù)測(cè)點(diǎn)、3 個(gè)支架觀測(cè)點(diǎn)要對(duì)稱布設(shè)。第二，預(yù)壓。預(yù)壓荷載包括鋼筋混凝土重量、外模板重量和底模重量3個(gè)方面。第三，卸載。加載完成后，不僅要在觀測(cè)點(diǎn)位置進(jìn)行觀測(cè)，還要檢查地面、支架、模板受載后的變化情況，并對(duì)記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行仔細(xì)分析，計(jì)算各點(diǎn)的沉降值和平均沉降值。

3 預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁施工的注意事項(xiàng)

3.1 確保參數(shù)準(zhǔn)確

在橋梁建筑工程中，結(jié)構(gòu)參數(shù)是基本資料，確保資料的真實(shí)性、準(zhǔn)確性是保障施工方案合理性、科學(xué)性的重要前提。例如，混凝土必須滿足設(shè)計(jì)要求，才能進(jìn)行多層多跨預(yù)應(yīng)力筋張拉施工，以保障施工安全、施工質(zhì)量。

3.2 采取科學(xué)的監(jiān)測(cè)手段

橋梁建筑施工中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁時(shí)，應(yīng)采取相應(yīng)的監(jiān)測(cè)手段，以保障施工進(jìn)度符合安全施工標(biāo)準(zhǔn)的要求。例如，應(yīng)采取有效的檢測(cè)手段對(duì)機(jī)械設(shè)備、施工圖紙進(jìn)行檢測(cè)，確保其符合工程要求[4]。預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁施工中，如果設(shè)備不符合要求，則會(huì)影響施工質(zhì)量。加強(qiáng)對(duì)施工工藝的監(jiān)管，對(duì)施工條件進(jìn)行準(zhǔn)確分析，才能確保工程質(zhì)量。

3.3 結(jié)合工程實(shí)際情況進(jìn)行施工

橋梁建筑施工中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁時(shí)，必須結(jié)合工程的實(shí)際情況。例如，針對(duì)跨度比較大的橋梁，一般采用2 ～5 孔一聯(lián)的方式，以減少連續(xù)梁過長(zhǎng)而導(dǎo)致的附加影響、維護(hù)費(fèi)用。再如，預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁施工中，可根據(jù)實(shí)際情況選擇等跨或不等跨、等高或不等高的結(jié)構(gòu)形式。

4 預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁在橋梁建筑中的有效應(yīng)用策略

4.1 合理選擇材料與工具

橋梁建筑施工中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁時(shí)，為確保施工質(zhì)量，應(yīng)對(duì)施工中用到的各種材料、工具進(jìn)行合理選擇。鋼絞線與錨具是主要的材料、工具，在實(shí)際施工中應(yīng)對(duì)鋼絞線與錨具進(jìn)行優(yōu)化，從而充分發(fā)揮預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁的作用與優(yōu)勢(shì)。鋼絞線的類型較多，比較常用的包括普通鋼絞線、矯直回火性鋼絞線以及低松弛性鋼絞線等，應(yīng)根據(jù)工程要求對(duì)鋼絞線進(jìn)行合理選擇。低松弛性鋼絞線具有施工方便、成本較低、效果較好的優(yōu)勢(shì)，因此得到了廣泛應(yīng)用。在選擇鋼材時(shí)，應(yīng)注意鋼材表面狀態(tài)、伸長(zhǎng)率、斷裂荷載度、產(chǎn)品規(guī)格要求等指標(biāo)。常用的錨具包括機(jī)械錨、摩阻錨，應(yīng)根據(jù)不同的施工方法合理選擇錨具。

4.2 科學(xué)確定施工方案

為確保預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁的順利施工，在施工前應(yīng)制訂科學(xué)、可行的施工方案。施工單位應(yīng)對(duì)城市建設(shè)規(guī)劃以及道路交通、給排水、電力、燃?xì)獾染€路的布置情況進(jìn)行全面調(diào)查、分析，充分考慮各方面的因素，制訂科學(xué)、合理的施工方案，以減少返工現(xiàn)象。一方面，應(yīng)做好與各管線單位的溝通協(xié)調(diào)工作以及長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃，避免施工過程中對(duì)管線布置進(jìn)行反復(fù)調(diào)整；另一方面，應(yīng)嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求，對(duì)施工方案進(jìn)行制訂、審批，避免竣工驗(yàn)收的時(shí)候由于工程不達(dá)標(biāo)而導(dǎo)致無法完工。

一般情況下，混凝土工程是橋梁建筑施工中難度較高的部分，在使用高質(zhì)量施工材料的基礎(chǔ)上，也要設(shè)置科學(xué)的應(yīng)急預(yù)案。混凝土施工中，應(yīng)確保供電設(shè)備、運(yùn)輸設(shè)備、攪拌設(shè)備、泵送設(shè)備等準(zhǔn)備齊全、功能完好[5]?；炷凉こ淌┕ぶ校瑢?duì)振搗技術(shù)有著較高的要求，在振搗過程中應(yīng)確保振動(dòng)棒快速插入，而拔出振動(dòng)棒的時(shí)候要緩慢進(jìn)行。同時(shí)還要根據(jù)混凝土的實(shí)際情況，對(duì)振搗時(shí)間進(jìn)行合理確定，確保無氣泡，否則便要進(jìn)行二次振搗。

4.3 做好加固施工

橋梁建筑施工中，一般需要采取加固的方式提高橋梁的承載性能。加固施工過程中，需要進(jìn)行構(gòu)件補(bǔ)強(qiáng)，也可以改善構(gòu)件結(jié)構(gòu)。加固的方法有很多，如可以通過加固橋面補(bǔ)強(qiáng)層、提高外部預(yù)應(yīng)力、改變受力體系等方式來提高橋梁的承載性能。但是，在加固施工中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，可以使橋梁在受拉區(qū)產(chǎn)生拉應(yīng)力，進(jìn)而起到良好的加固效果。采取預(yù)應(yīng)力技術(shù)可以達(dá)到節(jié)約資源與成本的目的。橋梁建筑施工過程中，碳纖維也得到了廣泛應(yīng)用，有些碳纖維具有較高的強(qiáng)度，施工也比較方便，且會(huì)產(chǎn)生與混凝土應(yīng)變?cè)隽坑嘘P(guān)的應(yīng)力。如果混凝土的初始應(yīng)力大于碳纖維產(chǎn)生的應(yīng)力，則橋梁構(gòu)件便會(huì)遭受破壞，導(dǎo)致碳纖維無法發(fā)揮其應(yīng)有的作用。面對(duì)這樣的情況，應(yīng)合理使用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，提前進(jìn)行加載，使其具備一定的初始應(yīng)力基礎(chǔ)，以提高碳纖維的整體效用。

4.4 加強(qiáng)施工質(zhì)量管控

預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁施工中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)施工質(zhì)量的管控，可以從以下幾個(gè)方面入手。第一，提高施工精度。施工過程中，連續(xù)梁懸臂澆筑可以不斷對(duì)各節(jié)段的誤差進(jìn)行調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)提高精準(zhǔn)度、經(jīng)濟(jì)效益的目標(biāo)，保障施工效果。第二，設(shè)置施工預(yù)留拱度，找出施工的最佳參考標(biāo)準(zhǔn)，減少不利因素。同時(shí)也可以結(jié)合施工人員的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，以確保連續(xù)梁的懸臂澆筑質(zhì)量[6]。例如，箱梁鋼絞線施工中需要注意很多事項(xiàng)，尤其要高度重視預(yù)應(yīng)力張拉中鋼絞線的張拉順序，橫向的鋼絞線是自上而下地進(jìn)行拉張，在腹板拉張中則是自下而上進(jìn)行張拉。在拉張后應(yīng)根據(jù)環(huán)境情況，對(duì)預(yù)應(yīng)力管道進(jìn)行壓漿作業(yè)，并避免在雨天施工。第三，建立科學(xué)的質(zhì)量監(jiān)管體系，嚴(yán)格遵循相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行質(zhì)量檢查，簽訂質(zhì)量保證書，確保技術(shù)人員的專業(yè)能力過關(guān)，確保相關(guān)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，從而保障工程施工質(zhì)量。

5 結(jié)語

綜上所述，橋梁建筑中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁施工技術(shù)的時(shí)候，應(yīng)把握好地基處理技術(shù)、支架施工技術(shù)、底板安裝與預(yù)壓施工等要點(diǎn)，并采取科學(xué)的監(jiān)測(cè)手段。此外，還要合理選擇材料與工具，科學(xué)確定施工方案，加強(qiáng)施工質(zhì)量管控，從而充分發(fā)揮預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁施工技術(shù)的作用，以確保橋梁建筑的施工質(zhì)量。