連續(xù)剛構(gòu)橋建設(shè)中的體外預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)

嚴(yán)鋒

（中交四航局第七工程有限公司，廣東廣州 510220）

隨著時(shí)間的推移，我國目前大跨徑的連續(xù)剛構(gòu)橋建設(shè)數(shù)量不斷增長，但是就通過實(shí)際調(diào)查發(fā)現(xiàn)，這些橋梁雖然投入使用時(shí)間較短，但是出現(xiàn)了多種多樣的問題，主要表現(xiàn)為梁底開裂、跨中下?lián)?、主梁出現(xiàn)斜裂縫等問題，這些問題并不是極個(gè)別的案例，而是在連續(xù)剛構(gòu)橋普遍存在的問題，如果不及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施，會(huì)對(duì)橋梁整體的承載力以及整體結(jié)構(gòu)造成極大的影響。所以，要想徹底解決這些問題，從根本上提升橋梁的承載能力，就需要注重體外預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的應(yīng)用，以此來根治目前連續(xù)剛構(gòu)橋的各種復(fù)雜問題。

1 工程概況

國內(nèi)某地區(qū)擬定建設(shè)跨江大橋，結(jié)構(gòu)為連續(xù)剛構(gòu)，該項(xiàng)目建設(shè)選用體外預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)，橋梁設(shè)計(jì)時(shí)橋的左右兩幅的設(shè)計(jì)尺寸相同，其不僅可以為后續(xù)工作提供極大的便利性，而且還能夠方便對(duì)比在同一受力環(huán)境下，連續(xù)剛構(gòu)橋的受力性能是否良好。但是這種設(shè)計(jì)也存在一定的缺陷，主要表現(xiàn)為無法將體外預(yù)應(yīng)力的優(yōu)勢(shì)凸顯出現(xiàn)。本文就以此案例展開連續(xù)剛構(gòu)橋建設(shè)中的體外預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)。

2 體外預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)解析

2.1 體外預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的發(fā)展

體外預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在我國最早是被應(yīng)用到對(duì)混凝土建筑物加固處理施工中。隨著時(shí)代的發(fā)展，我國專業(yè)技術(shù)人員與科研人員不斷的加強(qiáng)了體外預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的研究與優(yōu)化，并且通過反復(fù)的實(shí)驗(yàn)使得該項(xiàng)技術(shù)很快被應(yīng)道到了橋梁的加固處理中，早期主要是針對(duì)鋼筋混凝土的T梁橋利用鋼槽進(jìn)行加固。在不斷實(shí)踐應(yīng)用中體外預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的優(yōu)勢(shì)逐步凸顯出來，其可以明顯地改善各種跨徑橋梁的現(xiàn)有運(yùn)營狀況，而且在橋梁的承載力方面有了明顯的提升。

2.2 體外預(yù)應(yīng)力的概念

體外預(yù)應(yīng)力中的預(yù)應(yīng)力具體而言是指承載橋梁結(jié)構(gòu)的主跨本體之外的鋼束張拉而產(chǎn)生的，鋼束的作用只是單純的在橋梁結(jié)構(gòu)的本體之內(nèi)安置錨固區(qū)域，而與此相反的轉(zhuǎn)向塊則是可以任意安置在橋梁結(jié)構(gòu)的體內(nèi)或者體外，二者之間并沒有任何本質(zhì)方面的區(qū)別。通常情況下，體外預(yù)應(yīng)力的構(gòu)成部分較多，主要包含體外預(yù)應(yīng)力孔道管、漿體、錨固體系以及轉(zhuǎn)向塊等。體外預(yù)應(yīng)力在不斷的實(shí)踐應(yīng)用與發(fā)展過程中，逐步形成了兩種不同的體系發(fā)展，具體而言：①由普通的鋼絞線外包HTPE防護(hù)的體外索。這種體外預(yù)應(yīng)力屬于粘結(jié)體外預(yù)應(yīng)力體系。這種預(yù)應(yīng)力體系的主要優(yōu)勢(shì)在于，在施工過程中可以將其設(shè)置在孔道管的結(jié)構(gòu)體之外，一方面可以方便檢車與控制管道的安全，另一方面可以減少預(yù)應(yīng)力摩阻損失；②由單根的無粘結(jié)的鋼絞線外包著HDPE防護(hù)的體外索。這是屬于無黏結(jié)體外預(yù)應(yīng)力體系的一種。這種體外預(yù)應(yīng)力體系的主要優(yōu)勢(shì)能夠有效地減小單根無粘結(jié)筋的損失，具有耐腐蝕性與安全性，而且在重新調(diào)整預(yù)應(yīng)力的數(shù)值時(shí)，還可以更換預(yù)應(yīng)力筋。

2.3 體外預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)體系的組成

當(dāng)前，體外預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)體系在我國橋梁建設(shè)、建筑工程中應(yīng)用較為廣泛，其主要被應(yīng)用到預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的重建、加固以及維修中，同時(shí)還能在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)或者施工臨時(shí)用的鋼索中應(yīng)用。體外預(yù)應(yīng)力是一種結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜且樣式豐富的體系，所以體外預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)體系主要組成部分多種多樣，主要包含了預(yù)應(yīng)力索、錨固系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向裝置、定位裝置、減振裝置等，具體如圖1所示。

圖1 體外預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)體系構(gòu)造

3 連續(xù)剛構(gòu)橋建設(shè)中的體外預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)應(yīng)用

體外預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在連續(xù)剛構(gòu)橋建設(shè)中的應(yīng)用可以有效地減少界面尺寸，在實(shí)際施工中將預(yù)應(yīng)力筋布置在構(gòu)建界面之外，有效地保證了連續(xù)剛構(gòu)橋混凝土的施工質(zhì)量與施工安全，同時(shí)還可以有效地減少工作量，提升施工效率。結(jié)合實(shí)際工程案例，本文就對(duì)連續(xù)剛構(gòu)橋建設(shè)中的體外預(yù)應(yīng)力的施工技術(shù)應(yīng)用做出如下分析：

3.1 體外預(yù)應(yīng)力施工流程

連續(xù)剛構(gòu)橋建設(shè)中的體外預(yù)應(yīng)力施工流程如圖2所示。

圖2 體外預(yù)應(yīng)力施工流程

3.2 體外預(yù)應(yīng)力施工準(zhǔn)備

在實(shí)際施工過程中當(dāng)轉(zhuǎn)向架與錨固塊按照施工設(shè)計(jì)要求安裝完后方可開展后續(xù)施工準(zhǔn)備工作，具體而言：①對(duì)已經(jīng)安裝完成的預(yù)應(yīng)力管道、轉(zhuǎn)向器等進(jìn)行復(fù)檢，確認(rèn)內(nèi)部暢通無阻，如在檢查過程中發(fā)現(xiàn)雜物必須要做好清理工作，這樣才能保障鋼絞線的施工有序開展；②要對(duì)布索通道進(jìn)行檢查，一方面要確認(rèn)是滿足設(shè)計(jì)要求，另一方面要清楚對(duì)布索有影響的障礙，并且移走對(duì)布索有影響的其他設(shè)施；③在通道內(nèi)部要按照設(shè)計(jì)要求與相關(guān)的規(guī)范設(shè)置墊層，墊層材料主要以塑料為主；④打磨預(yù)埋鋼管，避免由于在穿索或者張拉過程中對(duì)于鋼絞線造成損傷；⑤在自由跨度較大的位置科學(xué)合理的搭設(shè)支架，為后續(xù)的施工提供便利；⑥要嚴(yán)格按照施工標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)千斤頂與壓力表，并且以線性方程為依據(jù)對(duì)張拉過程中的每一級(jí)張拉力對(duì)應(yīng)的壓力讀數(shù)進(jìn)行計(jì)算，并且做好記錄與標(biāo)記。

3.3 下料、編號(hào)以及穿束

本工程案例中受施工現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地影響，在實(shí)際施工過程中將采用放索盤實(shí)施放索，通過人工將鋼絞線牽引至箱外支架處，然后利用滑輪轉(zhuǎn)向?qū)摻g線送入箱中。所以，在下料過程中要嚴(yán)格控制下料的長度，在箱中下料，必須將鋼絞線平鋪于箱梁之中，然后進(jìn)行放索，這樣才能保證每根體外預(yù)應(yīng)力索的長度保持一致，進(jìn)而可以有效地將下料誤差控制在20cm之內(nèi)，這樣才能為后續(xù)對(duì)千斤頂?shù)目刂铺峁┯辛Φ臈l件。穿束施工是體外預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，在穿束施工過程中必須要做好鋼絞線的保護(hù)工作，以免在穿束過程中對(duì)于鋼絞線表面涂層造成破壞，對(duì)于其質(zhì)量以及后續(xù)的防腐能力造成影響。在穿束施工過程中，每完成一根鋼絞線的穿布，就必須要做好編號(hào)或保護(hù)工作。在完成全部鋼絞線的穿布之后，以其工作和松弛長度及仲長值為依據(jù)將表面PE套剝除，確保張拉范圍內(nèi)所有PE套剝除后，還要確認(rèn)所有PE套部分是否全部進(jìn)入錨杯中。

3.4 錨具與夾片安裝

體外預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)中錨具安裝是必須要保證其能夠與孔道對(duì)中，而且沒調(diào)鋼束都必須保持平順，這樣可以有效避免鋼束扭絞交叉。在安裝錨具與夾片之前，還要對(duì)相關(guān)的材料配件進(jìn)行清洗，保證其清潔度的前提下才能更好的其錨固作用能夠達(dá)到預(yù)期效果。

3.5 鋼絞線預(yù)緊

體外預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)中，鋼絞線的最大長度可達(dá)到340m，而且整個(gè)鋼絞線中間所設(shè)置的支點(diǎn)數(shù)量較少，通常支點(diǎn)之間的距離最大可達(dá)到50m左右，所以在實(shí)際施工過程中為了能夠保證鋼絞線均勻受力，所有的鋼絞線必須要做好預(yù)緊施工，確保所有的鋼絞線都能夠均勻收緊。并且保證整根鋼絞線并未有明顯的松弛或者受力不均勻的情況，這樣才能更好地發(fā)揮體外預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的優(yōu)勢(shì)與作用。

3.6 預(yù)應(yīng)力張拉

體外預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)中預(yù)應(yīng)力張拉又被稱之為整束張拉，整個(gè)施工過程必須要分級(jí)進(jìn)行，并且每級(jí)的張拉力都不能超過實(shí)際張拉值的1/5，每完成一級(jí)的張拉之后必須要檢查錨固點(diǎn)、轉(zhuǎn)向點(diǎn)的實(shí)際情況，確保在張拉過程中是否出現(xiàn)裂縫或者較大的變位，當(dāng)張拉過程中發(fā)現(xiàn)問題時(shí)，要在第一時(shí)間內(nèi)停止施工，并且找出具體的原因后科學(xué)的制定處理措施，在問題完全解決之后，方可繼續(xù)施工。此外，在整個(gè)預(yù)應(yīng)力張拉施工過程中還應(yīng)該設(shè)置統(tǒng)一指揮部、監(jiān)控部，這樣不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于整個(gè)施工過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控，而且還可以實(shí)現(xiàn)施工的統(tǒng)一，有效地提升施工效率與施工質(zhì)量。

3.7 防護(hù)裝置安裝與封錨

預(yù)應(yīng)力張拉施工中當(dāng)每完成一跨的鋼絞線張拉后，就要及時(shí)對(duì)多余的鋼絞線進(jìn)行切割處理，切割長度要以封錨鋼冒的深度來確定，在完成切割處理之后就需要進(jìn)行防護(hù)裝置的安裝，在安裝完成后要進(jìn)行防腐處理，這樣可以有效抵御外界因素的影響，進(jìn)而提升質(zhì)量，延長使用壽命。最后，在完成上述施工后，就可以安裝防護(hù)罩。

4 結(jié)語

連續(xù)剛構(gòu)橋建設(shè)中的體外預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的應(yīng)用，既可以實(shí)現(xiàn)施工效果與施工質(zhì)量的全面提升，而且該項(xiàng)施工技術(shù)還具有施工便利、成本較低、便于檢修等顯著的優(yōu)勢(shì)。所以，本文就根據(jù)實(shí)際工程案例該項(xiàng)施工技術(shù)進(jìn)行了分析，以期能為相關(guān)從業(yè)者提供參考，以此來推動(dòng)體外預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的不斷優(yōu)化與發(fā)展。