預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工技術(shù)要點(diǎn)

沈樹貴 亳州交通投資控股集團(tuán)有限公司

1 前言

橋梁工程中使用預(yù)應(yīng)力混凝土可顯著提高混凝土的抗裂性，避免因橋梁混凝土主體結(jié)構(gòu)發(fā)生裂縫而引發(fā)質(zhì)量問題，延長(zhǎng)了橋梁的使用壽命。但是，由于其技術(shù)細(xì)節(jié)、施工要點(diǎn)較多，如果施工人員沒有采取嚴(yán)格的質(zhì)量管控措施，很容易留下質(zhì)量隱患，不僅損害企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益，還容易引發(fā)安全事故。預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工中，必須樹立全過程管理思維，前期做好施工圖紙檢查、材料質(zhì)量把關(guān)，中期嚴(yán)格技術(shù)監(jiān)管、杜絕質(zhì)量隱患，后期及時(shí)跟進(jìn)養(yǎng)護(hù)，保障順利驗(yàn)收。

2 預(yù)應(yīng)力混凝土的特點(diǎn)

2.1 預(yù)應(yīng)力混凝土優(yōu)點(diǎn)

相較于普通混凝土，預(yù)應(yīng)力混凝土在橋梁施工中有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）預(yù)應(yīng)力混凝土能夠有效推遲混凝土裂縫時(shí)間，提高橋梁工程的抗裂性、剛度和耐久性。（2）預(yù)應(yīng)力混凝土可減小混凝土梁的豎向剪力和主拉應(yīng)力。橋梁可采用曲線鋼筋束預(yù)應(yīng)力混凝土，以此降低橋梁支座豎向剪力，在荷載作用下主拉應(yīng)力相應(yīng)減小，從而降低橋梁預(yù)應(yīng)力混凝土自重。（3）提高橋梁構(gòu)件的受壓穩(wěn)定性。由于橋梁投入使用后，橋梁構(gòu)件長(zhǎng)期處于受壓狀態(tài)，而普通鋼筋混凝土在長(zhǎng)期受壓下容易破壞其穩(wěn)定性，影響行車、行人安全。采用預(yù)應(yīng)力混凝土能夠?qū)︿摻罨炷林┘宇A(yù)應(yīng)力，促使縱向鋼筋增加張力，避免鋼筋壓彎，提高混凝土的受壓穩(wěn)定性。（4）預(yù)應(yīng)力混凝土能夠有效節(jié)省材料，減少自重。由于預(yù)應(yīng)力混凝土對(duì)其材料要求很高，需采用高強(qiáng)度混凝土和高強(qiáng)度鋼材，因此可以適當(dāng)減少混凝土和鋼材用量、降低材料自重，對(duì)于橋梁施工大跨度工程來說具有較高的應(yīng)用價(jià)值。（5）提高橋梁耐疲勞性能。采用預(yù)應(yīng)力混凝土，在施工期間能夠降低負(fù)載引起的應(yīng)力變化，有效提高橋梁抗疲勞強(qiáng)度。

2.2 預(yù)應(yīng)力混凝土的類型

預(yù)應(yīng)力混凝土根據(jù)預(yù)加應(yīng)力的方法不同，分為先張法預(yù)應(yīng)力混凝土和后張法預(yù)應(yīng)力混凝土。先張法預(yù)應(yīng)力混凝土具有施工簡(jiǎn)單、操作便捷的特點(diǎn)，適用于中小型構(gòu)件工廠批量化生產(chǎn)，能夠保證生產(chǎn)質(zhì)量。后張法預(yù)應(yīng)力混凝土具有工序復(fù)雜的特點(diǎn)，適用于大型預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件生產(chǎn)。橋梁多采用后張法預(yù)應(yīng)力混凝土進(jìn)行施工，在施工前先澆灌混凝土，達(dá)到橋梁施工要求時(shí)再張拉穿過混凝土內(nèi)預(yù)留孔道中的鋼筋，并在兩端錨固。

3 預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 平整場(chǎng)地，搭設(shè)支架

在橋梁施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行場(chǎng)地整平作業(yè)，為下一步施工創(chuàng)設(shè)良好的環(huán)境。利用挖掘機(jī)、推土機(jī)、壓路機(jī)等大型機(jī)械設(shè)備，平整場(chǎng)地，將清運(yùn)的土石集中堆放在指定區(qū)域，禁止隨意堆放，后期工程結(jié)束后，要做統(tǒng)一處理。完成場(chǎng)地整平后，檢查地面硬度，如果表層土壤松軟，可通過挖除浮土、填鋪碎石、澆筑泥漿等方式，進(jìn)行加固、硬化。搭設(shè)支架，保證支架的穩(wěn)定性。

3.2 安裝模板

模板安裝前需要進(jìn)行清洗，尤其是要保證模板內(nèi)側(cè)沒有殘留的泥漿、灰渣和塵土。待模板晾干后，在內(nèi)側(cè)涂刷脫模劑，按照順序完成模板安裝。側(cè)模需要使用臨時(shí)支撐，避免澆筑混凝土后出現(xiàn)位移、變形，保證預(yù)應(yīng)力混凝土的成型效果和張拉效果。底模與側(cè)模相接部位，應(yīng)填塞止水條，避免縫隙部位出現(xiàn)泥漿滲漏問題，避免混凝土結(jié)構(gòu)表面出現(xiàn)蜂窩情況。模板安裝結(jié)束后，進(jìn)行注水預(yù)壓，檢查預(yù)壓期間底模的變形情況。如果沉降值過大，可能是支架不牢，或是模板選用不當(dāng)，明確問題后采取相應(yīng)措施。預(yù)壓符合要求后，方可開展下一道工序。

3.3 安裝波紋管

波紋管采用U型定位環(huán)與定位筋卡牢波紋管。直線部分每1m處設(shè)一個(gè)定位鋼筋，并綁扎牢固，曲線部分每0.5m處設(shè)一個(gè)定位鋼筋，并綁扎牢固，使其能牢固地置于模板內(nèi)的設(shè)計(jì)位置，在混凝土澆筑期間不產(chǎn)生位移。波紋管接頭部位及其與錨墊板喇叭接頭處，用寬膠帶捻繞緊密，確保其密封不漏漿。所有波紋管按照要求完成安裝后，檢查波紋管內(nèi)部有無雜物，及時(shí)清理干凈，最后將準(zhǔn)備好的鋼絞線束穿過波紋管。

3.4 加強(qiáng)澆筑與養(yǎng)護(hù)

檢查模板和波紋管的固定情況，確定無誤后，進(jìn)行混凝土澆筑施工。預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁工程中，考慮到施工現(xiàn)場(chǎng)的空間有限，不適合現(xiàn)場(chǎng)制備混凝土，因此工程所需混凝土由附近的拌和廠根據(jù)施工要求提前預(yù)制，然后使用混凝土車運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)。混凝土各物料的配合比例，及和易性、坍落度等相關(guān)參數(shù)，均需要施工企業(yè)與預(yù)制廠提前溝通，確?；炷粮黜?xiàng)性能滿足橋梁建設(shè)需要。澆筑混凝土的同時(shí)要采取振搗措施，混凝土厚度超過30cm的，采用插入式振搗棒，不足30cm的，采取表面式振搗器。振搗勻速、有序移動(dòng)，以提高混凝土密實(shí)度，防止橋梁混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)蜂窩、麻面等情況。完成澆筑后，立即開展養(yǎng)護(hù)作業(yè)。夏季施工要注意灑水保濕，避免出現(xiàn)裂縫問題。

3.5 制作預(yù)應(yīng)力筋

預(yù)應(yīng)力筋的性能和質(zhì)量，是決定預(yù)應(yīng)力混凝土張拉效果的關(guān)鍵因素。前期準(zhǔn)備環(huán)節(jié)，已通過抽樣檢測(cè)等方式確定預(yù)應(yīng)力鋼材無質(zhì)量問題，且符合施工要求。選擇鋼絞線制作預(yù)應(yīng)力筋，預(yù)應(yīng)力筋采用13根15.2高強(qiáng)度、低松弛預(yù)應(yīng)力的鋼絞線，其強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求。預(yù)應(yīng)力鋼絞線進(jìn)場(chǎng)后，應(yīng)按照規(guī)范進(jìn)行驗(yàn)收，并對(duì)強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、彈性模量等參數(shù)進(jìn)行檢查、測(cè)試。確定符合施工要求后，檢查預(yù)應(yīng)力筋的外形，如果發(fā)現(xiàn)扭結(jié)、毛刺、機(jī)械損傷等情況，應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)處理，嚴(yán)格禁止有質(zhì)量瑕疵的預(yù)應(yīng)力筋投入使用。

3.6 預(yù)應(yīng)力筋的張拉

準(zhǔn)備好張拉預(yù)應(yīng)力筋所需設(shè)備，即千斤頂、油泵、高壓油表等。明確張拉順序，通常先進(jìn)行中層束張拉，然后依次是下層束、上層束。以后張拉法為例，使用工具夾住預(yù)應(yīng)力筋的露出端，用力張拉。將張拉力調(diào)整到最大應(yīng)力值，靜置2min后，測(cè)量預(yù)應(yīng)力筋的伸長(zhǎng)量。檢驗(yàn)鋼絞線實(shí)際總伸長(zhǎng)值與計(jì)算理論伸長(zhǎng)值容許差值是否控制在±5%以內(nèi)。若其差值符合要求，則在規(guī)定時(shí)間內(nèi)進(jìn)行封錨。否則應(yīng)暫停張拉，待查明原因并采取措施予以調(diào)整后，方可繼續(xù)張拉，直到符合鋼束張拉雙控指標(biāo)要求后，方可進(jìn)行封錨。

3.7 管道壓漿及封端

預(yù)應(yīng)力筋張拉完畢后，要立即開展孔道壓漿。將提前配置好的泥漿裝入到活塞式注漿機(jī)中，將最上端的排氣孔打開，調(diào)節(jié)設(shè)備壓力值為1.5MPa，自動(dòng)完成壓漿。壓漿時(shí)，應(yīng)注意觀察孔道另一端是否有飽和泥漿擠出，觀察到這一現(xiàn)象后，及時(shí)封閉出漿口。此時(shí)注漿機(jī)持續(xù)注漿，管道內(nèi)壓力持續(xù)增加。穩(wěn)壓3min后，將孔道兩端封堵起來。完成上述施工任務(wù)后，養(yǎng)護(hù)一段時(shí)間，檢查混凝土實(shí)際強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值的90%后，依次進(jìn)行模板和支架的拆除。

4 提升預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工技術(shù)水平的措施

4.1 檢查設(shè)計(jì)圖紙，掌握設(shè)計(jì)意圖

施工圖紙為預(yù)應(yīng)力橋梁施工提供了重要參考?，F(xiàn)場(chǎng)施工人員在拿到圖紙后，由施工負(fù)責(zé)人組織各施工小隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)共同分析施工方案，掌握設(shè)計(jì)意圖。如果對(duì)圖紙中標(biāo)注的內(nèi)容、參數(shù)等存在疑問，要及時(shí)與設(shè)計(jì)部門取得聯(lián)系，進(jìn)行協(xié)調(diào)，避免出現(xiàn)設(shè)計(jì)方案與施工現(xiàn)場(chǎng)情況不一致的問題。通過檢查設(shè)計(jì)圖紙，還可以最大限度地避免出現(xiàn)設(shè)計(jì)變更情況，對(duì)確保橋梁工程有序開展、順利完成具有積極作用。

4.2 材料選擇方法

橋梁施工中預(yù)應(yīng)力混凝土材料直接決定了混凝土質(zhì)量，在材料選擇上，需遵循以下方法和原則：（1）高強(qiáng)度鋼筋。由于預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉應(yīng)力在施工中容易出現(xiàn)應(yīng)力損失，若鋼筋強(qiáng)度較低，容易導(dǎo)致施工期間應(yīng)力損耗殆盡，與普通鋼筋混凝土無明顯差別，影響橋梁施工質(zhì)量。（2）保持良好的塑性。鋼筋強(qiáng)度過大會(huì)導(dǎo)致鋼筋發(fā)生脆性斷裂，其塑性明顯降低，因此在鋼材選擇時(shí)需選擇有足夠的塑性和良好的加工性能的鋼材。（3）高黏度混凝土。預(yù)應(yīng)力混凝土需保持較高的混凝土粘結(jié)力，便于澆灌混凝土，還能有效融合鋼筋，提高預(yù)應(yīng)力混凝土材料整體質(zhì)量。

4.3 加強(qiáng)施工質(zhì)量控制

為使預(yù)應(yīng)力混凝土施工技術(shù)在橋梁工程中發(fā)揮更大優(yōu)勢(shì)，必須加強(qiáng)施工質(zhì)量控制。通過對(duì)施工人員的管理和培訓(xùn)，提升施工人員的技術(shù)水平，能夠保障數(shù)據(jù)計(jì)算的準(zhǔn)確性，提高橋梁工程的穩(wěn)定性，也可以加快橋梁工程的施工速度，提升橋梁工程的施工安全。加強(qiáng)施工質(zhì)量控制，除了提升施工人員的技術(shù)水平外，還應(yīng)定期對(duì)監(jiān)測(cè)儀器進(jìn)行檢查和維修。通過提高儀器對(duì)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)的精準(zhǔn)度，能大幅提升橋梁工程的施工質(zhì)量，同時(shí)充分發(fā)揮預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在橋梁工程中的優(yōu)勢(shì)。

4.4 預(yù)應(yīng)力損失分析計(jì)算

由于橋梁施工多采用后張法預(yù)應(yīng)力混凝土施工，在張拉、錨固、施工過程中會(huì)出現(xiàn)預(yù)應(yīng)力損傷情況，施工完成后逐漸趨于穩(wěn)定，因此會(huì)導(dǎo)致橋梁實(shí)際有效預(yù)應(yīng)力和最初給予預(yù)應(yīng)力存在一定差異。施工人員在進(jìn)行鋼筋、混凝土張拉時(shí)，需合理計(jì)算預(yù)應(yīng)力損失量，并給予足夠大的預(yù)壓力，保證預(yù)應(yīng)力混凝土的使用質(zhì)量。分析預(yù)應(yīng)力損失主要分為三個(gè)部分：（1）管道摩擦損傷應(yīng)力。鋼筋張拉時(shí)容易與管道壁接觸形成摩擦力，導(dǎo)致應(yīng)力損失，可進(jìn)行兩端張拉或超張拉，減少應(yīng)力損失。（2）錨固損失。由于預(yù)應(yīng)力混凝土張拉后容易出現(xiàn)錨固變形情況，導(dǎo)致錨固無法重復(fù)使用，同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致鋼筋回縮，導(dǎo)致應(yīng)力損失，可采用變形情況小的錨固，減少應(yīng)力損失。（3）混凝土收縮損失。由于后張力混凝土需先澆筑，混凝土在高粘性下結(jié)硬后會(huì)出現(xiàn)不同程度的體積縮小情況，導(dǎo)致鋼筋回縮，應(yīng)力損失，可采用高強(qiáng)度混凝土，提高混凝土振搗質(zhì)量，降低應(yīng)力損失。

4.5 優(yōu)化施工工序

對(duì)施工工序進(jìn)行優(yōu)化，是提升預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁工程施工水平的重要措施，也是增強(qiáng)施工單位核心競(jìng)爭(zhēng)力的主要手段。通過實(shí)踐的方式，對(duì)施工工序進(jìn)行優(yōu)化和改善，能夠全面提升橋梁工程的施工速度，降低橋梁工程的施工成本，縮短橋梁工程的施工工期，促進(jìn)橋梁施工行業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展。

5 結(jié)束語

綜上所述，橋梁的施工質(zhì)量直接影響橋梁的使用壽命與安全。預(yù)應(yīng)力混凝土作為橋梁施工的重要施工材料，能夠有效提高橋梁的抗壓耐久性，節(jié)省施工材料，減少橋梁自重，改善橋梁塌陷、裂縫情況，延長(zhǎng)橋梁使用壽命。由于預(yù)應(yīng)力混凝土制作工藝復(fù)雜，因此施工人員需合理選擇預(yù)應(yīng)力混凝土材料，充分考慮預(yù)應(yīng)力損失情況，保證預(yù)應(yīng)力混凝土澆筑質(zhì)量和鋪設(shè)質(zhì)量，從而提升橋梁工程的施工質(zhì)量，促進(jìn)橋梁施工技術(shù)快速、穩(wěn)定的發(fā)展。