橋梁施工無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼棒應(yīng)用分析

文/王志強

1 前言

橋梁工程是高速公路建設(shè)中非常重要的一種基礎(chǔ)設(shè)施。橋梁結(jié)構(gòu)的安全性及穩(wěn)定性，對車輛通行產(chǎn)生的影響很大。在受到外界荷載以及環(huán)境因素的影響下，橋梁結(jié)構(gòu)會存在松動或安全性問題，在這種情況下就需要采取有效的加固方式，來保障橋梁的安全性。在新時期背景下，各種加固技術(shù)出現(xiàn)在人們的視野中，其中無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼棒是橋梁工程加固中常用的一項技術(shù)方法，該技術(shù)在進(jìn)行加固時能夠?qū)嵤﹦討B(tài)調(diào)整，對保障橋梁安全性及穩(wěn)定性有著很重要的幫助，所以對該技術(shù)的應(yīng)用要點進(jìn)行分析，總結(jié)出技術(shù)成熟的施工方案意義重大。

2 無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼棒原理

無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼棒結(jié)構(gòu)的制作原材料是低碳合金鋼，預(yù)先通過組件給混凝土構(gòu)件施加壓拉應(yīng)力,使之處于預(yù)加的應(yīng)力狀態(tài),這種狀態(tài)能夠部分或全部抵消使用載荷下產(chǎn)生在構(gòu)件上的拉應(yīng)力,從而使預(yù)應(yīng)力構(gòu)件在承載時不開裂,或推遲開裂,或減小裂縫的開展寬度和速度,提高構(gòu)件的抗裂度和剛度，從而為橋梁加固提供保障[1]。

3 無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼棒螺紋錨具的優(yōu)點

該結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢就是其性價比很高，完全超出精軋螺紋錨具與鋼絞線夾片錨具。錨固時，應(yīng)用的是支撐結(jié)構(gòu)形式的螺母錨具，穩(wěn)定性非常高，危險性較低，堅固性好。預(yù)應(yīng)力鋼棒結(jié)構(gòu)直徑較小，成本低，施工也比較方便，鋼筋材料的應(yīng)用數(shù)量較多?？梢苑乐拱l(fā)生變形的問題，還能夠解決當(dāng)前預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)夾片錨固回縮力大的問題。

4 張拉前準(zhǔn)備工作及張拉條件

4.1 鋼棒的組裝及安裝定位

根據(jù)目前的橋梁設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，選擇應(yīng)用目前節(jié)段梁高、保護(hù)套沒有損壞、外露鋼筋涂油保護(hù)的無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼棒的結(jié)構(gòu)；螺旋筋可以直接對正預(yù)留孔，焊接到錨墊板上，使結(jié)構(gòu)的尺寸精度和焊接強度合格。加工環(huán)節(jié)，嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計方案的要求，保證槽尺寸、錨墊板孔位都能夠達(dá)到要求，提升張拉槽位的準(zhǔn)確性，操作比較方便，可以重復(fù)利用。先固定一側(cè)的安裝，具體標(biāo)準(zhǔn)如下：同一組長度一致的鋼棒要逐步進(jìn)行對正和預(yù)留孔是對應(yīng)的，并且根據(jù)需要安裝錨固螺母與錨墊板擰緊貼合；錨固擋板的安裝作業(yè)，把該結(jié)構(gòu)定位孔和鋼棒的固定一側(cè)對應(yīng)設(shè)置，且采取無斜角穿入的方式和錨固螺母貼合，并且擰緊后和錨固擋板穩(wěn)定的連接；固定一側(cè)直接插入設(shè)定的鋼棒預(yù)埋部位上，且固定一側(cè)的端頭下部應(yīng)該安裝鋼筋托住，符合模板設(shè)計要求的懸空位置要求[2]。

然后，鋼棒張拉一側(cè)的安裝，具體標(biāo)準(zhǔn)如下：把鋼棒張拉一側(cè)的端頭逐步地對正錨墊板預(yù)留孔，安裝到設(shè)計的位置上，使用鐵絲進(jìn)行錨墊板與腹板鋼筋的連接，不會產(chǎn)生偏移的情況，確保和鋼棒達(dá)到垂直度的標(biāo)準(zhǔn)，并且安裝到張拉槽預(yù)留盒子與錨墊板達(dá)到緊密貼合的要求。將預(yù)備張拉的一側(cè)外露鋼筋逐步地進(jìn)行連接，將錨固螺母擰緊，確保和張拉盒子底部達(dá)到貼合性的要求。逐一進(jìn)行鋼棒與模板面的調(diào)節(jié)，完全達(dá)到垂直度的標(biāo)準(zhǔn)，然后依據(jù)鋼棒長度加裝兩道至多道鋼筋定位卡，以達(dá)到鋼棒豎直的要求，沒有發(fā)生彎曲的問題。鋼棒張拉一側(cè)的外露螺紋的位置上需要加裝保護(hù)套裝置，張拉槽預(yù)埋盒子內(nèi)填充土工布，防止?jié)仓h(huán)節(jié)有混凝土進(jìn)入到結(jié)構(gòu)內(nèi)[3]。

4.2 張拉設(shè)備要求

張拉機(jī)具是張拉施工的重要組成部分，張拉作業(yè)前及時進(jìn)行檢查和整理處理，保證標(biāo)定達(dá)到準(zhǔn)確性的要求，機(jī)具可以正常的運行。相應(yīng)的輔助設(shè)備也要做好檢查，一旦存在破損、無法正常張拉時，都要及時進(jìn)行修理和維護(hù)管理。在發(fā)生下一個問題后，要及時標(biāo)定：運營時間在6 個月以上；張拉數(shù)量在300 次以上；千斤頂張拉時發(fā)生異常的情況；千斤頂經(jīng)過檢修處理或者配件進(jìn)行更換。

張拉設(shè)備安裝要遵循如下標(biāo)準(zhǔn)：張拉筒和張拉桿下部需要連接穩(wěn)固，不會發(fā)生松動的問題；張拉支架部位上的張拉桿穿孔對正鋼棒張拉一側(cè)的螺紋，并且支撐結(jié)構(gòu)面始終保持水平度；千斤頂油缸中心部位對正支架下部的拉桿穿孔部位，保持豎直度要求，且和張拉面支撐部位是完全貼合；張拉桿件正對油缸中心或者張拉支架上預(yù)留孔直接穿入到鋼棒張拉一側(cè)，和螺紋進(jìn)行連接，然后張拉套筒可以準(zhǔn)確和螺紋連接，并且擰緊，連接穩(wěn)固；張拉一側(cè)末端套入有孔的墊板，通過螺母連接緊固，并且和張拉端面緊密貼合[4]。

4.3 張拉條件

混凝土結(jié)構(gòu)強度達(dá)到設(shè)計要求的90%以上，齡期在7d 以上，張拉作業(yè)前，保證錨墊板上部沒有任何雜物存在，且要逐個檢查鋼棒螺紋，保證能夠正常的擰緊，經(jīng)過監(jiān)理工程師檢查，合格后才能進(jìn)行張拉作用。

4.4 預(yù)應(yīng)力施加

預(yù)應(yīng)力張拉施工要根據(jù)先中間后兩側(cè)的順序進(jìn)行，保證張拉施工兩側(cè)對稱同時進(jìn)行，且要做好如下指標(biāo)的控制：張拉應(yīng)力做好全面控制，伸長量參數(shù)做好檢測。實際測量的伸長值與理論參數(shù)的偏差不能超過6%。在具體的張拉施工環(huán)節(jié)，按照張拉工藝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)逐步進(jìn)行，并且記錄好各項張拉伸長量的數(shù)據(jù)；無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼棒張拉到每個應(yīng)力的環(huán)節(jié)，需要進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和張拉桿配套的鎖緊系統(tǒng)手柄使用螺母進(jìn)行鎖緊連接，在張拉到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的要求之后，保持荷載2s，讀取伸長量參數(shù)，且要隨時進(jìn)行鎖緊處理，最終完成終錨作業(yè)。鋼棒張拉施工前，應(yīng)該保證套筒內(nèi)部旋入的螺紋長度是相同的，不會有斷絲、滑絲等嚴(yán)重的問題；如果有些特殊的錨固螺母失效而無法鎖緊，導(dǎo)致出現(xiàn)鋼棒回縮的情況，應(yīng)及時更換錨固螺母，然后再次進(jìn)行張拉施工；如果設(shè)計伸長量超出設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，需要分析原因，總結(jié)合理的應(yīng)對措施，做好調(diào)整后才能繼續(xù)進(jìn)行張拉施工[5]。

4.5 預(yù)應(yīng)力錨固及封錨

一組無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼棒張拉施工結(jié)束后，要立即開展加裝錨固擋板措施，以防止發(fā)生預(yù)應(yīng)力損失的情況，及時進(jìn)行封錨處理且要做好混凝土振搗密實處理，達(dá)到結(jié)構(gòu)性能要求。

4.6 施工驗收

豎向預(yù)應(yīng)力筋張拉施工結(jié)束后，進(jìn)行質(zhì)量驗收是非常重要的，通常張拉環(huán)節(jié)做好拉力值與伸長量的控制，這種方式驗收可以確保工程的質(zhì)量合格。但是無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼棒結(jié)構(gòu)，因為孔道比較松弛，并且錨頭具備一定的適應(yīng)性，所以這時應(yīng)該做好張拉力與伸長量的控制。在具體的實施環(huán)節(jié)，通過測量方式確定張拉參數(shù)值。主要措施如下：選擇同一臺張拉設(shè)備，重復(fù)張拉到設(shè)定的參數(shù)值；達(dá)到試驗確定的控制值后，需要使用鎖緊手柄鎖緊螺母，檢查螺母旋入的情況，具體方法見表1。

表1 張拉參數(shù)值

5 施工控制

在施工環(huán)節(jié)為了能夠保證預(yù)應(yīng)力鋼棒應(yīng)用效果能夠發(fā)揮出來，在具體施工的階段中首先需要采取有效的保護(hù)措施，做好鋼管改性密度的控制，減少混凝土與鋼棒接觸不穩(wěn)定情況出現(xiàn)，以避免出現(xiàn)張拉問題。其次在進(jìn)行無黏接預(yù)應(yīng)力鋼棒穿插鋼筋安裝的階段中，還需要在端頭的位置將5.5cm 的螺紋工作長度預(yù)留出來，使其能夠在后續(xù)穿插的時候更加方便。再次在具體張拉施工環(huán)節(jié)不能讓人員站在張拉的兩端，避免出現(xiàn)操作失誤引發(fā)的各種安全情況。最后在張拉程序的應(yīng)用上需要采用雙控的方式，對無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼棒張拉的情況進(jìn)行控制，做好伸長值的核對，保證張拉程序具備一定的科學(xué)性以及可行性。

6 結(jié)語

在預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁技術(shù)的全面發(fā)展之下，無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼棒利用結(jié)構(gòu)優(yōu)勢被廣泛的應(yīng)用，其工藝比較簡單、操作非常方便，可以防止發(fā)生嚴(yán)重的質(zhì)量與安全事故，促進(jìn)結(jié)構(gòu)的總體性能提升，是一種非常成熟的施工技術(shù)，未來必然會產(chǎn)生非常大的應(yīng)用效果，對于促進(jìn)我國橋梁事業(yè)高速發(fā)展有著積極的促進(jìn)作用。