橋梁預(yù)應(yīng)力混凝土施工技術(shù)質(zhì)量控制

安瑞平

（山西八建集團(tuán)有限公司， 山西 太原 030027）

為了更好的保證施工企業(yè)靈活運(yùn)用預(yù)應(yīng)力混凝土施工技術(shù)的同時(shí)合理的規(guī)避橋梁施工過程中可能出現(xiàn)的問題， 更好的進(jìn)行質(zhì)量控制， 本文針對(duì)目前國(guó)內(nèi)橋梁預(yù)應(yīng)力混凝土施工現(xiàn)狀及存在問題進(jìn)行了淺要分析， 探討了影響施工質(zhì)量的主要因素， 分析了質(zhì)量控制的必要性， 并提出了極強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工質(zhì)量控制的主要措施， 以期為未來基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的發(fā)展奠定一定理論基礎(chǔ)。

1 預(yù)應(yīng)力混凝土施工技術(shù)概述

當(dāng)前階段， 我國(guó)橋梁工程對(duì)于預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的應(yīng)用通常是利用混凝土模塊對(duì)橋梁的整體載荷情況進(jìn)行及時(shí)調(diào)整， 從而保證橋梁可以承受更大的載荷情況， 其施工圖如圖1 所示， 該技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)逐漸成為衡量工程質(zhì)量的主要標(biāo)準(zhǔn)， 隨著我國(guó)交通需求的不斷增大， 良好的施工質(zhì)量是保證人們出行安全的重要保障， 因此， 根據(jù)橋梁工程的施工特點(diǎn)合理應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)就成為施工企業(yè)需要首要關(guān)注的問題。

橋梁工程的施工特征主要包括以下幾個(gè)方面。

施工周期較長(zhǎng)。 一般情況下， 橋梁工程的施工周期是2 ～3 年， 但對(duì)于一些特殊的大型工程， 其施工周期通常會(huì)達(dá)到4 ～5 年。 因此， 極易發(fā)生施工技術(shù)不規(guī)范、 施工進(jìn)度安排不合理等影響工程質(zhì)量的現(xiàn)象。

地質(zhì)影響明顯。 現(xiàn)階段， 橋梁工程出現(xiàn)施工無法順利進(jìn)行的現(xiàn)象通常是地質(zhì)問題導(dǎo)致的， 特別是針對(duì)大面積的軟土地基情況， 其作為較為常見的施工環(huán)境之一， 具有施工難度高、 施工流程復(fù)雜的特點(diǎn)， 往往由于土壤無法凝結(jié)而導(dǎo)致橋梁發(fā)生不均勻沉降或局部塌陷的問題， 進(jìn)而引發(fā)重大安全事故。

危險(xiǎn)系數(shù)較高。 我國(guó)的橋梁工程通常處于地勢(shì)較為險(xiǎn)峻的區(qū)域， 一旦發(fā)生泥石流、 洪澇、 滑坡等災(zāi)害， 就會(huì)對(duì)工程帶來較為嚴(yán)重的影響， 不僅影響工程質(zhì)量， 還容易引發(fā)安全事故， 造成人員傷亡。

2 橋梁預(yù)應(yīng)力混凝土施工現(xiàn)狀及存在問題

隨著我國(guó)對(duì)于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)質(zhì)量要求的不斷提高， 相關(guān)施工企業(yè)也在不斷對(duì)預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)進(jìn)行完善， 保證工程施工質(zhì)量的同時(shí)降低施工成本， 最大程度的避免安全事故的發(fā)生。 然而， 由于我國(guó)地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 南北方氣候溫度也有著顯著差異， 而橋梁工程預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的應(yīng)用需根據(jù)高原、 盆地、 丘陵等地理環(huán)境特征而進(jìn)行合理調(diào)整， 因此需要施工企業(yè)在工程開始前予以全面的分析與科學(xué)的考察。 當(dāng)前橋梁預(yù)應(yīng)力混凝土施工過程中存在的問題主要包括人為因素以及環(huán)境因素， 其中人為因素需要施工企業(yè)從管理的角度對(duì)施工規(guī)范等進(jìn)行完善， 環(huán)境因素主要是指橋梁工程受地質(zhì)結(jié)構(gòu)、 天氣情況、 水文條件等外部因素的影響而產(chǎn)是的受損坍塌問題， 特別是對(duì)于南北方明顯的氣候條件差異以及近期頻繁出現(xiàn)的惡劣天氣。 除此之外， 凍脹裂縫問題也是橋梁工程極易發(fā)生的質(zhì)量問題， 通常是由于溫度變化引起的， 對(duì)于一些氣溫差異較大的地區(qū)， 該現(xiàn)象更為嚴(yán)重。 通常情況下， 混凝土在一定的界限范圍內(nèi)不會(huì)發(fā)生結(jié)構(gòu)性能的改變， 但一旦超出極限值， 其主體結(jié)構(gòu)就會(huì)由于發(fā)生凍脹現(xiàn)象而產(chǎn)生裂縫。

3 影響橋梁預(yù)應(yīng)力混凝土施工質(zhì)量的因素

眾所周知， 橋梁工程通常施工周期長(zhǎng)， 且極易受地質(zhì)結(jié)構(gòu)、 地理環(huán)境、 天氣情況等外部環(huán)境因素的影響， 我國(guó)幅員遼闊的地理特征也為橋梁工程帶來了更為復(fù)雜的施工條件。 很多施工企業(yè)都在不斷學(xué)習(xí)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的施工技術(shù)， 不斷提升自身綜合實(shí)力， 以此更好的保證工程質(zhì)量。 然而， 隨著工程復(fù)雜程度的增加， 越來越多亟待完善的問題出現(xiàn)在施工過程中。

與普通鋼筋混凝土相比， 預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土通過施加預(yù)應(yīng)力而更好的保證鋼筋的耐疲勞強(qiáng)度以及混凝土的耐疲勞性， 從而最大程度的避免發(fā)生裂縫等質(zhì)量問題。 與此同時(shí)， 通過在混凝土結(jié)構(gòu)中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力筋， 可以更好的調(diào)整混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)力， 提升其抗剪承載力。 現(xiàn)階段， 我國(guó)預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土施工技術(shù)通常包括現(xiàn)澆與預(yù)制、 后張與先張結(jié)構(gòu)等， 預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工流程如圖1 所示， 因此需要施工企業(yè)結(jié)合

圖1 后張法預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工流程示意圖

橋梁工程實(shí)際需要來應(yīng)用相應(yīng)的施工技術(shù)。

結(jié)構(gòu)參數(shù)的準(zhǔn)確性。 準(zhǔn)確的結(jié)構(gòu)參數(shù)是橋梁工程得以順利實(shí)施的首要保障， 構(gòu)件尺寸、 材料的性能指標(biāo)等都需要施工企業(yè)結(jié)合橋梁工程的載荷需求等進(jìn)行科學(xué)的模擬分析， 從而合理的施加預(yù)應(yīng)力， 提高工程質(zhì)量。

施工控制。 對(duì)施工過程進(jìn)行良好的控制是保證工程施工進(jìn)度的重要手段， 除了保證施工技術(shù)符合工程要求外， 還要避免施工現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)不規(guī)范操作等易引發(fā)安全事故的現(xiàn)象發(fā)生， 同時(shí)最大程度的降低施工誤差， 控制施工質(zhì)量。

結(jié)構(gòu)計(jì)算分析模型。 現(xiàn)階段， 隨著我國(guó)科技化水平與信息化技術(shù)的飛速發(fā)展， 越來越多的施工企業(yè)開始利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)橋梁工程的結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬計(jì)算，以此更好的保證施工質(zhì)量。 因此， 在進(jìn)行工程建模時(shí)， 需科學(xué)分析邊界條件， 并降模擬誤差充分的考慮在計(jì)算結(jié)果中， 同時(shí)建立相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究， 降低計(jì)算誤差對(duì)工程質(zhì)量所產(chǎn)生的影響。

溫度變化。 混凝土極易受到溫度等外部環(huán)境因素的影響， 而我國(guó)橋梁工程通常處于露天環(huán)境， 因而極容易發(fā)生裂縫等問題， 進(jìn)而導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。 一旦忽略了溫度變化所帶來的不利影響， 必然會(huì)導(dǎo)致施工質(zhì)量出現(xiàn)無法控制的情況， 比如橋梁變形、 局部塌陷等問題， 從而引發(fā)重大安全事故。

混凝土收縮。 避免混凝土發(fā)生收縮問題是橋梁工程施工作業(yè)中需要特別關(guān)注的問題， 一旦發(fā)生收縮，將會(huì)導(dǎo)致混凝土內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力， 從而導(dǎo)致橋梁出現(xiàn)變形甚至裂縫， 影響其載荷強(qiáng)度。 因此， 在橋梁工程中， 特別是針對(duì)大跨徑橋梁施工， 需要相關(guān)技術(shù)人員予以認(rèn)真分析， 根據(jù)實(shí)際情況采用合理的計(jì)算模型。

4 橋梁中常見的預(yù)應(yīng)力混凝土施工技術(shù)

幾種常見的預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁上部結(jié)構(gòu)施工方法適用性規(guī)范如表所示， 本文對(duì)最為常見的兩種進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析。 （如表1 所示）

表1 預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁上部結(jié)構(gòu)各種施工方法的適用性

4.1 移動(dòng)模架施工技術(shù)

對(duì)于等跨、 等高的連續(xù)橋梁， 通常會(huì)將模板和支架作為導(dǎo)梁， 利用承載梁的支撐在橋跨內(nèi)完成混凝土澆筑的施工作業(yè)， 當(dāng)滿足工程要求時(shí)， 再進(jìn)行脫模作業(yè)。 一般情況下， 施工企業(yè)會(huì)利用導(dǎo)梁將模架整體移到需要進(jìn)行澆筑的橋孔中， 直至完成整個(gè)過程。 該施工技術(shù)可以顯著節(jié)省施工時(shí)間， 然而由于其高額的投資成本， 因此現(xiàn)階段沒有得到大范圍應(yīng)用與推廣。

4.2 懸臂施工技術(shù)

懸臂施工技術(shù)可根據(jù)混凝土制作方法分為拼裝法和澆筑法兩種。 懸臂拼裝法是以橋梁中部為施工中心， 沿著兩側(cè)對(duì)稱的方向向外施工， 最終實(shí)現(xiàn)懸出梁的整體合并（如圖2）。 懸臂澆筑法則是利用掛籃設(shè)備以及配套平臺(tái)設(shè)施， 來完成施工過程。 通常， 配套平臺(tái)通常包括混凝土灌注臺(tái)、 鋼筋布置等， 掛籃平臺(tái)的搭建需要錨固裝置、 承重梁以及懸吊模板等， 其中承重梁是最為重要的構(gòu)件， 其主要作用是承載橋梁及相關(guān)機(jī)械化設(shè)備， 并與其他結(jié)構(gòu)之間完成傳遞。 與此同時(shí)， 懸臂施工技術(shù)的應(yīng)用過程中， 需要施工企業(yè)利用干接縫、 膠接縫等對(duì)接縫進(jìn)行處理， 并采用合理的混凝土或砂漿進(jìn)行澆筑。

圖2 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)橋梁懸臂施工示意圖

5 加強(qiáng)橋梁預(yù)應(yīng)力混凝土施工質(zhì)量控制的主要措施

5.1 混凝土澆筑質(zhì)量控制

混凝土澆筑是施工過程中的重要環(huán)節(jié)， 后張法施工中需要施工企業(yè)對(duì)預(yù)應(yīng)力孔道進(jìn)行關(guān)注， 避免混凝土進(jìn)入孔道從而引發(fā)堵塞現(xiàn)象， 同時(shí)當(dāng)混凝土澆筑完成后， 要對(duì)孔道進(jìn)行及時(shí)清理， 保證排水、 排氣、 灌漿孔等孔道的暢通。 當(dāng)混凝土澆筑完成后， 保證外形不受破壞的同時(shí)要及時(shí)拆除側(cè)模板， 為下一步施工作業(yè)作準(zhǔn)備。 與此同時(shí)， 在對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土進(jìn)行選擇時(shí)， 需確保其強(qiáng)度、 均勻性等符合工程要求， 從而更好的減小構(gòu)件截面尺寸， 降低預(yù)應(yīng)力損失情況， 提高抗拉強(qiáng)度， 增大局部承載能力， 以此更好的保證工程質(zhì)量。

5.2 預(yù)應(yīng)力張拉與錨具質(zhì)量控制

該過程是預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土施工工藝的關(guān)鍵環(huán)節(jié)及核心技術(shù)， 對(duì)于工程的施工質(zhì)量與工程安全起著決定性作用， 需施工企業(yè)進(jìn)行充分考量與判斷。 現(xiàn)階段， 我國(guó)大跨度預(yù)應(yīng)力橋梁的直線預(yù)應(yīng)力筋通常采用一端張拉的方式， 對(duì)于跨度大于30m的橋梁或曲線預(yù)應(yīng)力筋， 應(yīng)采用兩端張拉工藝， 以此更好的保證承載情況。 因此， 施工企業(yè)在張拉過程中， 應(yīng)加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)的監(jiān)管， 確保張拉設(shè)備配套校準(zhǔn)有效， 現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)人員嚴(yán)格按照施工設(shè)計(jì)圖及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行張拉工程作業(yè)， 并安排負(fù)責(zé)人進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)督與記錄， 同時(shí)要對(duì)預(yù)應(yīng)力孔道或預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行及時(shí)監(jiān)測(cè)，避免發(fā)生伸長(zhǎng)值異常的情況。 與此同時(shí)， 由于扁孔具有空間較小的不利因素， 因此再對(duì)底板、 腹板、 空心板梁進(jìn)行施工過程中， 需嚴(yán)格控制扁錨的使用。

5.3 預(yù)應(yīng)力孔道灌漿質(zhì)量控制

孔道灌漿通常包括以下兩方面作用： 一是避免預(yù)應(yīng)力筋腐蝕情況的發(fā)生， 從而更好的延長(zhǎng)橋梁使用時(shí)間； 二是保證預(yù)應(yīng)力筋與混凝土發(fā)生黏結(jié)， 提升作用效果， 避免裂縫等工程質(zhì)量問題的發(fā)生。 因此， 施工企業(yè)再進(jìn)行灌漿施工作業(yè)時(shí)， 應(yīng)注意以下兩方面內(nèi)容： 首先在進(jìn)行灌漿前， 要按照相關(guān)要求割切錨外鋼絞線， 同時(shí)對(duì)間隙和孔洞進(jìn)行及時(shí)的填封處理， 避免冒漿等問題發(fā)生。 其次在進(jìn)行灌漿過程中， 要確保水泥漿的配比符合工程要求， 并緩慢連續(xù)的從下層孔道開始灌注， 按照順序進(jìn)行的同時(shí)做好施工記錄。 除此之外， 灌漿時(shí)應(yīng)盡量采用活塞式灌漿泵， 同時(shí)要保證管道內(nèi)充滿灰漿， 保證施工質(zhì)量。

6 結(jié)語

綜上所述， 隨著我國(guó)城市化建設(shè)的飛速發(fā)展以及人們出行需求的不斷增大， 加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)緩解交通壓力就成為順應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必經(jīng)之路。 因此， 施工企業(yè)應(yīng)努力提高施工技術(shù)水平， 加強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土施工技術(shù)的相關(guān)研究工作， 做好施工質(zhì)量控制， 提高工程整體的施工質(zhì)量。