預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁工程中的應(yīng)用研究

文 / 北京建工路橋集團有限公司 薛花平

預(yù)應(yīng)力技術(shù)概述

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在傳統(tǒng)的橋梁建設(shè)中應(yīng)用比較廣泛，但隨著車流量的增加，其結(jié)構(gòu)也會受使用限制導(dǎo)致橋體自重增大，發(fā)生受彎構(gòu)件強度下降等現(xiàn)象。預(yù)應(yīng)力可以提高混凝土構(gòu)件的抗裂性和結(jié)構(gòu)的耐久性；利用高強鋼筋和高強混凝土的性能，減小結(jié)構(gòu)的截面尺寸和自重；提高混凝土構(gòu)件的剛度，減少變形，提高結(jié)構(gòu)的跨度。

預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)在橋梁工程中的主要構(gòu)件為預(yù)制板、T形梁、箱梁及懸臂蓋梁等，預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的引入和應(yīng)用可以充分發(fā)揮受彎構(gòu)件的受壓作用，提高受彎構(gòu)件的受彎和受拉性能。此外，在受彎構(gòu)件的加工過程中還可以添加一些碳纖維材料，使其具有一定的拉應(yīng)力，避免結(jié)構(gòu)強度的損傷，以此增強橋梁工程的整體質(zhì)量。

工程概況

京密路是北京市干線公路網(wǎng)中主要放射線之一，連接?xùn)|北部地區(qū)，是國道京沈路101的組成部分，在北京市域范圍內(nèi)稱為京密路。京密路南端起自東直門，連接朝陽區(qū)、順義區(qū)、懷柔區(qū)、密云區(qū)，止于北京邊界（密云古北入口），是北京東北部的一條放射性國道，全線長度約為123公里。

京密路（太陽宮北街-機場南線）道路工程路段全長約為10.3公里，道路規(guī)劃等級為城市快速路，本次項目全線均位于朝陽區(qū)境內(nèi)。

施工工藝

施工準備

1.采用C50混凝土，混凝土材料入場前要進行檢驗，確保質(zhì)量和力學(xué)性能達到相關(guān)規(guī)范要求方可入場。

2.箱梁模具采用8mm厚鋼板，施工前應(yīng)確保箱梁的底部表面平滑，平整。

3.模板、混凝土料的運輸由龍門吊完成，施工前要對施工機械進行檢測分析，對操作人員要做好技術(shù)交底工作。

預(yù)應(yīng)力孔道制作與定位

1.孔道采用波紋管進行加工，孔壁外設(shè)有高5mm的環(huán)肋，為控制好本工程箱形梁的施工質(zhì)量，孔道施工采用熱彎法完成。

2.根據(jù)設(shè)計規(guī)范，確定預(yù)應(yīng)力筋位置，將波紋管的位置進行定位，位置確定后采用定位筋固定，繩索系緊，保證澆注混凝土中不會位移。

3.為了確保波紋管具有一定的剛度，可在波紋管中穿入一根橡膠管，避免混凝土澆筑時波紋管出現(xiàn)縮徑現(xiàn)象，以確保預(yù)應(yīng)力的施工質(zhì)量。

鋼筋施工

1.鋼筋是橋梁的整體結(jié)構(gòu)和重要支撐，在鋼筋安裝過程中，施工人員應(yīng)按規(guī)范要求進行安裝，杜絕違規(guī)操作。

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2.鋼筋施工中，應(yīng)加強對預(yù)應(yīng)力鋼筋的保護，防止預(yù)應(yīng)力鋼筋在施工過程中出現(xiàn)裂縫、斷裂等破壞現(xiàn)象。

3.施工人員要嚴格按照工序流程順序合理操作，現(xiàn)場要指定專門的監(jiān)理人員對工序流程進行嚴格監(jiān)督和指揮，在安裝鋼筋時，應(yīng)先牢固綁扎橋面預(yù)應(yīng)力鋼筋，再綁扎板內(nèi)預(yù)應(yīng)力鋼筋，此工序流程不得混亂。

4.鋼筋安裝完成后進行驗收工作，驗收合格后，再進行混凝土澆筑工作。

現(xiàn)澆段模板、鋼筋、砼施工

支架壓載試驗結(jié)束后，將支座固定在蓋梁上，將分配縱梁以及方木固定在分配橫梁上，安裝好側(cè)模。然后綁扎底板、腹板的加強筋，架設(shè)內(nèi)模支架和內(nèi)模頂模，綁扎上翼緣加強筋。捆扎鋼筋時，要做好預(yù)埋件、波紋管、預(yù)埋鋼板以及預(yù)留孔的施工。

混凝土澆筑過程中安排專人負責(zé)質(zhì)量檢測，如果發(fā)現(xiàn)模板、鋼筋的支架、錨松動時，應(yīng)及時緊固。發(fā)現(xiàn)模板漏漿應(yīng)及時制止；如發(fā)現(xiàn)預(yù)埋件或鋼筋位置偏移，應(yīng)及時調(diào)整位置，確保定位準確。

混凝土下料應(yīng)均勻、充分振搗，混凝土振搗與下料應(yīng)交替進行。梁底板、腹板混凝土采用插入式振搗，振搗棒經(jīng)快速插入，緩慢拔出，與混凝土垂直插入，避免漏振和過振；振搗棒插入深度應(yīng)選擇上一次澆筑混凝土面層以下為60～110mm處。

澆筑過程中應(yīng)該充分振搗鋼筋密集區(qū)域、倒角等位置的混凝土?；炷恋恼駬v時間以混凝土表面不下沉、氣泡不溢出、混凝土表面泛漿的為準。混凝土澆筑應(yīng)該從橋墩墩身向外澆筑，腹板應(yīng)對稱澆筑，澆筑時不能在支架上堆放不必要的機械設(shè)備。

張拉、壓漿

1.本工程預(yù)制箱梁預(yù)應(yīng)力鋼束均為10束，根據(jù)跨徑長度，每束鋼束為3—7根φ15.2鋼絞線，單根鋼絞線張拉力為188.7KN，待箱梁混凝土強度和彈性模量達到設(shè)計值的90%，且混凝土齡期不小于7d后，即可張拉預(yù)應(yīng)力鋼束。鋼筋束張拉采用智能張拉。預(yù)應(yīng)力筋兩端張拉。控制張拉噸位并檢查鋼筋束伸長。張拉工藝程序為：0-初應(yīng)力-σCon（持荷5min錨固），嚴格按照設(shè)計要求的張拉順序施加預(yù)應(yīng)力。

2.采用的灌漿工藝為真空輔助灌漿。灌漿應(yīng)自下而上進行。灌漿泵為連續(xù)灌漿泵；同一管道的灌漿應(yīng)保證施工的連續(xù)性，同時進行?；旌虾玫乃酀{應(yīng)壓入泥漿入口的管道中。當水泥漿灌滿管道，相同濃度的水泥漿從出漿口流出時，應(yīng)關(guān)閉出漿口。穩(wěn)定期應(yīng)保證時間為3～5min。構(gòu)件及環(huán)境溫度應(yīng)高于5℃，否則應(yīng)按冬期施工的要求處理。

3.灌漿施工時，技術(shù)人員應(yīng)制作3組以上試件，標準養(yǎng)護28d（試件尺寸為40mm×40mm×160mm），然后對試件進行抗壓強度和抗折強度試驗，試驗結(jié)果作為評價水泥漿質(zhì)量的依據(jù)。施工過程中應(yīng)記錄以下指標：泥漿質(zhì)量、流動性、泥漿溫度、施工壓力、配合比、攪拌時間等。

4.壓漿完成后，漿體強度達到40MPa后進行吊裝。

蓋梁預(yù)應(yīng)力工程施工

蓋梁混凝土養(yǎng)護7天后，強度達到設(shè)計強度的90%后，按設(shè)計要求利用既有封頂施工平臺進行第一階段張拉，鋼束第二階段張拉應(yīng)在上部結(jié)構(gòu)安裝和系統(tǒng)轉(zhuǎn)換后進行（護欄施工和橋面鋪裝前）。在張拉過程中，采用“雙控”方法（伸長和張拉力）進行單端張拉。

蓋梁預(yù)應(yīng)力工程施工過程中，嚴格按照國家及有關(guān)部門發(fā)布的技術(shù)規(guī)范進行施工作業(yè)，實行“三標合一”管理制度，規(guī)范工程施工質(zhì)量管理，建立健全獎懲機制，對因人為原因造成損害的人員，特別是造成質(zhì)量事故的人員進行處罰，堅持“三不放過”原則，即事故原因不明不放過；不放過那些不能分清責(zé)任的人；未經(jīng)專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)進行專業(yè)技術(shù)施工的，不得放任。

加強施工人員的技術(shù)培訓(xùn)和素質(zhì)教育。施工人員必須同時具備責(zé)任感和專業(yè)技術(shù)，增強責(zé)任感和安全意識。在施工準備階段進行技術(shù)交底，嚴格執(zhí)行相關(guān)操作規(guī)程，對原材料的檢測認真負責(zé)，特別是鋼筋原材料和不符合使用要求的原材料不得進入現(xiàn)場。必須檢查和取樣砂石材料的出廠合格證。

根據(jù)試驗數(shù)據(jù)選擇材料，加強質(zhì)量監(jiān)督，確保建筑材料質(zhì)量。所有采購材料必須附有質(zhì)量檢驗報告、質(zhì)量檢驗證書和實驗室檢驗證書。經(jīng)抽檢無誤后方可投入施工。

建立地下實驗室，配備實驗設(shè)備和相關(guān)實驗儀器，派遣具有理論知識和責(zé)任感的工程師，通過實驗確保建筑材料滿足使用要求。

在施工過程中，加強質(zhì)量管理和監(jiān)督工作，確保標準化檢驗和抽樣頻率。在質(zhì)量檢驗過程中，必須保證原始資料的真實性。

施工注意事項

注意材料質(zhì)量

本工程預(yù)應(yīng)力施工作業(yè)中需要使用鋼絞線作為預(yù)應(yīng)力材料，如預(yù)應(yīng)力施工所用材料不能滿足質(zhì)量要求，就會出現(xiàn)嚴重的質(zhì)量問題，為確保預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量和施工安全，在施工過程中，要對材料進行嚴格檢查，確保材料的力學(xué)性能滿足施工要求后，開始施工。

注意預(yù)應(yīng)力張拉時間

應(yīng)在混凝土結(jié)構(gòu)強度滿足設(shè)計要求后，再進行預(yù)應(yīng)力拉伸，預(yù)應(yīng)力張拉過程中，要嚴格控制預(yù)應(yīng)力張拉時間，使預(yù)應(yīng)力混凝土達到最佳的質(zhì)量性能，以確保預(yù)應(yīng)力施工效果和橋梁的施工質(zhì)量。

注意施工安全

1.預(yù)應(yīng)力施工要按照質(zhì)量管理與控制的相關(guān)要求，避免無關(guān)人員進入施工現(xiàn)場，施工前要對張拉設(shè)備進行檢查與分析，施工人員按要求佩戴施工護具，按要求進行張拉，同時做好高空作業(yè)安全管理工作，在施工過程中如果出現(xiàn)異常情況，應(yīng)立即停止施工。

2.預(yù)應(yīng)力張拉前，要按施工規(guī)范要求對臺座、橫梁等關(guān)鍵部位的承受力進行檢測分析，確保符合張拉要求，壓漿時，按要求對孔道進行抗壓檢測，在施加壓力前，調(diào)整安全閥；施工人員要按照相關(guān)規(guī)范要求操作。

3.張拉工作完成后，做好張拉后的安全防護，保證施工的張拉力合理，同時，按要求設(shè)置圍護和擋板，避免出現(xiàn)意外事故。