預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在公路工程道橋施工中的應(yīng)用研究

龔萬林

葛洲壩集團(tuán)交通投資有限公司 湖北 武漢 430030

引言

現(xiàn)階段，在公路工程道橋施工中應(yīng)用較為廣泛的加固技術(shù)，即為預(yù)應(yīng)力技術(shù)，其對(duì)象主要為混凝土構(gòu)件，由于其主要構(gòu)成部分為鋼材與混凝土，因而具有較強(qiáng)的抗拉伸能力，在實(shí)際的施工中應(yīng)提高預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用，促進(jìn)公路道橋工程的健康、可持續(xù)發(fā)展。

1 公路工程道橋施工中預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的應(yīng)用

1.1 下料處理

在應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)前的重點(diǎn)工作為下料處理，通過在鋼管中進(jìn)行灌漿作業(yè)的方，式提高預(yù)應(yīng)力的穩(wěn)定性和可靠性。施工人員需要采用灌漿技術(shù)，不斷加強(qiáng)黏合效果，保證錨墊板和鋼管在鋪設(shè)過程中具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性。因此，在下料前應(yīng)做好清理工作，加強(qiáng)鋼絞線以及油脂層的處理，不斷提高工程項(xiàng)目的施工技術(shù)水平。在進(jìn)行鋼絞線的下料時(shí)，應(yīng)采用砂輪切割機(jī)進(jìn)行有效的切割，通常情況下，鋼筋線編束則需要采用20號(hào)鐵絲進(jìn)行綁扎，鐵絲間距保持在3～4.5m之間。編束時(shí)應(yīng)提前理順好鋼絞線，保證鋼絞線具有一致的松緊程度。鋼絲在應(yīng)力消除后應(yīng)保持一定的直度，切斷完成后即可下料。鋼絲應(yīng)力通常需要控制在5～300N/mm2，下料長度誤差需要在3.5mm范圍內(nèi)。除此之外，鋼絲的下料應(yīng)采用鋼質(zhì)錐形錨具進(jìn)行張拉操作。

1.2 墩壁施工

在進(jìn)行墩壁施工時(shí)，應(yīng)依據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行墩座預(yù)埋鋼板的檢查，保證外側(cè)模板施工安全。在此過程中使用的外側(cè)模板主要由膠合板面、鋼骨架構(gòu)成。工作人員在施工作業(yè)前，應(yīng)進(jìn)行提前定位，定位完成后應(yīng)及時(shí)加裝模板，綜合考量形變后進(jìn)行模板的調(diào)整。做好墩壁鋼筋的綁扎工作，當(dāng)完成預(yù)應(yīng)力管道、鋼筋的安裝時(shí)，需要設(shè)計(jì)勁性骨架，先需要將預(yù)應(yīng)力管道放置在主筋區(qū)域上，鋼筋采用傾斜角的方式進(jìn)行布置，利用模板控制劃線的方式進(jìn)行安裝位置的精確測(cè)量，安裝臨時(shí)預(yù)應(yīng)力錨板的方式提高工程施工效率。拉桿兩端需要固定在主縱梁與外斜腿桁架上，澆筑墩壁混凝土后保證墩壁兩側(cè)的混凝土偏差能夠保持在1.2m3范圍之內(nèi)，墩壁的斜長通常為4.5m。

1.3 孔道施工

預(yù)應(yīng)力筋孔道形狀主要由直線、曲線、折線三種類型構(gòu)成。粗鋼筋孔道直徑應(yīng)大于焊接頭外徑，鋼絞線孔道直徑則需要大于預(yù)應(yīng)力的束外徑，孔道的面積則需要大于預(yù)應(yīng)力筋凈面積。孔道需要與構(gòu)件邊緣距離保持在40mm以內(nèi)。

1.4 鋼筋孔道施工

在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼筋孔道施工時(shí)，應(yīng)做好抽芯時(shí)間的控制工作，防止項(xiàng)目施工發(fā)生預(yù)應(yīng)力管道堵塞問題，依據(jù)預(yù)應(yīng)力的實(shí)際操作內(nèi)容進(jìn)行管道的精準(zhǔn)性定位，防止發(fā)生管道彎折。對(duì)于直線孔道的成型應(yīng)以鋼筋抽芯方式保證孔道尺寸和位置相對(duì)一致，防止接頭區(qū)域發(fā)生漏漿。鋼管應(yīng)保持平直和光滑性，鋼管的長度需要控制在15m范圍內(nèi)，當(dāng)鋼管長度超過15m時(shí)，則可采用中間套管的方式進(jìn)行鋼管的連接。構(gòu)件固定主要以鋼筋井字架為主，同時(shí)為避免發(fā)生黏結(jié)問題，施工人員在實(shí)際的澆筑過程中應(yīng)保持鋼管的持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，鋼管的轉(zhuǎn)動(dòng)方向應(yīng)相反。抽管初凝后應(yīng)利用手指對(duì)砼進(jìn)行按壓，當(dāng)未發(fā)生明顯壓痕時(shí)即可進(jìn)行抽管操作。當(dāng)曲線孔道成型時(shí)，應(yīng)利用膠管抽芯法保證孔道尺寸和位置一致，避免接頭位置發(fā)生漏漿。做好封堵工作，保證閥門與其中一端相接，沖水壓應(yīng)保持在0.8MPa左右，保證膠皮管直徑具有一定的伸縮性。鋼筋井字架構(gòu)件固定時(shí)，應(yīng)將固定間距控制在0.3m內(nèi)。為避免發(fā)生膠管黏結(jié)，不得在澆筑時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)膠管，只能在抽管前進(jìn)行防水降壓，當(dāng)膠管管徑縮小到和砼脫離后，即可將膠管抽出[1]。

2 預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在公路工程道橋施工中優(yōu)化措施

2.1 加強(qiáng)錨具管理

公路道橋預(yù)應(yīng)力施工過程中常見的技術(shù)為錨固處理技術(shù)，是保證公路道橋施工質(zhì)量的基礎(chǔ)性工藝。為加強(qiáng)錨固的處理，需要施工人員能夠綜合考量橫縱梁建設(shè)，依據(jù)工程的實(shí)際情況設(shè)置相應(yīng)的導(dǎo)向槽。施工人員應(yīng)保證錨墊板能夠在指定位置，在進(jìn)行導(dǎo)向槽、橫肋前應(yīng)做好調(diào)查與研究，保證施工方案能夠順利進(jìn)行。做好彎折精度控制與頂端處理工作，為保證打滑工作的順利進(jìn)行，需要及時(shí)預(yù)留相關(guān)位置。從而為提升公路道橋工程施工質(zhì)量奠定基礎(chǔ)，避免鋼線發(fā)生擠壓。

2.2 把握張拉時(shí)間

為滿足預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)間要求，在進(jìn)行公路道橋工程施工過程中應(yīng)注重張法施工技術(shù)的有效應(yīng)用。一方面，在實(shí)際施工過程中需要嚴(yán)格控制混凝土的澆筑時(shí)間，防止發(fā)生混凝土澆筑較快的問題。另一方面，則需要嚴(yán)格依據(jù)施工圖紙與施工規(guī)范進(jìn)行合理的布置，做好預(yù)應(yīng)力筋切割處理工作。當(dāng)完成預(yù)應(yīng)力切割后，需要保證鋼絞線的周圍覆蓋相應(yīng)的濕布，最終完成預(yù)應(yīng)力的鋼筋管道安裝工作[2]。

2.3 優(yōu)化壓漿施工

在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用過程中，作為施工人員應(yīng)嚴(yán)格依據(jù)公路道橋工程施工要求有效控制索錨橫梁黏結(jié)程度，依據(jù)規(guī)定和要求進(jìn)行張拉值的設(shè)定，嚴(yán)格把控壓漿密實(shí)度，保證壓漿黏結(jié)力高于施工過程中所設(shè)定的張力。在施工前，需要依據(jù)一定的模型參數(shù)比進(jìn)行小階段的試驗(yàn)，當(dāng)試驗(yàn)結(jié)束后即可進(jìn)行下一階段的施工。當(dāng)完成公路道橋工程預(yù)應(yīng)力張拉施工后應(yīng)做好壓漿壓力控制工作，保證能夠在壓漿壓力的控制過程中不斷提高公路道橋施工的穩(wěn)定性和可靠性。

2.4 加強(qiáng)下料處理

做好下料處理工作有助于提升公路道橋施工質(zhì)量和水平，為保證預(yù)應(yīng)力的實(shí)際施工質(zhì)量，相關(guān)施工人員應(yīng)依據(jù)相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)開展下料工作。當(dāng)張拉施工結(jié)束前應(yīng)及時(shí)做好鋼管灌漿施工工作，在鋼管灌漿過程中產(chǎn)生的黏結(jié)性保證預(yù)應(yīng)力的可靠性。除此之外，在進(jìn)行公路道橋工程施工過程中，作為工程施工人員需要做好施工現(xiàn)場(chǎng)的黏結(jié)段長度的控制工作，在進(jìn)行穿束鋼筋時(shí)需要綜合考量鋼絞線下垂問題。

3 預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在公路工程道橋施工中應(yīng)用實(shí)例分析

3.1 工程概況

某市東環(huán)一期工程路段總長度為1321m，該路段為雙向四車道，斷面標(biāo)準(zhǔn)寬度設(shè)置為32m。其中，匝道為雙車道，長度為10.2m。在該工程路段共設(shè)有58個(gè)墩柱以及6座橋臺(tái)，橋墩高度在8～10m之間，雙立柱施工過程中主要采用兩段澆筑墩柱的方式，通過先澆筑直線段再澆筑圓弧段的方式進(jìn)行施工。其中，單立柱在進(jìn)行施工過程中主要采用一次澆筑成型的方式，在本次工程中主要以預(yù)應(yīng)力技術(shù)為主。

3.2 施工技術(shù)

3.2.1 系梁鋼筋綁扎。在進(jìn)行系梁鋼筋綁扎過程中，在選擇鋼筋、鋼絞線、錨具等材料時(shí)，應(yīng)保證上述材料質(zhì)量滿足實(shí)際施工要求，選擇具有資質(zhì)的生產(chǎn)廠家，確保公路道橋施工的順利進(jìn)行。通過現(xiàn)場(chǎng)取樣的方式對(duì)材料的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行有效檢驗(yàn)，只有檢驗(yàn)合格后方可正常使用，同時(shí)需要做好鋼筋的分類存放工作。鋼筋需要存放在鋼筋臺(tái)座上，在鋼筋臺(tái)座的上方需要覆蓋相應(yīng)的遮雨布。在進(jìn)行鋼筋的加工作業(yè)前應(yīng)做好鋼筋表面的清潔工作，保證鋼筋表面無污跡和銹跡，鋼筋的加工應(yīng)在鋼筋加工棚中完成。與施工圖紙相對(duì)照后進(jìn)行適當(dāng)?shù)臉?biāo)記，避免發(fā)生混淆問題而影響施工。鋼筋的焊接多以單面搭接焊為主，采取點(diǎn)焊、鐵絲綁扎的方式進(jìn)行鋼筋的固定。需要注意的是，在進(jìn)行鐵絲的綁扎時(shí)不得將尾部深入到保護(hù)層中。為提高鋼筋保護(hù)層的保護(hù)效果，在實(shí)際綁扎過程中可選擇增加保護(hù)層厚度的方式進(jìn)行保護(hù)層的保護(hù)，多以墊塊的方式進(jìn)行保護(hù)。在本次工程中，采用的主要是強(qiáng)度較高的C40砂漿預(yù)制塊，鋼筋承受應(yīng)力數(shù)值較低的位置需要設(shè)置相應(yīng)的鋼筋接頭，將鋼筋接頭面積控制在一定的范圍內(nèi)，避免集中布置影響施工質(zhì)量[3]。

3.2.2 鋼絞線制作安裝。在該工程中鋼絞線的數(shù)量為4束，以塑料波紋管為主。鋼絞線需要設(shè)置在主線中間，即主橋墩系梁的位置上，采用單側(cè)張拉的方式。綁扎鋼筋前需要做好鋼絞線和張拉端錨墊板和錨筋的安裝工作。在進(jìn)行波紋管的下料時(shí)，應(yīng)保證下料長度滿足施工設(shè)計(jì)要求，并將其控制在一定的范圍內(nèi)。波紋管在安裝和固定時(shí)，應(yīng)保證波紋管與錨墊板相垂直，螺旋鋼筋則需要固定在錨下位置。將鋼絞線穿束完成后，采用波紋管進(jìn)行臨時(shí)封堵，防止混凝土混入到波紋管中。

3.2.3 圓弧段模板安裝。在進(jìn)行圓弧段模板安裝時(shí)，需要先將底層模板法蘭盤清理干凈，并將密封條準(zhǔn)確貼在法蘭盤中。采用30t吊車進(jìn)行吊裝模板，將定位銷打入后做好螺絲的擰緊工作。當(dāng)完成模板安裝后，需要對(duì)模板再次檢查，保證軸線位置以及水平標(biāo)高能夠滿足施工要求。對(duì)模板接縫以及尺寸進(jìn)行后續(xù)的檢查，保證接縫完整，尺寸合理。對(duì)于模板的順直程度多以鋼尺測(cè)量、拉線的方式進(jìn)行，保證模板的垂直度能夠與設(shè)計(jì)相符合。

3.2.4 圓弧段墩柱混凝土澆筑。只有模板檢驗(yàn)合格后方可進(jìn)行混凝土的澆筑，在進(jìn)行澆筑的過程中應(yīng)注意以下3個(gè)方面的問題：其一，保證澆筑設(shè)備滿足設(shè)計(jì)要求，確保澆筑設(shè)備高度和垂直度。其二，為避免管位發(fā)生偏差，需要在澆筑過程中與波紋管保持一定的距離，做到兩者不接觸。其三，在振搗過程中應(yīng)保證強(qiáng)度的有效性，避免強(qiáng)度過強(qiáng)或過弱。

3.3 墩柱鋼絞線張拉及壓漿封錨

3.3.1 鋼絞線張拉。張拉施工前應(yīng)做好張拉設(shè)備的校驗(yàn)工作，對(duì)千斤頂、配套油表等進(jìn)行精確校對(duì)，保證上述設(shè)備滿足施工要求時(shí)才能正式施工。對(duì)錨墊板的垂直度和平整度進(jìn)行仔細(xì)檢查，防止在張拉過程中發(fā)生錨墊板后縮問題，保證張拉端和錨固端混凝土密封嚴(yán)實(shí)且無漏漿問題發(fā)生。當(dāng)發(fā)生漏漿問題時(shí)，需要及時(shí)終止張拉，并采取相應(yīng)措施。通常情況下利用環(huán)氧樹脂加固的方式加固到錨墊板位置，當(dāng)符合施工強(qiáng)度時(shí)再次進(jìn)行張拉。在張拉的過程中通過控制張拉力主線的方式，將引伸量作為輔線，當(dāng)張拉結(jié)束時(shí)采用砂輪切割。

3.3.2 壓漿封錨?？椎乐械膲簼{應(yīng)保證水泥漿抗壓強(qiáng)度較小，水泥漿的初凝時(shí)間控制在3.5h以內(nèi)，而終凝時(shí)間則需要控制在18h以內(nèi)。需要注意的是，應(yīng)保證其24h內(nèi)的自由泌水率為0，自由膨脹率在2.8%以內(nèi)，含氣量在2.6%以內(nèi)。當(dāng)張拉結(jié)束后即可將外側(cè)的鋼絞線進(jìn)行有效切除，切除完成后應(yīng)進(jìn)行及時(shí)封錨。將錨墊板表面清理完成后，需要及時(shí)將玻璃膠涂抹在保護(hù)罩底面和橡膠密封圈的表面，同時(shí)做好密封工作。保證錨墊板和保護(hù)罩能夠緊密結(jié)合在一起后進(jìn)行螺栓的擰緊，孔道需及時(shí)打掃干凈，避免留存雜物。真空泵的真空度需要保持在-0.06到-0.04MPa之間，保證真空狀態(tài)相對(duì)穩(wěn)定。當(dāng)管道壓漿端閥門打開后，采用壓漿泵進(jìn)行持續(xù)壓漿。當(dāng)真空度無法滿足實(shí)際要求時(shí)，則證明孔道密封不嚴(yán)，則需要進(jìn)行及時(shí)檢查。當(dāng)無法進(jìn)行及時(shí)泵送時(shí)需要持續(xù)攪拌漿液，防止?jié){液凝固。真空泵的真空維度通常需要控制在-0.06MPa左右，當(dāng)閥門打開后應(yīng)立即啟動(dòng)壓漿泵，使得漿液能夠迅速流入到透明的高壓管中，當(dāng)漿液流入到排漿閥門時(shí)，需要及時(shí)關(guān)閉負(fù)壓容器的閥門。為保證操作順利，應(yīng)保證透明高壓管長度在12m以內(nèi)。當(dāng)廢漿筒的出漿相對(duì)穩(wěn)定、通暢時(shí)，可對(duì)另一端的閥門以及壓漿泵進(jìn)行及時(shí)關(guān)閉，當(dāng)再一次啟動(dòng)壓漿泵時(shí)，需要在壓漿數(shù)值控制在0.3MPa時(shí)才可關(guān)閉壓漿閥門。注漿管的清洗多采用注入水流的方式，當(dāng)注漿管清洗完成后即可將透明高壓管拆除。當(dāng)壓漿完成后，依據(jù)施工設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行鋼筋的綁扎和混凝土的澆筑，應(yīng)保證混凝土的強(qiáng)度高于墩柱強(qiáng)度。

4 結(jié)束語

總而言之，公路道橋施工作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要內(nèi)容需要提高重視程度。預(yù)應(yīng)力技術(shù)作為公路道橋工程施工的主要技術(shù)手段，不僅能夠最大限度提升工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，更有助于提高公路道橋施工建設(shè)水平。