大跨度預(yù)應(yīng)力橋梁施工工藝與質(zhì)量控制

趙夢琳

江西省建工集團有限責任公司 江西 南昌 330000

引言

大跨度橋梁工程結(jié)構(gòu)施工過程所用的預(yù)應(yīng)力技術(shù)，其混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量要求對保障橋梁工程的總體質(zhì)量水平起著非常重要的作用，而且在橋梁施工過程中，由于有多種復(fù)雜因素影響，比如橋梁相關(guān)材料的選擇，橋梁結(jié)構(gòu)荷載分析，混凝土材料本身的受力不均勻性和施工不穩(wěn)定性因素等，都對橋梁工程的整體施工過程有一定的影響，不僅會出現(xiàn)實際施工狀態(tài)與橋梁荷載設(shè)計值不相符的情況，而且還嚴重影響了預(yù)應(yīng)力橋梁本身的質(zhì)量精度與實際使用壽命，因此，必須著重對大跨度預(yù)應(yīng)力橋梁結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)與整體施工質(zhì)量進行綜合控制。

1 大跨度預(yù)應(yīng)力橋梁施工特點

不同于傳統(tǒng)橋梁工程，大跨度預(yù)應(yīng)力橋梁結(jié)構(gòu)通常是用來建設(shè)特殊地理條件以及相對于復(fù)雜險峻自然環(huán)境中，如穿越許多大江大河﹑深溝峽或深谷地溝等各種復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境區(qū)域中。眾所周知，預(yù)應(yīng)力橋梁體系通常定義為一種新型超靜定結(jié)構(gòu)，因其工程穩(wěn)定性能力良好，可靠性相對較好，且各種主要預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)十分簡單，因而近幾年被廣泛應(yīng)用。因考慮大跨度預(yù)應(yīng)力橋梁系統(tǒng)及其主要建設(shè)地點位置等的特殊性，其承載力容易受工程地形地勢等一系列復(fù)雜自然因素作用影響。因此，在大跨度預(yù)應(yīng)力橋梁施工設(shè)計時，對于施工荷載及參數(shù)的選擇方，也要考慮到路面工況﹑實際荷載的施工成本及工程環(huán)境條件影響等多個因素。結(jié)合預(yù)應(yīng)力懸臂梁混凝土體系本身各種基本的受力應(yīng)變狀態(tài)特點以及與現(xiàn)場實際施工緊密結(jié)合的施工環(huán)境，要考慮到橋梁系統(tǒng)承受的是動態(tài)承載力，隨時在發(fā)生變化，進而確定橋梁混凝土的預(yù)應(yīng)力等級及混凝土預(yù)拱度。針對上述工程結(jié)構(gòu)特性分析，要盡快建立完善施工過程質(zhì)量控制體系，確定各種質(zhì)量控制技術(shù)方法，選擇運用最有效﹑恰當﹑可靠的施工組織工藝，保證整個橋梁體系的相對穩(wěn)定性及安全性[1]。

2 大跨度預(yù)應(yīng)力橋梁施工工藝分析

2.1 橋梁結(jié)構(gòu)施工工藝

大跨度預(yù)應(yīng)力橋梁結(jié)構(gòu)的施工將直接影響整個橋梁施工和質(zhì)量。在進行大跨度預(yù)應(yīng)力橋梁混凝土施工之前，工作小組應(yīng)仔細分析施工所處位置的預(yù)應(yīng)力情況，針對橋梁的承載壓力﹑彎曲應(yīng)力﹑強度﹑應(yīng)變﹑撓度和穩(wěn)定性要求，制定合理的設(shè)計方案。在進行大跨度預(yù)應(yīng)力橋梁施工時，應(yīng)嚴格把控橋梁結(jié)構(gòu)的尺寸，將其誤差控制在安全限度以內(nèi)，并采用預(yù)應(yīng)力控制分析法，控制橋梁結(jié)構(gòu)的壓力，提高鋼筋材料的承載能力，保證橋梁所承受的壓力值低于預(yù)應(yīng)力極限，進而保證大跨度預(yù)應(yīng)力橋梁結(jié)構(gòu)的安全和穩(wěn)定。同時也應(yīng)盡量根據(jù)現(xiàn)場設(shè)計施工圖紙，合理安全的要求進行規(guī)范施工，在日常施工檢查過程工作中如發(fā)現(xiàn)遇到安全不盡合理規(guī)定的施工地方，應(yīng)按規(guī)定及時地上報信息給當?shù)叵嚓P(guān)企業(yè)的管理人員，并及時地對其進行修正處理，遵守施工操作的規(guī)程安排。

2.2 預(yù)應(yīng)力混凝土張拉預(yù)制底座

在我國大跨度預(yù)應(yīng)力橋梁基礎(chǔ)體系的開發(fā)以及建設(shè)加固過程中，為了盡可能嚴格提高使用壽命和堅固性，應(yīng)對我國預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)工程張拉預(yù)制底座的材料使用以及結(jié)構(gòu)強度的設(shè)計指標進行嚴格把控。根據(jù)在實際施工過程中所遇到的預(yù)應(yīng)力工程及實際施工應(yīng)用等情況，一般方法是先將預(yù)應(yīng)力混凝土張拉的預(yù)制底座制成一個具有一定弧度的拋物線拱形狀，以保證其質(zhì)量。在進行混凝土澆筑工作時，應(yīng)采取相關(guān)措施，有效控制預(yù)應(yīng)力混凝土的張拉強度﹑張拉時間，避免強度過大使混凝土變形，造成張拉預(yù)應(yīng)力損失嚴重，保證大跨度預(yù)應(yīng)力橋梁的使用壽命和安全性，否則預(yù)應(yīng)力強度太小，會造成工程質(zhì)量產(chǎn)生缺陷，無法滿足使用需求。

2.3 預(yù)應(yīng)力鋼筋的布置

大跨度預(yù)應(yīng)力橋梁各部位的彎矩處于不斷變化的狀態(tài)，尤其在大跨度預(yù)應(yīng)力橋梁的中段與底座之間，更是呈現(xiàn)出正負交替性的變化，而這種交替性的變化對橋梁結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生重要影響，因此在大跨度預(yù)應(yīng)力橋梁的布置和結(jié)構(gòu)的選擇上，應(yīng)做好嚴格的把控，以保證大跨度預(yù)應(yīng)力橋梁的質(zhì)量及經(jīng)濟價值。由于支柱附近預(yù)應(yīng)力正負彎矩變化幅度非常大，易使鋼筋跨板和橋梁層面因橋梁底座支柱之間所產(chǎn)生的應(yīng)力過大，從而造成鋼筋跨板和橋梁產(chǎn)生裂紋，或使鋼筋發(fā)生嚴重的變形。在預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土布置結(jié)構(gòu)過程圖中，應(yīng)采用多段式的布置結(jié)構(gòu)，以保證在大跨度預(yù)應(yīng)力橋梁的質(zhì)量安全。通常用于大跨度預(yù)應(yīng)力橋梁鋼筋布置，主要可采用3種類型鋼筋，即預(yù)熱處理鋼筋﹑鋼絞線﹑消除殘余應(yīng)力的鋼絲，在進預(yù)應(yīng)力鋼筋網(wǎng)的鋼筋鋪設(shè)時，應(yīng)注意鋪設(shè)的順序和位置，并根據(jù)橋梁的彎矩結(jié)構(gòu)和應(yīng)力強度的分部狀況對鋪設(shè)的順序進行調(diào)節(jié)，當遇到承載力不足的情況時，應(yīng)采用對稱張拉法，保證鋼筋保護層的厚度，以達到節(jié)省原材料成本和提高預(yù)應(yīng)力的目的，使大跨度預(yù)應(yīng)力橋梁各部分合理受力。

2.4 橋梁橫截面形狀

由于大跨度預(yù)應(yīng)力橋梁的跨度﹑底座支柱之間各橋梁部分所承受的彎曲應(yīng)力均比較大，所以不同于其他的橋梁施工。在施工過程中，大跨度預(yù)應(yīng)力橋梁截面的形狀使用的是箱形的截面，與普通橋梁的截面有所不同，其目的是減小各部位載荷的差額，使橋梁彎曲應(yīng)力均勻分布，同時還要增強橋梁的使用強度和可靠性，減小橋身重量改善橋體受力結(jié)構(gòu)，進而延長大跨度預(yù)應(yīng)力橋梁的使用壽命[2]。

3 大跨度預(yù)應(yīng)力橋梁工程施工過程中所存在的問題

3.1 缺乏完善的監(jiān)管機制

首先，建設(shè)監(jiān)理質(zhì)監(jiān)站等各方單位在對橋梁工程進行工程質(zhì)量監(jiān)管檢測時，由于檢測及專業(yè)技術(shù)缺乏或者利益驅(qū)動，導(dǎo)致履職失控，工程質(zhì)量未能有效把控；其次就是橋梁工程技術(shù)人員在開始進行土建施工設(shè)計時，沒有事先對各種工程機械設(shè)備﹑材料以及土建施工設(shè)計事先進行全面分析與各項性能的綜合檢測，由于這些機械設(shè)備﹑材料出現(xiàn)質(zhì)量方面的重大問題時，直接導(dǎo)致構(gòu)筑物在設(shè)計施工過程中，會出現(xiàn)以上各種質(zhì)量問題，從而容易引發(fā)各類安全工程事故產(chǎn)生；再次，總承包項目部過程管理水平參差不齊，在各道關(guān)鍵工序﹑分部分項工程施工檢查驗收未能嚴格執(zhí)行相關(guān)標準規(guī)范，未能建立標準化質(zhì)量管理體系，管理流程拘泥于形式。最后橋梁工程施工過程中沒有明確的施工負責人，容易出現(xiàn)發(fā)生問題互相推諉的現(xiàn)象。

3.2 施工人員技術(shù)水平欠缺

現(xiàn)階段，我國的大多數(shù)工程建筑中所用的施工人員教育水平普遍不高，他們在進行施工作業(yè)時，通常都是依據(jù)自身以往的工作經(jīng)驗，對于這些素質(zhì)技術(shù)水平不高的施工人員，施工單位也沒有根據(jù)他們的實際情況進行相關(guān)培訓(xùn)。同時對于施工人員的獎懲制度也不完善，對于工作表現(xiàn)突出的施工人員沒有實質(zhì)性的獎勵，對于違規(guī)作業(yè)，出現(xiàn)錯誤的施工人員也沒有懲罰措施，長期下來嚴重打擊了施工人員的工作積極性，某些施工人員卻養(yǎng)成了投機取巧，偷奸耍滑的習(xí)慣，對橋梁工程質(zhì)量造成嚴重影響[3]。

4 大跨度預(yù)應(yīng)力橋梁施工的質(zhì)量控制方法

4.1 設(shè)計出科學(xué)、合理的施工方案

在大跨度橋梁預(yù)應(yīng)力設(shè)計和研究中，必須注意保證其設(shè)計和方案的完整性﹑科學(xué)性﹑有效性和充分合理性。一方面是保證工程順利有效實施的技術(shù)關(guān)鍵，也是保證橋梁工程質(zhì)量穩(wěn)定的主要基本條件。首先，在編制測繪方案確定施工圖時，設(shè)計研究人員還需要對設(shè)計施工所涉及區(qū)域內(nèi)外的自然地形條件和地質(zhì)條件進行最全面﹑最客觀的分析和了解，還要考慮到地區(qū)氣候﹑自然環(huán)境特點等因素，從而可以制定設(shè)計出一種最為靈活﹑合理﹑經(jīng)濟的施工方案，比如，在山川峽谷地帶中，需要進行大型橋梁工程施工中，需要設(shè)計懸臂橋梁這樣的特殊結(jié)構(gòu)，最主要的一點就是要綜合考慮到橋梁施工活動中可能存在的潛在安全危害事故，采取一系列緊急﹑有效﹑合理的防護事故處理應(yīng)急措施迫在眉睫；其次，大跨度預(yù)應(yīng)力橋梁設(shè)計施工階段開始之前，設(shè)計咨詢?nèi)藛T也要隨時與施工服務(wù)人員配合，一起著手組織好相應(yīng)的各項準備技術(shù)措施，同時，還要盡量根據(jù)項目所在地的地理環(huán)境，盡量將上述一些主要不利風(fēng)險因素予以消除控制掉，進而盡快確定一套最為完善﹑科學(xué)﹑合理﹑實用的施工管理方案；再次，大跨度預(yù)應(yīng)力橋梁項目施工中，設(shè)計組織人員更要認真考慮降低施工設(shè)計成本的現(xiàn)實問題，根據(jù)當?shù)貙嶋H生產(chǎn)狀況變化來修訂完善工藝方案，提高橋梁施工生產(chǎn)效率﹑降低設(shè)計施工生產(chǎn)成本。

4.2 嚴格控制施工安排

施工設(shè)計方案的嚴格組織﹑控制，也是保證大跨度預(yù)應(yīng)力橋梁質(zhì)量的一種重要控制內(nèi)容，合理組織﹑安排整個施工方案階段的主要工序，按照各項工作進度要求，指導(dǎo)有關(guān)工作人員組織施工現(xiàn)場作業(yè)，協(xié)調(diào)落實各相關(guān)個職能部門工作的工作責任，相互協(xié)同配合﹑分工具體明確，在項目實踐應(yīng)用中切實提高技術(shù)管理人員應(yīng)有的綜合專業(yè)素養(yǎng)層次和工程專業(yè)操作經(jīng)驗，以提高更快高效地去適應(yīng)現(xiàn)代工作和環(huán)境。

4.3 嚴把質(zhì)檢關(guān)

嚴把橋梁質(zhì)檢監(jiān)督關(guān)，主要目的就是在于要確保我國大跨度預(yù)應(yīng)力橋梁體系的整體建設(shè)與質(zhì)量，消除結(jié)構(gòu)安全隱患，對各類突發(fā)事件必須迅速及時做出安全決策，明確相關(guān)各部門人員崗位的安全監(jiān)管職責，將安全檢查各個作業(yè)程序環(huán)節(jié)真正落實監(jiān)督到員工個人，保證工程質(zhì)量每個工作環(huán)節(jié)上的有效安全。對于各重要時空節(jié)點﹑重要地質(zhì)部分，要積極采取綜合立體考察研究的科學(xué)方法，制訂出較為詳細及合理周密的預(yù)應(yīng)力橋梁竣工質(zhì)檢與驗收技術(shù)計劃，確保大跨度預(yù)應(yīng)力橋梁的安全及穩(wěn)固。

4.4 加強施工材料的質(zhì)量管理

①抽樣檢驗在混凝土預(yù)應(yīng)力基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工中所使用的各類混凝土鋼筋，驗收與檢查過程時，還應(yīng)按規(guī)定要求，分別根據(jù)各類型產(chǎn)品批號﹑規(guī)格鋼筋的具體種類等不同條件，分批逐一取樣，進行各類混凝土產(chǎn)品批號抽樣驗收，驗收檢查的具體實施過程，也需要通過仔細抽樣檢查各類鋼筋供貨方產(chǎn)品證明書及質(zhì)量保證書，核對實際所用規(guī)格鋼筋數(shù)量﹑型號﹑長度﹑直徑規(guī)格等相關(guān)主要參數(shù)。還要做到堅持在建筑項目施工監(jiān)理過程和現(xiàn)場中，對工地各種材質(zhì)鋼筋樣本﹑混凝土材料的定期抽樣及檢測，具體記錄檢測收集到工地的材料各類性能參數(shù)有抗拉強度﹑伸長率系數(shù)和應(yīng)力松弛韌度指數(shù)等。②對于鋼連接用錨具﹑夾具等鋼連接性裝置，要準確﹑及時在工程檢查和驗收﹑鑒定過程中，除了要按規(guī)定對其焊接材料外觀﹑形態(tài)﹑質(zhì)量情況及焊接硬度情況的定期驗收進行跟蹤監(jiān)督或檢查，還要按規(guī)定經(jīng)常注意按照各類公路橋梁結(jié)構(gòu)要求，設(shè)計的橋梁斷面幾何形狀特征曲線及橋梁結(jié)構(gòu)長度參數(shù)并合理地選擇或采用其適當且尺寸規(guī)格﹑形狀分布合理的連接錨具﹑夾具。對于已經(jīng)廣泛應(yīng)用的各類橋梁工程使用的各類專用液壓錨具，定期進行綜合檢查，重點檢查其液壓靜動載荷能力﹑液壓錨桿標定等功能，盡可能按要求進行檢查，以確保允許在同一橋梁供方系統(tǒng)上可用于各種大型橋梁結(jié)構(gòu)或可在同一類型建筑結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計中，反復(fù)設(shè)計和使用同一結(jié)構(gòu)的各種錨具。③在一些普通干線公路橋梁施工用的鍍鋅塑料波紋管規(guī)格上，還應(yīng)要求盡可能多選擇鍍鋅型料的塑料波紋管，并強調(diào)要嚴格將其內(nèi)管壁厚度控制在0.3mm左右。而在我國一些地區(qū)采用特殊的大跨度預(yù)應(yīng)力橋梁結(jié)構(gòu)施工方法來施工和修筑而成的一些大型混凝土橋梁體系結(jié)構(gòu)中，如波紋管體結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁材質(zhì)，就更應(yīng)格外注意要選擇塑料材質(zhì)。波紋管材焊料在進入管道安裝企業(yè)現(xiàn)場生產(chǎn)安裝管道后，應(yīng)及時將其所用材料進行分類，及時地回收保管，防止其所用原材料因經(jīng)過長期遭受雨水腐蝕或者被潮濕干燥的環(huán)境空氣反復(fù)沖刷破壞，而長期殘留黏附在原基材表面上導(dǎo)致產(chǎn)生永久性的銹蝕。

5 結(jié)束語

大跨度預(yù)應(yīng)力橋梁施工過程涉及了鋼筋混凝土模板澆筑完成前的預(yù)應(yīng)力模板施工控制﹑后預(yù)張混凝土預(yù)應(yīng)力基礎(chǔ)施工控制及預(yù)應(yīng)力筋張拉施工等多個環(huán)節(jié)。從了解與掌握上述3個因素中有關(guān)材料的選擇技術(shù)要點來入手，對材料工程及施工技術(shù)情況適時進行檢查和控制，可以真正為確保橋梁工程建設(shè)項目的現(xiàn)場施工安全質(zhì)量管理提供安全保障。在現(xiàn)場安全作業(yè)實施期間，原材料施工的整體質(zhì)量水平也更需要能夠得到合理有效的控制。