某預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的施工技術(shù)及質(zhì)量控制探討

潘文文

摘要 公路橋梁工程建設(shè)質(zhì)量是保證橋梁安全穩(wěn)定運營的基本前提。為有效提升預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁建設(shè)質(zhì)量，保證橋梁使用安全和運營壽命，文章結(jié)合某橋梁工程施工實踐，針對預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工技術(shù)及質(zhì)量控制展開綜合探究，分析了預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工特點，總結(jié)了預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工技術(shù)，具體包括施工準(zhǔn)備工作、支架搭設(shè)與預(yù)壓、箱梁的底膜安裝與側(cè)膜安裝、鋼筋施工、箱梁混凝土澆筑、預(yù)應(yīng)力張拉等施工工序的技術(shù)要點，并提出了針對性的質(zhì)量管控措施，以期能有效提升預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁建設(shè)質(zhì)量，保證項目順利完成。

關(guān)鍵詞 公路橋梁項目；預(yù)應(yīng)力混凝土；支架預(yù)壓；施工技術(shù)要點

中圖分類號 U445.4文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A文章編號 2096-8949（2023）09-0084-03

0 引言

科技的不斷進(jìn)步，有效推動了橋梁工程建設(shè)的發(fā)展，設(shè)計跨徑越來越長，結(jié)構(gòu)形式愈加復(fù)雜。預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁憑借自重輕、跨度大、耐久性好、造價低等優(yōu)點，在橋梁工程建設(shè)中得到了大規(guī)模應(yīng)用。但由于環(huán)境、工藝、材料等各方面因素影響，導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁極易產(chǎn)生結(jié)構(gòu)裂縫等質(zhì)量問題，影響承載性能和使用年限，積極強(qiáng)化預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工質(zhì)量控制尤為重要。為此，該文結(jié)合實際工程案例，針對預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工技術(shù)及質(zhì)量控制展開綜合探究，對提高預(yù)應(yīng)混凝土橋梁施工技術(shù)水平，保證橋梁建設(shè)的整體質(zhì)量具有重要的實踐意義。

1 工程概況

某公路橋梁工程，引橋部分設(shè)計跨徑為（35+60+35）m現(xiàn)澆箱梁結(jié)構(gòu)，橋跨結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，橋梁墩臺采用柱式、薄壁式墩柱+承臺+群樁基礎(chǔ)，支座形式為盆式橡膠支座，現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁采用滿堂支架法施工。因預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁工序復(fù)雜、跨徑較大、技術(shù)要求高，因此，必須加強(qiáng)施工質(zhì)量控制。

2 預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工技術(shù)

2.1 施工準(zhǔn)備工作

（1）圖紙會審、技術(shù)交底。預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工前，應(yīng)對設(shè)計文件、圖紙進(jìn)行全面審查，確保設(shè)計的準(zhǔn)確性和合理性，結(jié)合審查情況科學(xué)編制施工組織設(shè)計方案，并進(jìn)行技術(shù)交底。

（2）材料準(zhǔn)備。正式施工前應(yīng)準(zhǔn)備充足的施工材料，并實施質(zhì)量檢測，保證材料質(zhì)量、性能、規(guī)格和數(shù)量符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要求。

（3）機(jī)械準(zhǔn)備。配備滿足施工需求的施工機(jī)械，對機(jī)械性能實施全面檢查，確保運行狀況良好，防止施工中產(chǎn)生機(jī)械故障，影響施工質(zhì)量、進(jìn)度與安全。

（4）測量放樣。測量放樣是預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工的基礎(chǔ)，施工前應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計及方案要求，科學(xué)進(jìn)行測量放樣，保證后續(xù)各項工作的順利進(jìn)行[1]。

2.2 支架搭設(shè)與預(yù)壓

2.2.1 支架搭設(shè)

預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工采用滿堂支架，基本組成包括底座、調(diào)節(jié)架、水平架等，結(jié)合工程具體狀況科學(xué)確定門架尺寸。立桿及加強(qiáng)桿應(yīng)選用剛度較大的鋼管搭設(shè)，并根據(jù)設(shè)計要求實施科學(xué)調(diào)節(jié)，在橫向支撐體系上方均勻布設(shè)規(guī)格為10 cm×10 cm或6 cm×10 cm的方木[2]。

2.2.2 支架預(yù)壓

（1）預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工地質(zhì)條件較差，為防止地基沉降等因素影響，必須對橋梁線性實施科學(xué)控制，按照確定的預(yù)拱度進(jìn)行支架搭設(shè)。

（2）支架搭設(shè)完成，并安裝完箱梁底板后，隨即開展預(yù)壓施工。通過在支架上方設(shè)置預(yù)壓水箱，并向水箱內(nèi)部注水方式完成支架預(yù)壓。預(yù)壓過程中在箱梁兩端、1/4跨、跨中等部位設(shè)置沉降觀測點，布置形式如圖1所示。

（3）預(yù)壓完成后應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)要求卸除荷載。荷載卸除時應(yīng)由中間向兩側(cè)同步進(jìn)行，并對各監(jiān)測點回彈量進(jìn)行檢測，同時按照設(shè)計要求對模板標(biāo)高進(jìn)行調(diào)節(jié)，并加固牢固[3]。

2.3 箱梁的底膜安裝與側(cè)膜安裝

模板安裝是預(yù)應(yīng)力箱梁施工的關(guān)鍵工序，應(yīng)對其質(zhì)量實施嚴(yán)格把控，確保平整順直、牢固可靠。

（1）箱梁模板類型采用定型化鋼模板，底模安裝前，應(yīng)科學(xué)控制高程、軸線位置等關(guān)鍵指標(biāo)，按照由中間向兩邊逐步推進(jìn)的順序進(jìn)行施工。

（2）側(cè)模安裝通過豎向安裝方式完成，確保與底模拼縫相同，且對底模和側(cè)模拼縫實施嚴(yán)格控制，并采用海綿膠條實施密封處理，防止出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象。

（3）為提升模板支撐體系的安全性和可靠性，可在其外側(cè)合理布設(shè)剪刀撐，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性[4]。

2.4 鋼筋施工

箱梁模板施工完成后，應(yīng)進(jìn)行全面清理，按設(shè)計要求對高程和軸線進(jìn)行復(fù)核和調(diào)整，滿足要求后開始鋼筋綁扎施工。

（1）該橋梁項目鋼筋類型較多，用量龐大，應(yīng)由專人負(fù)責(zé)鋼筋加工制作，并通過塔吊進(jìn)行現(xiàn)場吊運，工作人員采用操作平臺進(jìn)行鋼筋綁扎。

（2）當(dāng)鋼筋位置與應(yīng)力管道沖突時，應(yīng)合理調(diào)整鋼筋間距。

（3）根據(jù)設(shè)計要求完成抗裂鋼筋網(wǎng)加工，并將其運至施工現(xiàn)場，安裝時科學(xué)控制保護(hù)層厚度，確保滿足規(guī)范要求。

（4）鋼筋施工完成后，再次對模板高程及軸線進(jìn)行檢查，保證準(zhǔn)確無誤。鋼筋焊接應(yīng)按照設(shè)計文件要求施工，嚴(yán)格控制搭接長度和焊接質(zhì)量。

（5）鋼筋安裝過程中，若與預(yù)應(yīng)力管道和預(yù)埋件產(chǎn)生沖突，應(yīng)對其位置實施科學(xué)調(diào)整，特殊情況下可割除鋼筋，通過補(bǔ)強(qiáng)代換方式實現(xiàn)同等效果[5]。

2.5 箱梁混凝土澆筑

箱梁混凝土澆筑應(yīng)采用分段和分層澆筑方式施工。具體要求如下：

（1）采用專用罐車將混凝土運至現(xiàn)場，并通過泵車完成混凝土澆筑。

（2）混凝土澆筑時，因內(nèi)部預(yù)應(yīng)力管線數(shù)量較多，為避免施工中出現(xiàn)擾動，應(yīng)采用小型振搗器進(jìn)行科學(xué)振搗，防止混凝土離析。

（3）混凝土澆筑按照先底板、后腹板的順序進(jìn)行施工，其側(cè)模應(yīng)在混凝土強(qiáng)度超出設(shè)計值的70%進(jìn)行拆除，底模應(yīng)在強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計值的100%時進(jìn)行拆除[6]。

2.6 預(yù)應(yīng)力施工

2.6.1 預(yù)應(yīng)力筋下料

預(yù)應(yīng)力筋下料應(yīng)嚴(yán)格控制以下幾個方面：

（1）預(yù)應(yīng)力筋切割，應(yīng)使用砂輪切割機(jī)完成，嚴(yán)禁電焊切割。

（2）豎向預(yù)應(yīng)力筋切割時應(yīng)按照單根切割方式實施切割，并將表面毛刺清除干凈。

（3）預(yù)應(yīng)力束應(yīng)順直、整齊，防止產(chǎn)生彎曲、纏繞等狀況，嚴(yán)禁碰撞和擠壓。

2.6.2 預(yù)應(yīng)力管道安裝

預(yù)應(yīng)力孔道施工時，采用金屬波紋管成孔技術(shù)，管線通過現(xiàn)場制作而成。實際安裝時應(yīng)注意以下幾點：

（1）根據(jù)設(shè)計文件要求確定管線位置，當(dāng)其長度超過40 m時，應(yīng)每間隔40 m設(shè)置一個出氣孔。

（2）預(yù)應(yīng)力管道安裝前，必須對其嚴(yán)密性實施全方位檢測，若出現(xiàn)破損要及時更換。

（3）管道接長應(yīng)通過專用套管進(jìn)行連接，其管徑應(yīng)稍大于波紋管直徑。接長時應(yīng)嚴(yán)格控制連接質(zhì)量，確保管線和接頭順直，并采用密封膠進(jìn)行密封，以防漏漿。

（4）定位筋按0.5 m間隔設(shè)置在波紋管上，并與箱梁鋼筋焊接在一起。為避免管道滲漏造成堵塞，應(yīng)在管內(nèi)加設(shè)一根硬質(zhì)塑料管，以保證管道通暢。

（5）混凝土澆筑完畢且強(qiáng)度符合要求后，將塑料管取出，并對管道實施檢查。當(dāng)產(chǎn)生漏漿時，應(yīng)及時清理。

（6）混凝土澆筑過程中，應(yīng)科學(xué)控制澆筑速率，避免預(yù)應(yīng)力管線產(chǎn)生移動，并控制振搗過程，防止對管線造成破壞[7]。

2.6.3 預(yù)應(yīng)力筋穿束

預(yù)應(yīng)力筋穿束作業(yè)，應(yīng)注意以下幾個方面：

（1）拆模后，應(yīng)全面清除錨墊板周邊及預(yù)應(yīng)力管道內(nèi)混凝土殘渣。

（2）穿束作業(yè)時，應(yīng)先借助人工實施牽引線穿孔，人工穿束完成后通過卷揚(yáng)機(jī)實施縱向穿束作業(yè)。

（3）穿束作業(yè)時全面監(jiān)控卷揚(yáng)機(jī)運行情況，當(dāng)產(chǎn)生異常時，應(yīng)及時暫停穿束作業(yè)，全面排查原因并進(jìn)行科學(xué)處治，防止引發(fā)安全事故。

（4）對預(yù)應(yīng)力筋穿束過程實施嚴(yán)格把控，保證兩側(cè)外露長度相同。

2.6.4 預(yù)應(yīng)力筋張拉

預(yù)應(yīng)力張拉施工過程中應(yīng)注意以下幾點：

（1）預(yù)應(yīng)力張拉作業(yè)應(yīng)待箱梁強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度90%時實施。

（2）預(yù)應(yīng)力張拉基本流程：①組裝工作錨，并不斷敲打夾片，確保實現(xiàn)與鋼絞線的緊密連接，并確保預(yù)應(yīng)力筋外露長度一致；②兩端同步設(shè)置錨具及千斤頂；③開啟油泵裝置，均勻給油，使壓力勻速增大，確保千斤頂工作狀況相同；④張拉作業(yè)完成后，根據(jù)規(guī)范要求進(jìn)行端頭錨固，錨固過程中應(yīng)繼續(xù)穩(wěn)壓一段時間；⑤端頭錨固完成后將張拉設(shè)備拆除，準(zhǔn)備后續(xù)施工。

（3）預(yù)應(yīng)力筋張拉施工時，應(yīng)嚴(yán)格控制以下幾個方面：①張拉前，應(yīng)根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求對張拉設(shè)備實施校驗，確保精度和性能滿足要求；②預(yù)應(yīng)力張拉采取雙控方式，待張拉至設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)后，對預(yù)應(yīng)力筋伸長量進(jìn)行測量，保證位于95%～106%范圍內(nèi)；③嚴(yán)格控制錨具、千斤頂和錨墊板安裝位置，確保與預(yù)應(yīng)力孔道位于同一軸線上；④張拉完成，并經(jīng)檢驗滿足設(shè)計要求后，采用水泥砂漿對端部實施密封處理，準(zhǔn)備進(jìn)行壓漿作業(yè)[8]。

2.6.5 壓漿

（1）孔道壓漿作用原理為將水泥漿注入孔道內(nèi)，使?jié){體與混凝土固結(jié)在一起，共同承受預(yù)應(yīng)力筋受到的荷載作用，并有效增強(qiáng)混凝土與預(yù)應(yīng)力筋之間的粘接強(qiáng)度，降低預(yù)應(yīng)力損耗，避免銹蝕。

（2）該工程壓漿施工前，應(yīng)先利用真空泵排除孔道內(nèi)部空氣，然后利用負(fù)壓作用進(jìn)行壓漿作業(yè)。實際施工時，抽氣和壓漿應(yīng)同步進(jìn)行，確保漿液完全充滿孔道[9]。

3 預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工質(zhì)量控制措施

3.1 控制好混凝土配合比

混凝土配合比直接決定混凝土性能和質(zhì)量，若配合比設(shè)計不合理，勢必會嚴(yán)重降低橋梁建設(shè)的整體質(zhì)量，影響結(jié)構(gòu)使用安全和使用年限，因此必須加強(qiáng)混凝土配合比控制。

（1）為有效提升橋梁結(jié)構(gòu)早期強(qiáng)度，混凝土拌和時通常摻加適當(dāng)?shù)脑鐝?qiáng)劑，并科學(xué)把控混凝土運輸、澆筑等環(huán)節(jié)。

（2）預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁配合比設(shè)計時，應(yīng)嚴(yán)格控制用水量，以有效降低水化反應(yīng)，防止混凝土裂縫等質(zhì)量病害。

3.2 控制真空壓漿過程

預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁技術(shù)要求較為嚴(yán)苛，尤其對于孔道壓漿環(huán)節(jié)質(zhì)量要求更高，必須采取科學(xué)手段進(jìn)行嚴(yán)格控制。壓漿施工時應(yīng)實時監(jiān)測孔內(nèi)氣壓和水壓情況，并及時修復(fù)橋面存在的質(zhì)量缺陷，最大限度地保證預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁整體質(zhì)量。

3.3 預(yù)防混凝土開裂問題

在混凝土澆筑完成后，應(yīng)及時進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，防止產(chǎn)生開裂病害。若養(yǎng)護(hù)不當(dāng)，會造成混凝土內(nèi)部水分散失過快，使水泥水化反應(yīng)不充分，無法形成穩(wěn)定結(jié)晶，強(qiáng)度發(fā)展緩慢，從而形成干縮裂縫。因此，加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)工作尤為重要。

（1）預(yù)防混凝土開裂最關(guān)鍵的因素在于控制混凝土內(nèi)外溫差，通常采取內(nèi)外結(jié)合的方式進(jìn)行控制。內(nèi)部溫度控制主要在混凝土內(nèi)部預(yù)埋循環(huán)冷卻水管，通過持續(xù)通水實現(xiàn)降溫的目的。外部溫度控制主要是在混凝土澆筑完成后，采用薄膜、毛氈等材料對混凝土表面實施覆蓋，有效降低混凝土內(nèi)部溫差。

（2）結(jié)合工程實際情況，適當(dāng)延長養(yǎng)護(hù)時間。由于該工程基礎(chǔ)在冬季進(jìn)行施工，外部氣溫較低，混凝土內(nèi)部水化反應(yīng)速率及強(qiáng)度增長較慢，應(yīng)合理延長養(yǎng)護(hù)時間。

（3）合理掌握拆模時機(jī)?；炷敛鹉Ｇ?，應(yīng)全面了解混凝土強(qiáng)度及內(nèi)外溫差狀況，當(dāng)強(qiáng)度超過10 MPa，且溫差小于20 ℃時，方可進(jìn)行拆模[10]。

3.4 孔道漏漿、堵塞、壓漿不飽滿問題

（1）預(yù)應(yīng)力孔道產(chǎn)生漏漿、堵塞、壓漿不飽滿的具體原因如下：①預(yù)應(yīng)力管道連接部位固定不牢固；②混凝土振搗過程中造成預(yù)應(yīng)力管道破壞；③孔道壓漿前孔道未清理干凈；④漿液配合比不符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

（2）防止孔道漏漿、堵塞、壓漿不飽滿的主要措施：①科學(xué)確定壓漿順序，壓漿施工時，先進(jìn)行下部孔道壓漿，再進(jìn)行上部孔道壓漿，并結(jié)合孔道長度科學(xué)布設(shè)通氣孔；②嚴(yán)格控制壓漿速度，勻速、緩慢壓漿；③壓漿時，應(yīng)合理控制壓力，先采用較小壓力進(jìn)行壓漿，后續(xù)逐步增大，將壓力控制在0.5～0.7 MPa范圍內(nèi)。

3.5 降低斷絲問題的發(fā)生概率

預(yù)應(yīng)力張拉施工中極易產(chǎn)生斷絲問題，嚴(yán)重降低橋梁建設(shè)質(zhì)量，威脅使用安全。因此，張拉施工時應(yīng)嚴(yán)格控制以下幾個方面：①對夾片張拉性能實施綜合檢測，并比較其與鋼絞線之間的直徑、硬度關(guān)系，確保滿足施工要求；②對夾片質(zhì)量實施全面檢查，若存在質(zhì)量問題應(yīng)及時進(jìn)行更換。

4 結(jié)論

綜上所述，預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁具有自重輕、跨度大、耐久性好、造價低等優(yōu)點，已成為當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的橋梁結(jié)構(gòu)形式，加強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工質(zhì)量控制具有重要意義。該文根據(jù)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁工程實踐，全面總結(jié)了施工準(zhǔn)備、支架搭設(shè)與預(yù)壓、箱梁底側(cè)膜安裝、鋼筋施工、箱梁混凝土澆筑、預(yù)應(yīng)力張拉、孔道壓漿等各環(huán)節(jié)施工技術(shù)要點，通過優(yōu)化混凝土配合比、加強(qiáng)真空壓漿過程質(zhì)量控制、強(qiáng)化混凝土養(yǎng)護(hù)等措施，有效提升預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工質(zhì)量，保證項目順利完成，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

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