橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)與質(zhì)量管控措施分析

彭聯(lián)星

（貴州遵義路橋工程有限公司，貴州 遵義 563000）

0 引言

20 世紀(jì)80 年代，我國開始將預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用于橋梁施工中，在一定程度上提高了我國橋梁工程的建設(shè)質(zhì)量。近十年來，隨著工程施工經(jīng)驗(yàn)的積累和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的施工標(biāo)準(zhǔn)不斷完善，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的施工水平不斷提高。然而，在實(shí)際施工中，仍存在諸多問題，要求施工單位在實(shí)施預(yù)應(yīng)力技術(shù)時(shí)加強(qiáng)工程質(zhì)量管理，不斷規(guī)范預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用，最大限度地發(fā)揮該技術(shù)在橋梁施工中的優(yōu)勢(shì)，為橋梁工程整體質(zhì)量提供有力保證，發(fā)揮橋梁工程的承載作用，促進(jìn)我國交通運(yùn)輸行業(yè)的發(fā)展。

1 預(yù)應(yīng)力技術(shù)措施概述

預(yù)應(yīng)力技術(shù)在路面混凝土施工中有較高的應(yīng)用價(jià)值，科學(xué)應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)可以顯著提高鋼筋配置的合理性，提升路面施工質(zhì)量。同時(shí)，通過對(duì)鋼筋數(shù)量的合理分配，可以有效控制路面的混凝土結(jié)構(gòu)，從而有效避免因拉應(yīng)力過大而產(chǎn)生裂縫現(xiàn)象。在施工過程中，應(yīng)提前做好施工準(zhǔn)備工作，全面掌握橋梁及施工場(chǎng)地的各種信息，如約束力、氣溫、相對(duì)濕度、摩擦和道路承重載荷等，并制定相應(yīng)措施，以避免因高溫效應(yīng)和道路收縮等因素產(chǎn)生的裂縫問題。

1.1 鋼筋混凝土構(gòu)件施工技術(shù)

混凝土結(jié)構(gòu)裂縫是橋梁施工中較為常見的一種現(xiàn)象，也是一種典型的施工質(zhì)量問題，在大型橋梁工程中這種現(xiàn)象更為普遍。采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)能夠顯著提升橋梁主體構(gòu)件的質(zhì)量，并且能極大程度地降低橋梁工程建設(shè)過程中裂縫出現(xiàn)的概率。在橋梁混凝土結(jié)構(gòu)施工前，針對(duì)主體構(gòu)件，通常需要開展相應(yīng)的混凝土壓力試驗(yàn)，張拉結(jié)束時(shí)，鋼筋會(huì)發(fā)生回縮的情況，需要進(jìn)行壓力試驗(yàn)。通過兩類壓力試驗(yàn)，對(duì)鋼筋混凝土構(gòu)件的外部壓力進(jìn)行有效測(cè)算，以便獲得鋼筋混凝土構(gòu)件所受的預(yù)應(yīng)力數(shù)據(jù)，通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)采取科學(xué)合理的施工方案，可以有效地避免拉伸現(xiàn)象的發(fā)生，減少了鋼筋混凝土構(gòu)件的開裂概率。

1.2 混凝土承重構(gòu)件施工技術(shù)

在較大型橋梁工程施工中，往往需要設(shè)計(jì)較多的混凝土承重構(gòu)件。雖然配比科學(xué)的混凝土結(jié)構(gòu)具備較高的強(qiáng)度與剛度，可以承受較大的壓力，但其承受的壓力主要是橫向荷載，對(duì)于縱向荷載，混凝土承重構(gòu)件的承壓能力往往不足。因此，在橋梁工程施工中，混凝土承重構(gòu)件易出現(xiàn)變形或斷裂，尤其是在混凝土承重構(gòu)件側(cè)面壓力很大時(shí)，壓力的影響更容易擴(kuò)散至混凝土承重構(gòu)件內(nèi)部。當(dāng)壓力超過混凝土承重構(gòu)件本身的強(qiáng)度和剛性時(shí)，極易出現(xiàn)形變和開裂。結(jié)合預(yù)應(yīng)力技術(shù)原理，針對(duì)混凝土承重構(gòu)件及其表層，制訂科學(xué)合理的防護(hù)方案，如在混凝土表層添加碳纖維等，可以明顯提高混凝土承重構(gòu)件的強(qiáng)度與剛性，有效避免其在后期應(yīng)用期間產(chǎn)生形變及斷裂等問題。

1.3 鋼絞線施工技術(shù)

在橋梁工程施工中，鋼絞線的施工工序較為復(fù)雜，為保證施工質(zhì)量，施工過程中需要嚴(yán)格遵守相關(guān)要求[1]。

第一，進(jìn)行外部預(yù)應(yīng)力張拉施工時(shí)，必須根據(jù)實(shí)際施工狀況制訂嚴(yán)格的鋼絞線張拉施工程序，并保證實(shí)際操作時(shí)所有細(xì)節(jié)準(zhǔn)確無誤。

第二，預(yù)應(yīng)力張拉方式應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況而定，通常是自上而下。

第三，鋼絞線張拉容易受天氣條件的限制，特別是在長時(shí)間暴雨天氣后，鋼絞線非常容易發(fā)生銹蝕現(xiàn)象。因此，在實(shí)際施工過程中，需要密切關(guān)注天氣狀況，并制訂相應(yīng)的防護(hù)方案，最大程度地發(fā)揮預(yù)應(yīng)力張拉的作用。

1.4 混凝土空心板技術(shù)

在橋梁工程施工中，橋梁工程的跨度在25～26m范圍內(nèi)，使用混凝土空心板時(shí)，建議選用經(jīng)過預(yù)應(yīng)力加工處理的空心板。根據(jù)相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果，當(dāng)預(yù)應(yīng)力混凝土空心板的長度在30～35m 時(shí)，相應(yīng)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度會(huì)隨著長度的增加而降低。因此在實(shí)際工程應(yīng)用中，一般將混凝土空心板的最大長度設(shè)為25m，充分發(fā)揮混凝土空心板的作用，保證施工質(zhì)量。

2 預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用難點(diǎn)

2.1 波紋管堵塞

在橋梁工程施工中，混凝土澆筑完成后波紋管極易發(fā)生堵塞現(xiàn)象，導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力鋼絞線不能順利從中通過。波紋管堵塞的主要原因如下[2]：

第一，施工人員的精細(xì)化施工意識(shí)較差，波紋管施工時(shí)，沒有嚴(yán)格按照規(guī)范展開作業(yè)，使得波紋管位置選擇、實(shí)際松緊度、彎曲程度等方面出現(xiàn)問題。這種情況下，在后期應(yīng)用過程中波紋管便容易堵塞。

第二，波紋管裝配后，未對(duì)其進(jìn)行規(guī)范檢查和驗(yàn)收，導(dǎo)致波紋管質(zhì)量問題未能得到及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決。

第三，混凝土澆筑作業(yè)時(shí)，施工人員沒能嚴(yán)格按照實(shí)際技術(shù)要求進(jìn)行作業(yè)，導(dǎo)致波紋管出現(xiàn)損傷，混凝土流入管內(nèi)，進(jìn)而造成波紋管堵塞。

為防止此類問題，必須嚴(yán)格依照建筑行業(yè)的規(guī)章制度進(jìn)行波紋管施工，并按照科學(xué)的安裝流程開展波紋管定位作業(yè)。為防止波紋管扭曲變形或者破損折斷，必須高度重視鋼筋混凝土構(gòu)件施工各環(huán)節(jié)的工作，從根源上防止波紋管堵塞、避免波紋管斷裂。

2.2 一端張拉難以實(shí)施

在鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)施工中，一端張拉技術(shù)應(yīng)用廣泛。然而，為了提高項(xiàng)目總體的施工效率，提升鋼筋混凝土構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力，施工人員通常采用兩端對(duì)稱的張拉方式。

根據(jù)相應(yīng)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于長度達(dá)到30m 的預(yù)應(yīng)力橋梁，需要采取一定的措施，保證橋梁的承載能力，確保鋼筋混凝土構(gòu)件的最大抗彎矩架設(shè)能力達(dá)到合理水平，且張拉作業(yè)需兩端同時(shí)進(jìn)行。在實(shí)際施工過程中，對(duì)于一些荷載能力不足的地方，如若不增加相應(yīng)的張拉結(jié)構(gòu)，極易產(chǎn)生地基裂縫，但往往受限于客觀條件。在實(shí)施張拉的過程中，鋼筋規(guī)格選擇錯(cuò)誤導(dǎo)致承載力不夠或者施工人員在技術(shù)工藝操作上出現(xiàn)偏差，無法體現(xiàn)張拉結(jié)構(gòu)的有效性，最終產(chǎn)生大量裂縫，從而降低了橋梁工程施工質(zhì)量[3]。

2.3 張拉力難以控制

針對(duì)橋梁工程施工質(zhì)量，當(dāng)采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，特別是在張拉力控制時(shí)，必須嚴(yán)格按照相應(yīng)的技術(shù)要求實(shí)施作業(yè)，否則會(huì)影響橋梁工程施工質(zhì)量。

然而，在實(shí)際的工程應(yīng)用中，部分施工人員未能掌握張拉力的控制技術(shù)，加之施工單位為減少建筑成本，并未聘用專業(yè)水平高的技術(shù)人員進(jìn)行施工，無法確定合理的張拉結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步影響張拉力的計(jì)算，最終導(dǎo)致施工過程中存在誤差。正是這些原因，造成張拉力難以控制，從而影響預(yù)應(yīng)力技術(shù)效能充分發(fā)揮。基于此，根據(jù)施工現(xiàn)狀建立科學(xué)合理的建筑規(guī)程，并組建一支標(biāo)準(zhǔn)化的施工隊(duì)伍極為必要，此外，也可以通過購買一些新型的機(jī)械設(shè)備，加強(qiáng)橋梁路面的養(yǎng)護(hù)作業(yè)，增強(qiáng)橋梁的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，進(jìn)而在根源上解決這方面的難題[4]。

2.4 張拉前出現(xiàn)裂縫

在對(duì)鋼筋混凝土構(gòu)件完成澆筑后，由于外界溫度變化以及自身干縮等因素，難以避免裂縫問題，對(duì)橋梁工程的建設(shè)水平提出了更高的要求。在實(shí)際工程應(yīng)用中，裂縫的形成會(huì)使預(yù)應(yīng)力技術(shù)失去優(yōu)勢(shì)，降低項(xiàng)目整體的結(jié)構(gòu)剛度和美觀性。根據(jù)相關(guān)工程經(jīng)驗(yàn)，鋼筋混凝土構(gòu)件往往在張拉前極易產(chǎn)生裂縫，且構(gòu)件干燥后的收縮效應(yīng)和溫度效應(yīng)是裂縫形成的主要原因?；诖耍瑸榱藴p少裂縫的產(chǎn)生，必須制訂有針對(duì)性的方案，對(duì)溫度進(jìn)行嚴(yán)格的把控，從而降低預(yù)應(yīng)力構(gòu)件出現(xiàn)裂縫的概率。在高溫狀態(tài)下施工作業(yè)，必須選用低溫水化熱混凝土為主要原料；在低溫狀態(tài)下施工作業(yè)，更要注重保溫工作，通常采用模板固定的方式組成整體保溫層，提高系統(tǒng)溫度的可靠性。此外，橋梁路面的表層也易產(chǎn)生裂縫，且裂縫的寬度和深度存在較大差別，解決的方法通常是從短且淺的裂縫切入，探尋其中的規(guī)律，進(jìn)而采取相應(yīng)的施工方案進(jìn)行處理[5]。

2.5 預(yù)應(yīng)力鋼筋孔道堵塞

在橋梁施工中，必須對(duì)預(yù)應(yīng)力的基礎(chǔ)構(gòu)件采用鋼筋設(shè)計(jì)進(jìn)行張法施工。但是，在實(shí)際施工中，預(yù)應(yīng)力鋼筋孔道堵塞或塌陷現(xiàn)象頻頻發(fā)生，極大地降低了預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的剛度。目前，合理控制抽芯時(shí)間是解決預(yù)應(yīng)力鋼筋孔道堵塞問題的關(guān)鍵，通常在確?；炷翉?qiáng)度滿足規(guī)定條件后，方可開展抽芯作業(yè)。此外，在實(shí)際施工時(shí)，需要及時(shí)對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋孔道堵塞的原因加以分析，不斷完善施工方法。

3 預(yù)應(yīng)力技術(shù)質(zhì)量管控措施

針對(duì)以上橋梁工程中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用難點(diǎn)，提出以下質(zhì)量管控措施[6]。

3.1 波紋管安裝質(zhì)量管控

施工人員在對(duì)波紋管進(jìn)行安裝時(shí)，要確保波紋管能夠經(jīng)受住鋼筋混凝土產(chǎn)生的荷載，防止在接頭部位發(fā)生漏漿情況。如果施工時(shí)，兩種波紋管規(guī)格一致，施工人員必須選用大號(hào)的波紋管用作接頭連接管，同時(shí)，嚴(yán)格控制連接管的尺寸，其長度不得超過0.3m。

3.2 定位預(yù)應(yīng)力鋼筋

施工人員在現(xiàn)場(chǎng)安裝鋼筋時(shí)，必須對(duì)鋼筋的數(shù)量以及安裝部位進(jìn)行精確的測(cè)算，實(shí)現(xiàn)合理布置。施工人員應(yīng)嚴(yán)格根據(jù)事先設(shè)定的圖紙進(jìn)行施工，不得隨意更改鋼筋的數(shù)量和部位，從而確保構(gòu)件的剛度與預(yù)期結(jié)果相符。同時(shí)，施工人員安裝預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)，預(yù)應(yīng)力鋼筋與模板必須垂直，且承壓板須安裝牢固，科學(xué)地控制和測(cè)量混凝土澆筑時(shí)鋼筋產(chǎn)生的位移，并確保移動(dòng)距離限制在規(guī)定范圍內(nèi)。

3.3 保證灌漿質(zhì)量

在灌漿階段，確保漿體飽滿有助于提高灌漿質(zhì)量。在孔道灌漿階段，必須經(jīng)過嚴(yán)密的測(cè)算以確保漿體飽滿，同時(shí)，在施工的每一階段，都要對(duì)含水量進(jìn)行嚴(yán)格測(cè)量，避免含水量超標(biāo)。在混凝土漿體拌和過程中，施工人員應(yīng)避免用水量超過設(shè)計(jì)要求，同時(shí)，在完成混凝土的拌和工作后，須及時(shí)進(jìn)行灌漿施工，禁止將拌好的混凝土長時(shí)間放置。

3.4 避免漏漿問題

為防止混凝土澆筑時(shí)漏漿和異物流入管道造成管道堵塞現(xiàn)象，在橋梁施工時(shí)，需要嚴(yán)格對(duì)孔道端口及接口連接處進(jìn)行包裹，且對(duì)鋼絞線進(jìn)行施工時(shí)，要加強(qiáng)混凝土澆筑時(shí)的防護(hù)措施，從而有效避免管道外部出現(xiàn)損傷的情況。同時(shí)，在預(yù)應(yīng)力鋼絞線施工時(shí)，應(yīng)盡可能避免焊接處理，如果在處理中無法避免采用焊接手段，則需要采取相應(yīng)的保護(hù)措施。

3.5 控制張拉質(zhì)量

在預(yù)應(yīng)力技術(shù)施工中，盡管施工人員有詳盡的施工方案，但由于工程建設(shè)要求和建筑環(huán)境條件等諸多因素的影響，實(shí)際施工情況和方案設(shè)計(jì)結(jié)果難免會(huì)產(chǎn)生誤差?；诖?，工程設(shè)計(jì)人員可以通過模擬施工要求，獲得施工參數(shù)，進(jìn)而以此作為參考，及時(shí)調(diào)整完善施工方案。在現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，如果施工方案設(shè)計(jì)低于實(shí)際承載力，在結(jié)構(gòu)抗裂能力弱的工作狀態(tài)下，預(yù)應(yīng)力鋼筋承載巨大的負(fù)荷，久而久之可能發(fā)生斷裂，導(dǎo)致出現(xiàn)重大的安全事故。所以施工人員在進(jìn)行張拉施工時(shí)，除及時(shí)對(duì)張力進(jìn)行測(cè)試外，還必須對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋的拉伸系數(shù)作出合理調(diào)整，以確?？傉`差能夠控制在6%以內(nèi)。

3.6 嚴(yán)控張拉裂縫

預(yù)應(yīng)力技術(shù)在張拉之前產(chǎn)生的裂縫，有分布均勻、整體寬度較窄并且多分布于構(gòu)件表面等特點(diǎn)。同時(shí)，鋼筋混凝土在澆筑時(shí)，由于受溫差和干縮等問題的影響也會(huì)產(chǎn)生裂縫。因此，在橋梁施工中，應(yīng)充分發(fā)揮預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值，對(duì)張拉前產(chǎn)生裂縫的問題加以重點(diǎn)研究。同時(shí)，在橋梁施工中要加強(qiáng)對(duì)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)內(nèi)在溫度的管控，避免結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差過大。在氣溫較高時(shí)，可采用低溫水化熱混凝土；在氣溫較低時(shí)，采取相應(yīng)的保溫措施或延長拆模時(shí)間，保證預(yù)應(yīng)力構(gòu)件實(shí)現(xiàn)緩慢降溫，進(jìn)而有效控制張拉前裂縫現(xiàn)象的產(chǎn)生。

4 結(jié)語

橋梁工程施工質(zhì)量作為道路安全的重要保障，在國家整體經(jīng)濟(jì)建設(shè)進(jìn)程中發(fā)揮重要作用。目前，預(yù)應(yīng)力技術(shù)由于涉及范圍廣且施工難度高，難以適應(yīng)我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的需要，因此，優(yōu)化預(yù)應(yīng)力技術(shù)措施對(duì)于我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步具有重要意義。通過對(duì)橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用難點(diǎn)進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的改進(jìn)措施，以期進(jìn)一步增強(qiáng)我國橋梁工程的安全性和可靠性。同時(shí)，橋梁施工應(yīng)通過制訂相關(guān)方案和加強(qiáng)質(zhì)量管控，提升預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值，不斷完善施工工藝，吸納專業(yè)技術(shù)人才，鼓勵(lì)引導(dǎo)施工人員勇于創(chuàng)新，從而充分發(fā)揮預(yù)應(yīng)力技術(shù)的優(yōu)越性。