路橋施工中預(yù)應(yīng)力混凝土的應(yīng)用分析

王廣芹

（蘇交科集團廣東檢測認(rèn)證有限公司，廣東廣州 510800）

0 引言

預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)可有效減小路橋截面尺寸、減輕結(jié)構(gòu)自重、提升結(jié)構(gòu)耐久性、增強整體結(jié)構(gòu)的抗震性，確保公路橋梁施工的可持續(xù)發(fā)展，該技術(shù)也因此在路橋施工中得到了廣泛應(yīng)用。為更好地發(fā)揮該技術(shù)的作用，提高路橋工程施工質(zhì)量，需要對該技術(shù)的具體應(yīng)用進行進一步的研究。

1 預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)優(yōu)勢

在路橋施工中，混凝土工程占較大的施工比例，混凝土施工質(zhì)量也會直接影響路橋工程的使用壽命。在混凝土工程中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，可有效提高混凝土施工質(zhì)量，更好地滿足路橋工程的設(shè)計要求。

預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件具有相對理想的抗?jié)B透性及防裂能力，在路橋項目中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)，加工預(yù)應(yīng)力構(gòu)件混凝土，可減少鋼材應(yīng)用量、降低結(jié)構(gòu)整體重量，同時可有效彌補混凝土強度不足的問題，科學(xué)抵消荷載帶來的拉應(yīng)力，提高混凝土結(jié)構(gòu)的抗壓力，預(yù)防混凝土結(jié)構(gòu)開裂。

2 工程概況

某路橋工程土層物理力學(xué)情況較為復(fù)雜，依次為雜填土、淤泥質(zhì)土、粉質(zhì)黏土、強風(fēng)化砂礫巖/粉砂巖。施工中，大跨梁采用混凝土梁結(jié)構(gòu)，整個支撐體系中預(yù)應(yīng)力梁一共有15 榀，鋼筋張拉控制應(yīng)力可以達(dá)到1303MPa 左右。施工設(shè)計中，需要使用夾片錨具，保障預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉的控制效果。該項目的土層物理力學(xué)參數(shù)如表1 所示。

表1 土層物理力學(xué)性質(zhì)

調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，該工程施工存在較多技術(shù)難點，主要有：

其一，路橋建設(shè)各個層面的施工面積比較大，但只在局部使用預(yù)應(yīng)力技術(shù)手段，所以預(yù)應(yīng)力筋穿插施工時間長，且稍有不慎便會弱化整體施工效果。

其二，后張法中黏結(jié)預(yù)應(yīng)力梁技術(shù)操作難度大，施工中埋設(shè)波紋管及孔道灌漿施工質(zhì)量難以控制。

3 預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)應(yīng)用要點

3.1 波紋管孔道漏漿處理

施工過程中，通常要借助波紋管完成預(yù)應(yīng)力筋孔道的制作。結(jié)合施工經(jīng)驗可知，在不同型號預(yù)應(yīng)力筋束張拉中，使用波紋管阻力最小，但因制作技術(shù)存在局限性，波紋管容易存在薄厚不均勻問題，會增加漏漿風(fēng)險。一旦發(fā)生漏漿，會導(dǎo)致孔道被封堵，從而增加預(yù)應(yīng)力筋的穿束難度。同時，波紋管漏漿發(fā)生會加大預(yù)應(yīng)力筋張拉時的摩阻力，容易導(dǎo)致張拉作業(yè)中斷。另外，波紋管本身的強度差，在施工安裝中若是出現(xiàn)管軸線偏位等問題，會導(dǎo)致波紋管裂紋，甚至直接炸開，導(dǎo)致波紋管孔道漏漿。

在施工前期應(yīng)加強對現(xiàn)場的檢查，了解波紋管的具體狀態(tài)，保證其滿足質(zhì)量要求，若質(zhì)量不合格需第一時間上報并更換，保證施工順利推進。為避免波紋管孔道漏漿，施工人員應(yīng)在不接觸主筋的前提下利用沖擊鉆對波紋管進行鉆孔。若波紋管孔道有雜物，應(yīng)及時清除，使鋼絞線能夠在波紋管內(nèi)部順利穿入提供保障[1]。之后運用整體性能相對較好的混凝土開展現(xiàn)場澆筑作業(yè)，強化施工效果，防止波紋管孔道漏漿。在澆筑過程中，也需加強對波紋管的保護，避免對波紋管造成破壞。

3.2 鋼絞線滑絲、斷絲處理

施工中鋼絞線滑絲原因有很多，可能是鋼絞線生銹嚴(yán)重或者其表面存在油污、雜物等，從而增加鋼絞線的滑絲風(fēng)險。斷絲主要是因為絞線相互絞纏，產(chǎn)生了嚴(yán)重受力不均的問題，在整個過程中個別鋼絞線張拉力過大，超出了鋼絞線自身的承載力，進而出現(xiàn)斷絲現(xiàn)象[2]。除此之外，鋼絞線在運輸中如果受到嚴(yán)重的機械損傷，也會增加滑絲、斷絲風(fēng)險。

針對鋼絞線滑絲、斷絲問題，科學(xué)的處理措施如下：第一，為解決鋼絞線滑絲問題，可借助千斤頂將已經(jīng)出現(xiàn)滑絲的鋼絞線拉出，并更換新夾片，確保其滿足張拉設(shè)計要求，為后續(xù)施工提供保障。第二，斷絲數(shù)量超過設(shè)計范圍時要更換鋼絞線，并按照科學(xué)的工序重新張拉[3]。

3.3 預(yù)應(yīng)力筋錨固處理

預(yù)應(yīng)力筋多是曲線形，在具體施工中若是連續(xù)箱梁跨數(shù)（一次澆筑混凝土的箱梁跨數(shù)）大于2 跨，需做好質(zhì)量控制，將預(yù)應(yīng)力筋穿入預(yù)埋好的波紋管內(nèi)，待澆筑混凝土強度達(dá)到要求后錨固預(yù)應(yīng)力筋，使其達(dá)到設(shè)計要求。預(yù)應(yīng)力筋的錨固處理要點如下：

首先，輕度錨固。千斤頂拉動預(yù)應(yīng)力筋受到的摩擦阻力為預(yù)應(yīng)力筋的1.3 倍以下時，為輕度錨固。其特點在于波紋管的內(nèi)部有少量漏漿，但每處的漏漿量不大，在拉力足夠的情況下，可以保證預(yù)應(yīng)力筋順利移動。需要注意的是，在此工況下也不排除漏漿的可能，會導(dǎo)致波紋管與之發(fā)生黏結(jié)[4]。

其次，重度錨固。千斤頂拉動預(yù)應(yīng)力筋受到的摩擦阻力大于預(yù)應(yīng)力筋的1.3 倍時，為重度錨固。重度錨固與輕度錨固的區(qū)別在于不論拉力大小，預(yù)應(yīng)力筋都不能隨意移動?？刂祁A(yù)應(yīng)力筋張拉力時，若現(xiàn)場表現(xiàn)為輕度錨固，施工人員需要分析現(xiàn)場情況，并落實好以下控制措施：控制好預(yù)應(yīng)力筋的長度及伸長值，將設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和實際伸長值之間的差異控制在6% 左右，為后續(xù)張拉提供保障；保證張拉作業(yè)過程中預(yù)應(yīng)力筋維持穩(wěn)定狀態(tài)。

最后，實現(xiàn)對預(yù)應(yīng)力筋的交替張拉。最后一步，需要讓波紋管以及預(yù)應(yīng)力筋呈分離狀態(tài)，確保后期預(yù)應(yīng)力筋能夠在波紋管內(nèi)部移動[5]。

3.4 鋼材的正確處理

第一，為實現(xiàn)對預(yù)應(yīng)力混凝土質(zhì)量的把控，應(yīng)合理選擇鋼材，并使用塑料膜包裹鋼材，或者合理涂刷防銹或者防腐蝕材料，確保鋼材質(zhì)量滿足工程質(zhì)量要求。與此同時，鋼筋材料入場時需要進行二次檢查，避免留下質(zhì)量隱患[6]。

第二，運用專門的鋼絲、鋼筋及鋼絞線，將6 根鋼絲銜接，使鋼芯向著相同的方向扭結(jié)。

第三，依靠后張法、先張法，發(fā)揮高強度鋼絲的強應(yīng)力性，為后續(xù)施工提供保障。為達(dá)到理想的施工效果，可利用碳素鋼盤條，在冷拔的作用下將鋼絲的直徑控制在3～8mm 之間[7]。并實施低溫處理操作，以提高鋼筋的強度，防止鋼筋發(fā)生恒松弛損失。

第四，利用錨具實現(xiàn)對鋼筋的固定，運用先張法輔助后續(xù)施工。例如，在鋼筋拉伸完成后固定錨具，進行混凝土澆筑，待混凝土強度達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的75%以上，將錨具取下，使鋼筋順利回彈[8]。此外，也可以運用后張法，用錨具將鋼筋固定在混凝土構(gòu)件的端面上，為了避免錨具松動、生銹等問題，及時進行混凝土澆筑，保證混凝土構(gòu)件的使用性能。

3.5 混凝土施工質(zhì)量控制措施

首先，加強材料質(zhì)量監(jiān)管。合理選用硅酸鹽水泥，確保骨料直徑在5～25mm 之間，以優(yōu)化混凝土的使用性能。增加碎石用量，使其與水泥充分混合，將水泥的實際占比控制在550kg/m3以內(nèi)，強化混凝土澆筑施工效果[9]。除了上述方法，還可以增加外摻劑，確保混凝土強度達(dá)標(biāo)。

其次，優(yōu)化澆筑、振搗作業(yè)流程。為達(dá)到理想的澆筑效果，要遵循分層澆筑的施工原則，由于長距離泵送會影響混凝土質(zhì)量，因此要盡可能采用大功率設(shè)備，提高泵送效率。同時，必須加強對振搗施工的質(zhì)量管控，避免在振搗過程中出現(xiàn)碰撞情況。

最后，實施有效的養(yǎng)護作業(yè)。在預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)應(yīng)用中，養(yǎng)護屬于最后一道工序，也是不容忽視的環(huán)節(jié)。如果養(yǎng)護不到位，會導(dǎo)致混凝土的強度不足，不僅無法滿足路橋施工的整體要求，還會埋下安全隱患，不能發(fā)揮出預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)的核心優(yōu)勢。為此，在基礎(chǔ)施工作業(yè)完成后，要精準(zhǔn)把控相關(guān)技術(shù)要點，完成混凝土的養(yǎng)護作業(yè)[10]。混凝土養(yǎng)護需要控制好溫度及濕度，否則容易造成施工裂縫?；炷琉B(yǎng)護技術(shù)要求：第一，混凝土澆筑完成后，及時進行養(yǎng)護，減少其暴露于大氣中的時間。第二，對于水膠比較低的混凝土（通常低于0.45）和大摻量粉煤灰混凝土，要用塑料薄膜緊密覆蓋，必要時進行灑水養(yǎng)護，以強化養(yǎng)護效果。

4 路橋施工中預(yù)應(yīng)力混凝土施工注意事項

4.1 加強蓋梁跨路區(qū)域的施工管理

在路橋工程中，對于橋梁較寬的區(qū)域，可以運用后張法制作混凝土蓋梁。在現(xiàn)場制作鋼絞線的過程中，要逐根檢查鋼絞線的質(zhì)量，以防止某一根鋼絞線質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，為路橋工程埋下隱患。在鋼絞線質(zhì)量檢查中，可以運用捆綁的方式，確認(rèn)切口是否整齊，用黑膠布在端頭進行綁扎，結(jié)合施工標(biāo)準(zhǔn)進行鋼絞線張拉及穿束。同時借助錨具，將鋼絞線逐一排列，避免鋼絞線在應(yīng)用過程中出現(xiàn)不平行的情況。可以組建監(jiān)督管理小組，有效監(jiān)測現(xiàn)場預(yù)應(yīng)力混凝土的狀態(tài)，采用科學(xué)檢驗手段控制施工質(zhì)量，以確保蓋梁跨路區(qū)域的預(yù)應(yīng)力施工順利進行。

4.2 提升預(yù)制小箱梁施工水平

因為路橋工程中會大量使用小箱梁，為控制施工成本，需在現(xiàn)場制作小箱梁并進行質(zhì)量驗收，節(jié)省部分制作時間，為后續(xù)施工提供保障。施工過程中，需要借助模板進行小箱梁制作，把控美觀度及質(zhì)量，強化施工效果。

首先，科學(xué)制作模板，確保其剛度、穩(wěn)定性等方面都能滿足工程需求，確保其在安裝過程中不變形。可采用涂漆或增料的方式，方便脫模。除此之外，在拼裝環(huán)節(jié)需進行二次檢測，避免小箱梁出現(xiàn)漏漿、變形以及位移等問題。

其次，運用鋼筋綁扎方式，穩(wěn)定內(nèi)部的鋼筋骨架，使腹板與底板對接。

再次，安裝波紋管道時，必須檢查管道的狀態(tài)，保證其內(nèi)部無雜物以及破損、斷裂的情況。在安裝過程中，應(yīng)使管道接口區(qū)域保持平整狀態(tài)，防止發(fā)生堵塞。正確處理接縫，降低孔道堵塞的可能性。同時，可采用密封處理方法，以免水泥滲入。安裝完成后，需要技術(shù)人員驗收，消除施工質(zhì)量方面的隱患。

最后，混凝土澆筑和振搗至關(guān)重要，澆筑完成后可采用插入式振搗器和附著式振搗器協(xié)調(diào)作業(yè)，提高混凝土振搗質(zhì)量，并防止在振搗過程中對其他構(gòu)件造成影響。上述操作完成方可進行噴淋養(yǎng)護，在養(yǎng)護期間控制好現(xiàn)場的溫度和濕度，確保預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的彈性、強度要求達(dá)標(biāo)。

4.3 科學(xué)加固受彎構(gòu)件

在路橋工程預(yù)應(yīng)力混凝土施工中，需要合理加固受彎構(gòu)件，有效強化施工效果，防止混凝土結(jié)構(gòu)中的裂縫延伸。在具體施工中，需要采用粘貼鋼板的方式進行分區(qū)加固，提升加固區(qū)域的抗剪性、抗彎性，改善橋梁結(jié)構(gòu)原本的狀態(tài)，為后續(xù)施工提供保障。

5 結(jié)語

預(yù)應(yīng)力混凝土是先進的技術(shù)手段，可降低路橋結(jié)構(gòu)施工中的質(zhì)量風(fēng)險，增強工程主體結(jié)構(gòu)的耐久性與穩(wěn)定性。在現(xiàn)場施工中，預(yù)應(yīng)力混凝土施工的注意事項也比較多。想要達(dá)到預(yù)應(yīng)力混凝土應(yīng)用的預(yù)期效果，需有效掌握技術(shù)應(yīng)用要點，通過波紋管孔道漏漿處理、預(yù)應(yīng)力筋錨固施工和混凝土作業(yè)流程優(yōu)化等措施，提高整體施工質(zhì)量，發(fā)揮預(yù)應(yīng)力混凝土最大的技術(shù)優(yōu)勢。