公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的運(yùn)用與控制措施

摘 要：近年來(lái)，隨著路橋建設(shè)的高速發(fā)展，預(yù)應(yīng)力技術(shù)因其優(yōu)良的特性和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，在公路橋梁建設(shè)中被廣泛運(yùn)用。大量的工程實(shí)踐證明預(yù)應(yīng)力技術(shù)所取得的業(yè)績(jī)和效果極為可觀。本文對(duì)公路橋梁施工中的預(yù)應(yīng)力技術(shù)工藝進(jìn)行了探討，并提出了相應(yīng)的控制措施。

關(guān)鍵詞：公路橋梁；預(yù)應(yīng)力技術(shù)

引 言：隨著鋼絞線在橋梁工程中的大量采用，預(yù)應(yīng)力工程的廣泛設(shè)計(jì)實(shí)施幾乎涵蓋了高速公路，城市立交的每一座橋梁，已經(jīng)成為了橋梁建筑結(jié)構(gòu)力學(xué)體系的主流。所以單憑掌握預(yù)應(yīng)力施工原理和施工工藝已不能滿足如此大規(guī)模道路橋梁建設(shè)項(xiàng)目的需要。為了確保橋梁工程在交付使用后，其結(jié)構(gòu)安全使用功能和使用年限，需要進(jìn)一步理解橋梁后張預(yù)應(yīng)力施工的原理。在現(xiàn)有的施工工藝基礎(chǔ)上提高施工質(zhì)量消除潛在的質(zhì)量隱患。

1 預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁施工中的應(yīng)用范圍

在我國(guó)，隨著材料工業(yè)和機(jī)械工業(yè)的發(fā)展，適合于預(yù)應(yīng)力技術(shù)的高性能混凝土、低松弛鋼絲、鋼絞線、各種形式的錨具以及各種張拉設(shè)備的生產(chǎn)系列化、規(guī)模化，再加上各專業(yè)生產(chǎn)廠的相繼建立使得競(jìng)爭(zhēng)加劇，預(yù)應(yīng)力技術(shù)水平得到了極好的發(fā)展，得以廣泛運(yùn)用于公路橋梁建設(shè)方面。目前，預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁建設(shè)上，主要運(yùn)用于空心板、T型簡(jiǎn)支梁、連續(xù)箱梁、橋梁加固、連續(xù)剛構(gòu)、混凝土斜拉橋、頂推法施工、邊坡或山體錨固、大件提升等方面。

2 路橋施工中的預(yù)應(yīng)力技術(shù)工藝

2.1 鋼絞線空間位置的控制

鋼絞線的空間位置是由墩頂導(dǎo)向槽以及錨固端部橫梁的跨中轉(zhuǎn)向橫肋所確定，而等效荷載的大小是由張拉應(yīng)力以及索形來(lái)決定的。如果墩頂導(dǎo)向槽或跨中轉(zhuǎn)向橫肋在施工中發(fā)生偏折，將導(dǎo)致鋼絞線的局部需要承受極大的擠壓應(yīng)力，因此明確墩頂和錨固端部橫梁處的錨墊板預(yù)埋位置是十分必要的，并且還要嚴(yán)格按照?qǐng)D紙的要求來(lái)進(jìn)行墩頂導(dǎo)向槽、跨中轉(zhuǎn)向橫肋的制作，不但要將端部磨平，還要保證彎折處的曲率半徑，這樣才能確保鋼絞線在張拉時(shí)不受端部的卡滑或擠壓。

2.2 鋼絞線的下料和穿索

通常我們?cè)趯?duì)路橋進(jìn)行加固時(shí)，需要對(duì)錨墊板和鋼管進(jìn)行灌漿，這時(shí)就經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生粘結(jié)段。因此在下料的過(guò)程中要將該粘結(jié)段鋼絞線的油脂和PE層清洗干凈。又因?yàn)槭孪炔粌H要考慮到穿束過(guò)程中鋼絞線在下垂時(shí)所產(chǎn)生的影響，還需要考慮到其張拉伸長(zhǎng)所產(chǎn)生的影響，從而確保張拉兩端的伸長(zhǎng)部分一致，并最后使得兩個(gè)粘結(jié)段的粘結(jié)力基本相同。但是，在實(shí)際的施工中該方法的位置和長(zhǎng)度都難以控制。在鋼絞線的穿索過(guò)程中，由于其長(zhǎng)度較長(zhǎng)，并且在中間還要裝置許多的墩頂導(dǎo)向槽和跨中轉(zhuǎn)向橫肋，這就致使在箱梁中無(wú)法對(duì)多根鋼絞線進(jìn)行整束穿索，對(duì)此普遍的做法是采用單根穿索。又因?yàn)殇摻g線的纏繞通常會(huì)使其有效的預(yù)應(yīng)力建立受到影響，因此還要確保在全橋長(zhǎng)的范圍內(nèi)鋼絞線不會(huì)發(fā)生纏繞。在實(shí)際的施工中，都要先將鋼絞線、工作錨板孔、密封蓋小孔等一一編號(hào)，并采用單根穿索的方法，將多根鋼絞線作為一束，通過(guò)對(duì)應(yīng)的橡膠墊來(lái)控制鋼絞線的位置，而且在張拉完成后，再次檢測(cè)每束鋼絞線是否還存在纏繞現(xiàn)象。

2.3 預(yù)應(yīng)力筋的張拉

預(yù)應(yīng)力筋的張拉是預(yù)應(yīng)力施工中的關(guān)鍵工序，預(yù)應(yīng)力筋的張拉質(zhì)量好壞將直接影響到整體結(jié)構(gòu)的安全。在預(yù)應(yīng)力筋張拉的具體操作中，首先在張拉前，先主動(dòng)標(biāo)定其張拉過(guò)程中所用的千斤頂。再依據(jù)標(biāo)定值進(jìn)行千斤頂回歸直線方程的推算，計(jì)算出張拉噸位所對(duì)應(yīng)的壓力表值。然后在鋼絞線束的兩端安裝群錨錨具，再用手持式千斤頂進(jìn)行單根張拉。當(dāng)穿心式千斤頂就位時(shí)，再安裝千斤頂尾部的工具錨。然后按照張拉程序同時(shí)張拉兩端的千斤頂，并在量測(cè)張拉前依據(jù)千斤頂?shù)挠透组L(zhǎng)度來(lái)求出張拉中的伸長(zhǎng)值和最終伸長(zhǎng)值。最后當(dāng)張拉應(yīng)力達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)之后，繼續(xù)堅(jiān)持5min左右，然后才能進(jìn)行回油放松。

2.4 真空灌漿

為了解決后張預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中預(yù)應(yīng)力筋的防腐蝕問(wèn)題及其與結(jié)構(gòu)混凝土共同工作的問(wèn)題，通常采用壓力灌漿的方法來(lái)填充預(yù)應(yīng)力筋和其預(yù)埋孔道之間的空隙。一般而言，預(yù)應(yīng)力筋失去保護(hù)是因?yàn)楹髲堫A(yù)應(yīng)力筋以非水平的多跨度彎曲狀態(tài)和傾斜狀態(tài)存在，再加上水泥漿的泌水蒸發(fā)所形成缺乏水泥漿的空隙時(shí)造成的。而且預(yù)應(yīng)力筋在高應(yīng)力的狀態(tài)下非常容易被腐蝕，并且腐蝕部位會(huì)造成斷面的缺損，從而使得預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性和安全受到嚴(yán)重的影響。由此可見(jiàn)，只有好的灌漿質(zhì)量才能確保預(yù)應(yīng)力筋的防腐蝕性能以及預(yù)應(yīng)力構(gòu)筑物的安全和耐久性能。所以在預(yù)應(yīng)力孔道的灌漿施工中，重點(diǎn)要解決孔道中水泥漿有空隙或未充滿、水泥漿硬化后的強(qiáng)度不滿足規(guī)范要求、水泥漿硬化后因收縮而與孔道壁分離等問(wèn)題。在實(shí)際施工中對(duì)于超過(guò)40m的多束預(yù)應(yīng)力筋通常采用真空灌漿的方法來(lái)確保灌漿的密實(shí)度和質(zhì)量。

3 路橋施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的控制措施

3.1 預(yù)埋、張拉、灌漿階段的控制

預(yù)埋階段主要是預(yù)應(yīng)力筋曲線形狀的控制，即保證各控制點(diǎn)的標(biāo)高定位準(zhǔn)確、牢固，其他工序不會(huì)影響和破壞波紋管，保證標(biāo)高控制點(diǎn)陣和曲線形狀的正確，當(dāng)其他工序與預(yù)應(yīng)力筋預(yù)埋發(fā)生矛盾時(shí)及時(shí)處理。張拉階段主要是保證張拉應(yīng)力能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求，其伸長(zhǎng)值變化在設(shè)計(jì)和規(guī)范的允許范圍之內(nèi)。灌漿階段主要是保證灌漿計(jì)量準(zhǔn)確，且孔道漿體飽滿。

3.2 鋼筋安裝的控制

普通鋼筋在綁扎時(shí)，嚴(yán)禁猛放、猛插，以防將預(yù)應(yīng)力筋的外皮刺破。進(jìn)行焊接施工時(shí)，嚴(yán)禁把預(yù)應(yīng)力筋當(dāng)作搭接線，且在預(yù)應(yīng)力筋附近必須采取保護(hù)措施才能進(jìn)行焊接。在鋼筋綁扎過(guò)程中，應(yīng)先綁扎梁內(nèi)的預(yù)應(yīng)力筋，后綁扎板內(nèi)的預(yù)應(yīng)力筋，而梁內(nèi)的拉筋應(yīng)等預(yù)應(yīng)力筋鋪設(shè)完之后再進(jìn)行綁扎，以便預(yù)應(yīng)力筋的穿筋定位。板的面筋應(yīng)等預(yù)應(yīng)力筋鋪設(shè)完成之后才能夠進(jìn)行綁扎。

3.3 混凝土澆筑的控制

外露的灌漿孔、孔道與灌漿孔、排氣孔管連接處、排氣孔端以及預(yù)應(yīng)力孔道接口處都必須封堵嚴(yán)密，以防出現(xiàn)因異物進(jìn)入或漏漿堵塞管孔的情況。尤其是下層孔道的排氣孔管和灌漿孔長(zhǎng)度大，且又斜向伸出板面，因此必須固定牢固。在澆筑混凝土?xí)r，振動(dòng)棒不得碰動(dòng)或接觸預(yù)應(yīng)力錨具和孔道，避免引起移位或損傷。如果設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨具和孔道的部位鋼筋較密集，振搗較困難，容易產(chǎn)生塑性沉縮裂縫，則必須用短鋼筋輔以人工插搗以及適度的模板外敲振，從而確保澆搗的密實(shí)。混凝土澆筑完畢后應(yīng)立即對(duì)孔道進(jìn)行必要的檢查和清理，并及時(shí)封堵灌漿孔、排氣孔管口和張拉端，防止異物的進(jìn)入，以確保其后續(xù)的張拉和灌漿能順利地進(jìn)行。而且在混凝土的澆筑過(guò)程中，在預(yù)應(yīng)力筋的張拉端及梁柱節(jié)點(diǎn)等關(guān)鍵的部位要澆搗密實(shí)。

3.4 漿體的控制

在施工過(guò)程中必須嚴(yán)格控制用水量，對(duì)于未能及時(shí)使用而流動(dòng)性能降低的水泥漿，嚴(yán)禁通過(guò)加水的方法來(lái)提高其流動(dòng)性；在漿體攪拌時(shí)，水泥、外加劑和水的用量都要嚴(yán)格控制；攪拌機(jī)內(nèi)的漿體應(yīng)每次都全部卸盡，不得采取一邊出料一邊進(jìn)料的方法；若在壓漿前發(fā)現(xiàn)管道內(nèi)殘留有臟物或水分，則必須使用空壓機(jī)將殘留在管道內(nèi)的臟物或水分清除。

4 結(jié)束語(yǔ)

近年來(lái)，預(yù)應(yīng)力技術(shù)在我國(guó)公路橋梁索數(shù)量及定位問(wèn)題建設(shè)中發(fā)展迅速，目前中小型公路橋梁幾乎都采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，大跨徑橋梁也優(yōu)先采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)。在實(shí)際施工中，我們應(yīng)當(dāng)注意按照規(guī)范施工，采用合適的張拉工藝，保證孔道和錨具的質(zhì)量，避免工程出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)預(yù)應(yīng)力技術(shù)的完善和改進(jìn)工作，提高我國(guó)預(yù)應(yīng)力公路橋梁建設(shè)水平。

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