公路橋梁施工中預應力技術應用

郭玉杰

摘 要：伴隨我國社會經濟的蓬勃發展，預應力技術在我國工程結構各個行業也得到了大力推廣及應用。近年來，大量預應力混凝土橋被建造于公路上，特別是大跨徑橋梁居多。為此，本文結合具體工程案例，對預應力技術概況、公路橋梁施工預應力施工流程等相關內容進行了分析與探討。

關鍵詞：公路橋梁；預應力技術；施工流程

中圖分類號：U445.57 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）05-0128-01

1 工程概況

某橋梁工程所在地貌為太行山山前沖洪積傾斜平原，地面傾斜于南東向，96.29～96.84m為地面高程范圍。本橋全長90m，跨度為30x3m的3跨橋，4.5m為橋面標準寬度，分別為防撞護欄0.5m+行車道3.5m+防撞護欄0.5m。根據設計要求，選取現澆預應力混凝土連續箱梁作為橋梁上部結構，以單箱單室截面為主，1.5m為梁高，并將兩道伸縮縫設置到橋端位置。選取肋板立柱形式作為下部結構橋臺，鉆孔灌注樁為承臺下基礎，橋墩為柱式墩，盆式橡膠支座為橋梁支座。

2 預應力技術的概況

預應力混凝土結構是在結構承受荷載前期，將壓力預先對其施加，保證在外荷載影響下壓應力產生于受拉區混凝土內力，進而對外荷載出現的拉應力予以消除，保證正常情況下混凝土結構無裂縫產生或延緩裂縫產生時間。

3 公路橋梁預應力施工流程

3.1 現澆連續箱梁施工

（1）支架基礎。施工前期，需清理干凈施工場地，且做好碾壓、整平工作。橋梁地基支架基礎可根據設計要求，選用厚10cm的C10素混凝土，進而確定地基穩固，避免地基沉降。（2）搭設支架。選取一次性現澆法進行箱梁施工，完成支架基礎作業，可放出箱梁支架，并對其平面位置加以確定。根據既定位置架設支架鋼管，其各個間距如下：75cm縱向間距，60cm橫向間距，120cm步距，120cm為水平向間距，進而提高滿堂支架的強度及穩固性。同時還需將鋼管剪刀撐安設到跨中位置，45°到60°為剪力撐和水平向之間的夾角。（3）制作及安裝模板。鋼模板為箱梁底模，選取膠合板用于內模，其他則選取鋼模。根據設計要求。合理設置梁端及橫梁部位預應力錨頭位置模板，確保錨頭部位混凝土面垂直于此位置鋼絞線切線，并將附著式振動器安裝到預應力張拉端模板位置，進而提高澆筑混凝土的質量。選取雙面膠帶做好全部外露面模板接縫處理，避免漏漿問題出現于模板位置。在箱梁底模鋪設后，需預壓整個橋梁支架及模板，做好預壓荷載施工，根據本橋實際情況，以672.6t作為預壓總荷載。在預壓各個階段，對跨中1/4梁跨位置變形情況進行實時觀測，且對支架所有扣件受力情況進行檢查，隨后做好數據記錄工作。（4）加工及安裝鋼筋。調直、除銹工作需在加工鋼筋前完成，且準確確定下料長度及彎折角度。焊接鋼筋接頭過程中，應確保2根鋼筋接頭軸線相同，且在5d以上控制接頭雙面焊接長度。本工程為一次澆筑箱梁，在底模安裝及調整好之后，需綁扎好底板普通鋼筋，隨后綁扎及安裝腹板鋼筋及波紋管、頂板鋼筋。（5）澆筑箱梁混凝土。選取高強度C50混凝土作為箱梁混凝土，且在設計強度等級1.15倍以上控制混凝土施工配制強度。為提高混凝土和易性，需在80到180mm之間合理控制其坍落度，0.4到0.5之間為其水灰比。澆筑前需清理干凈模板內雜物，且做好檢查工作。要求選取兩臺混凝土泵車不間斷進行垂直運輸，選取12m3砼罐車作為混凝土水平運輸設備。由拌合站—澆筑倉面運輸過程中應具有連續性、均勻性，嚴禁漏漿、離析問題出現在運輸環節。由于箱梁澆筑面積不大，應按照“跨中—2墩臺、低—高”的順序連續澆筑，30cm為各次鋪料厚度，且一層一層振搗密實。

根據工程建設所需，選取插入式軟式振搗器用于振搗施工，且在其作用半徑1.5倍內合理控制振搗器移動間距，一般需向下層混凝土插入5到10cm，并在15到20s之間合理控制振搗時間，待混凝土表面無顯著沉降現象即可停止施工。振搗施工中，應防止對模板、鋼筋等發生碰觸。混凝土澆筑過程中，禁止將水加入倉號內，如混凝土和易性不足，則應加大振搗力度，提高混凝土質量。澆筑完混凝土后，當其初凝時即可進行灑水養護施工，做好保濕工作。如溫度在30℃左右，需選取麻袋覆蓋梁頂，且將塑料薄膜覆蓋到側面，間隔1h灑水一次，保證在28d內控制養護時間。

3.2 預應力施工

選取后張預應力施工技術進行該橋梁張拉施工，具體施工流程如圖1所示。

第一，選取塑料波紋管進行預應力管道成型施工，在施工前，需做好波紋管質量檢查工作，避免損壞。預留孔道尺寸、位置必須具有準確性，保證端部預留鋼墊板與孔道中心線垂直。選取U型定位環、定位筋對波紋管進行牢固，間隔1m在直線位置或間隔0.5m在曲線位置進行定位鋼筋設置，且做好綁扎工作。同時在模板內合理設置，防止澆筑混凝土時出現位移現象。為避免漏漿問題，需在波紋管接頭位置緊緊纏繞寬膠帶。

第二，作為連續梁施工的重點，預應力施工前需檢查好所有設備、部件的質量，按照張拉順序施工。要求先進行中層束張拉，隨后張拉下層束，最后進行上層束張拉，同時對稱均勻張拉左右腹板束。

根據設計要求，相比鋼絞線標準強度，各束鋼絞線最大張拉控制應力為其75%，即1395Mpa。要求在滿足強度設計值90%以上，兩端同時對稱張拉施工。選取張拉力、伸長量同時控制法進行張拉。當△L為預應力筋張拉實際伸長值的情況下，具體計算公式如下：

△L=△L1+△L2（mm）

其中，由初應力向最大張拉應力產生的實測伸長值可由△L1表示；

初應力以下推算伸長值可由△L2表示。

第三，完成張拉作業后，需及時實施孔道壓漿、封錨施工，根據設計要求合理控制壓漿工藝，要求選取42.5級普通硅酸鹽水泥，0.4到0.5之間合理控制其水灰比。壓漿前，需沖洗干凈孔道，隨后利用壓縮空氣沖出孔道內的全部積水。隨后鑿毛端面混凝土，并進行鋼筋網設置，做好養護工作。

3.3 伸縮縫施工

伸縮縫安裝過程中，需嚴格按照安裝溫度（-5～20℃），確定上部構造端部之間的空隙寬度。伸縮縫中心線需重合梁端中心線。固定伸縮縫標高時，定位筋可選取角鋼材料，與兩側瀝青混凝土面層標高相比，伸縮縫頂面盡可能低一些，且調整伸縮縫縱向直線度，控制好伸縮縫標高后，即可實施臨時加固作業。順著橋寬焊接伸縮縫邊梁錨固裝置，避免出現位移問題。固定焊接過程中，需在10cm以上控制連接位置焊接長度，避免產生焊接遺漏部位。

澆筑混凝土前，需檢查預埋件質量，且做好各項數據記錄工作。一般選取C50環氧樹脂混凝土用于預留槽澆筑，要求同時振搗兩側混凝土，確保其密實度滿足設計要求，隨后做好抹壓、整平作業。

3.4 拆除模板

相比設計強度，梁體混凝土強度超過90%，并完成張拉壓漿作業后，即可卸落支架。可按照先卸落臺及墩位置支架，隨后將1/4跨徑位置支架卸落，最后將跨中支架卸落。每個位置卸落應間隔相應時間，并固定松動的木楔，保證梁體穩固。

除此之外，應嚴格遵循模板所在位置及混凝土強度確定拆除模板的時間。在混凝土抗壓強度符合2.5mpa時即可將側模拆除，相比設計強度，當混凝土強度超過75%時則可將箱室頂模及翼板拆除。相比設計強度，當混凝土強度滿足100%時，則可將箱梁臺座模板拆除。

4 結語

綜上所述，預應力技術的應用主要是對結構服役現狀的進一步改善，要求將壓應力在施工階段預先施加于結構，以此將因荷載產生的拉應力全部或部分消除，防止損壞結構，一般該項技術在混凝土結構較為常見。公路橋梁施工中合理應用預應力技術，對提高工程質量意義重大。

參考文獻

[1]蘇文建，趙堅.論道路橋梁施工中預應力的應用及存在的問題[J].中小企業管理與科技旬刊，2011（1）：232-232.