近年來,我國的交通事業獲得了迅猛的發展,無論在高速公路、普通公路還是鐵路的修建中,橋梁都是重要的施工組成部分。在橋梁施工中,由于空心板具有諸多優點,因而被廣泛應用到橋梁上部結構中。預應力空心板技術的應用有利于平衡橫向彎矩,加固簡支空心板橋。但是在空心板橋施工中存在較大的難度,特別是其定位和接縫。本文根據多年的工程實踐經驗分析了預應力空心板橋施工特點和技術要點,以期為同類工程提供參考。
預應力空心板橋梁中,受力的主要構件是預應力空心板,預應力空心板的施工質量好壞直接關系到此類橋梁運營的安全性,因此,需十分重視預應力空心板的預制施工技術及橋梁的拼裝施工技術。
預應力空心板橋的施工主要有以下兩個特點:預應力空心板橋在施工過程中需要使用大量的機械設備,因此需要投入較多的施工設備和資金;預應力空心板橋的施工進度和施工質量易受到外部因素的影響,施工周期較長。
預應力空心板分為先張法預應力空心板和后張法預應力空心板兩種類型。先張法預應力是指先在張拉臺座上張拉預應力鋼束,接下來在臺座上澆筑空心板,待空心板的混凝土強度達到設計強度的75%以上后,放松錨固在臺座上的預應力鋼束,預應力鋼束收縮時,通過混凝土與預應力鋼束之間的摩擦黏滯力,使空心板提供預壓應力。后張法預應力是指完成混凝土和鋼筋骨架的施工后,待混凝土強度達到混泥土設計強度的75%以上后,張拉預應力,并由錨具將預應力傳遞給空心板。
預應力空心板橋的施工過程決定了橋梁的質量優劣,因此要嚴格按照標準,掌握每個環節的技術細節,才能保證施工質量。
對于先張法預應力空心板橋梁,需要在張拉臺座上進行空心板施工。因此,先張法預應力空心板施工時,需要事先準備張拉臺座。張拉臺座的制備首先要平整場地,之后在地面挖出空心板制作場地,并鋪設20cm厚的碎石,在碎石層上澆筑一層大約20cm厚的混凝土,在混凝土上鋪設鋼板,確保鋼板的平整度在3mm之內,作為張拉臺座的基礎。
無論是先張法預應力空心板橋梁還是后張法預應力空心板橋梁,都需要進行鋼筋的綁扎施工。鋼筋骨架制作與安裝,應嚴格按照施工圖中的鋼筋配置形式和配置尺寸綁扎鋼筋骨架,若在施工過程中發現設計圖中存在鋼筋的錯、漏、碰、缺等問題,應及時與設計代表溝通,糾正設計圖紙中的錯誤。
混凝土澆筑在空心板橋施工過程中起著至關重要的作用,澆筑混凝土應分層進行,一般混凝土凝結時間不得超過施工規范規定,另外要保證混凝土入模質量。因此,對混凝土材料和施工工藝方法提出了較高的要求,對于采購進場的混凝土原材料應進行全面的質量檢查,材料進場后儲存過程中應確保材料不受潮。嚴格按照規范標準要求進行混凝土的配合比試驗,制定出混凝土的生產方案,保證混凝土的質量和強度滿足設計要求。同時還應保證混凝土具有一定的施工和易性,滿足施工的要求。使用機械設施澆筑混凝土時,應分層澆筑、充分振搗,但是應避免過振導致的混凝土離析等病害。待混凝土達到設計強度之后應進行模板的拆除工作,否則后期模板的拆除將十分困難。需要注意的是當混凝土澆筑完成后,需對混凝土進行一定時間的養護,確保混凝土強度的形成。
預應力可以改善橋梁的受力性能,若預應力張拉過多,會導致出現裂縫或較大的壓應力。對于空心板橋梁而言,多為簡支結構,跨中下緣最容易開裂,支座位置的彎矩較小。因此在跨中下緣需要布置預應力鋼束,而在支座位置鋼束應該彎起或退出工作。在施工中應嚴格按照設計單位經計算提供的鋼束線型施工,不得改動。
對于先張法預應力施工和后張法預應力施工,鋼絞線是不可缺少的材料。鋼絞線一般分為預應力鋼筋、具有矯直回火性的預應力鋼絲、松弛性比較低的鋼絞線和普通預應力鋼絞線四種類型。在施工中,應該嚴格按照設計單位提供的施工圖紙要求,選用預應力鋼絞線的材料和型號。對于后張法預應力空心板,還需要用到錨具將鋼束上的預拉力傳遞給主梁形成預壓應力。錨具具有一定的尺寸和安裝要求,若發現設計圖紙中的錨具無法使用時,應及時與設計代表或設計單位溝通。
先張法預應力空心板施工時有放張預應力的過程,放張預應力時應先啟動千斤頂,使預應力鋼束受拉,進而取出在臺座和預應力筋之間用于臨時錨固的馬蹄鐵。然后減小油壓千斤頂的張拉力,放松鋼絞線,使鋼絞線上的力通過鋼絞線與混凝土的黏結摩擦傳遞給空心板主梁。在放張過程中,應注意施工安全,施工人員與梁體之間應保持一定的安全距離,防止預應力鋼束或千斤頂造成的人身傷害。最后在切除鋼絞線時,應采用砂輪切割機,不允許使用氣焊切割。

后張法預應力施工工藝是在混凝土澆筑完成后,需等到混凝土達到一定強度時再張拉預應力鋼束。這就要求后張法預應力混凝土構件在澆筑混凝土的過程中預留出預應力鋼束的孔道,預應力鋼束的孔道一般采用各種材料的波紋管抽拔形成。施工中應嚴格按照設計單位提供的施工圖紙中的預應力鋼束線形,將波紋管固定在鋼筋骨架上,一般采用細鋼筋或者定位塊,將波紋管綁扎在鋼筋骨架上保持穩定。等到混凝土澆筑完成并達到一定的強度后,將預應力鋼束穿過預留的孔道,然后在端部張拉預應力。張拉預應力時一般使用油壓千斤頂分級張拉,先將預應力鋼束張拉至設計張拉值的70%,然后張拉至設計值的105%,再放張至設計值,這一過程稱為超張拉。預應力鋼絞線張拉完畢后,應通過測量檢測預應力鋼絞線的張拉應力,確保滿足設計要求,檢測合格后使用錨具將預應力鋼絞線錨固在主梁上。錨固完成后應及時進行孔道灌漿作業, 預應力鋼絞線張拉完后也應及時進行孔道灌漿,這樣可以較大程度上降低預應力的損失,保證結構的運營安全。預應力孔道在灌漿前應先使用壓水的方法清洗干凈,并且保證壓漿孔、出氣孔與預應力鋼絞線孔道聯通。壓漿時采用0.4MPa~0.6MPa的壓漿應力,按照先下后上的順序進行壓漿作業,這樣可以有效避免上層孔道漏漿從而堵塞下層孔道的事故。待出氣孔有水泥漿溢出后,則說明孔道已被水泥漿注滿,此時應馬上堵死出氣孔,但應持續壓漿至應力達到0.6MPa,再保持2分鐘即可堵塞灌漿孔,完成灌漿。
空心板橋施工涉及到眾多的技術,例如波紋管的定位安裝、鋼絞線的穿束、澆筑墩頂濕接縫混凝土、負彎矩鋼絞線的張拉、孔道壓漿、鑿除負彎矩混凝土及負彎矩的檢測等眾多技術。盡管我國在空心板橋施工技術方面取得了眾多突破,但是大部分地區空心板橋施工方法較為單一、施工人員專業技術水平不一、缺乏后期的養護工作。因此,要重點提高施工細節、施工效率及安全技術等,嚴格遵循工程建設標準開展工作,加強施工管理。