連續剛構橋建設中的體外預應力施工技術

嚴鋒

（中交四航局第七工程有限公司，廣東廣州 510220）

隨著時間的推移，我國目前大跨徑的連續剛構橋建設數量不斷增長，但是就通過實際調查發現，這些橋梁雖然投入使用時間較短，但是出現了多種多樣的問題，主要表現為梁底開裂、跨中下撓、主梁出現斜裂縫等問題，這些問題并不是極個別的案例，而是在連續剛構橋普遍存在的問題，如果不及時采取應對措施，會對橋梁整體的承載力以及整體結構造成極大的影響。所以，要想徹底解決這些問題，從根本上提升橋梁的承載能力，就需要注重體外預應力施工技術的應用，以此來根治目前連續剛構橋的各種復雜問題。

1 工程概況

國內某地區擬定建設跨江大橋，結構為連續剛構，該項目建設選用體外預應力施工技術，橋梁設計時橋的左右兩幅的設計尺寸相同，其不僅可以為后續工作提供極大的便利性，而且還能夠方便對比在同一受力環境下，連續剛構橋的受力性能是否良好。但是這種設計也存在一定的缺陷，主要表現為無法將體外預應力的優勢凸顯出現。本文就以此案例展開連續剛構橋建設中的體外預應力施工技術。

2 體外預應力施工技術解析

2.1 體外預應力施工技術的發展

體外預應力施工技術在我國最早是被應用到對混凝土建筑物加固處理施工中。隨著時代的發展，我國專業技術人員與科研人員不斷的加強了體外預應力施工技術的研究與優化，并且通過反復的實驗使得該項技術很快被應道到了橋梁的加固處理中，早期主要是針對鋼筋混凝土的T梁橋利用鋼槽進行加固。在不斷實踐應用中體外預應力施工技術的優勢逐步凸顯出來，其可以明顯地改善各種跨徑橋梁的現有運營狀況，而且在橋梁的承載力方面有了明顯的提升。

2.2 體外預應力的概念

體外預應力中的預應力具體而言是指承載橋梁結構的主跨本體之外的鋼束張拉而產生的，鋼束的作用只是單純的在橋梁結構的本體之內安置錨固區域，而與此相反的轉向塊則是可以任意安置在橋梁結構的體內或者體外，二者之間并沒有任何本質方面的區別。通常情況下，體外預應力的構成部分較多，主要包含體外預應力孔道管、漿體、錨固體系以及轉向塊等。體外預應力在不斷的實踐應用與發展過程中，逐步形成了兩種不同的體系發展，具體而言：①由普通的鋼絞線外包HTPE防護的體外索。這種體外預應力屬于粘結體外預應力體系。這種預應力體系的主要優勢在于，在施工過程中可以將其設置在孔道管的結構體之外，一方面可以方便檢車與控制管道的安全，另一方面可以減少預應力摩阻損失；②由單根的無粘結的鋼絞線外包著HDPE防護的體外索。這是屬于無黏結體外預應力體系的一種。這種體外預應力體系的主要優勢能夠有效地減小單根無粘結筋的損失，具有耐腐蝕性與安全性，而且在重新調整預應力的數值時，還可以更換預應力筋。

2.3 體外預應力結構體系的組成

當前，體外預應力結構體系在我國橋梁建設、建筑工程中應用較為廣泛，其主要被應用到預應力混凝土結構的重建、加固以及維修中，同時還能在預應力混凝土結構或者施工臨時用的鋼索中應用。體外預應力是一種結構較為復雜且樣式豐富的體系，所以體外預應力結構體系主要組成部分多種多樣，主要包含了預應力索、錨固系統、轉向裝置、定位裝置、減振裝置等，具體如圖1所示。

圖1 體外預應力結構體系構造

3 連續剛構橋建設中的體外預應力施工技術應用

體外預應力施工技術在連續剛構橋建設中的應用可以有效地減少界面尺寸，在實際施工中將預應力筋布置在構建界面之外，有效地保證了連續剛構橋混凝土的施工質量與施工安全，同時還可以有效地減少工作量，提升施工效率。結合實際工程案例，本文就對連續剛構橋建設中的體外預應力的施工技術應用做出如下分析：

3.1 體外預應力施工流程

連續剛構橋建設中的體外預應力施工流程如圖2所示。

圖2 體外預應力施工流程

3.2 體外預應力施工準備

在實際施工過程中當轉向架與錨固塊按照施工設計要求安裝完后方可開展后續施工準備工作，具體而言：①對已經安裝完成的預應力管道、轉向器等進行復檢，確認內部暢通無阻，如在檢查過程中發現雜物必須要做好清理工作，這樣才能保障鋼絞線的施工有序開展；②要對布索通道進行檢查，一方面要確認是滿足設計要求，另一方面要清楚對布索有影響的障礙，并且移走對布索有影響的其他設施；③在通道內部要按照設計要求與相關的規范設置墊層，墊層材料主要以塑料為主；④打磨預埋鋼管，避免由于在穿索或者張拉過程中對于鋼絞線造成損傷；⑤在自由跨度較大的位置科學合理的搭設支架，為后續的施工提供便利；⑥要嚴格按照施工標準校準千斤頂與壓力表，并且以線性方程為依據對張拉過程中的每一級張拉力對應的壓力讀數進行計算，并且做好記錄與標記。

3.3 下料、編號以及穿束

本工程案例中受施工現場場地影響，在實際施工過程中將采用放索盤實施放索，通過人工將鋼絞線牽引至箱外支架處，然后利用滑輪轉向將鋼絞線送入箱中。所以，在下料過程中要嚴格控制下料的長度，在箱中下料，必須將鋼絞線平鋪于箱梁之中，然后進行放索，這樣才能保證每根體外預應力索的長度保持一致，進而可以有效地將下料誤差控制在20cm之內，這樣才能為后續對千斤頂的控制提供有力的條件。穿束施工是體外預應力施工技術的重點環節，在穿束施工過程中必須要做好鋼絞線的保護工作，以免在穿束過程中對于鋼絞線表面涂層造成破壞，對于其質量以及后續的防腐能力造成影響。在穿束施工過程中，每完成一根鋼絞線的穿布，就必須要做好編號或保護工作。在完成全部鋼絞線的穿布之后，以其工作和松弛長度及仲長值為依據將表面PE套剝除，確保張拉范圍內所有PE套剝除后，還要確認所有PE套部分是否全部進入錨杯中。

3.4 錨具與夾片安裝

體外預應力施工技術中錨具安裝是必須要保證其能夠與孔道對中，而且沒調鋼束都必須保持平順，這樣可以有效避免鋼束扭絞交叉。在安裝錨具與夾片之前，還要對相關的材料配件進行清洗，保證其清潔度的前提下才能更好的其錨固作用能夠達到預期效果。

3.5 鋼絞線預緊

體外預應力施工技術中，鋼絞線的最大長度可達到340m，而且整個鋼絞線中間所設置的支點數量較少，通常支點之間的距離最大可達到50m左右，所以在實際施工過程中為了能夠保證鋼絞線均勻受力，所有的鋼絞線必須要做好預緊施工，確保所有的鋼絞線都能夠均勻收緊。并且保證整根鋼絞線并未有明顯的松弛或者受力不均勻的情況，這樣才能更好地發揮體外預應力施工技術的優勢與作用。

3.6 預應力張拉

體外預應力施工技術中預應力張拉又被稱之為整束張拉，整個施工過程必須要分級進行，并且每級的張拉力都不能超過實際張拉值的1/5，每完成一級的張拉之后必須要檢查錨固點、轉向點的實際情況，確保在張拉過程中是否出現裂縫或者較大的變位，當張拉過程中發現問題時，要在第一時間內停止施工，并且找出具體的原因后科學的制定處理措施，在問題完全解決之后，方可繼續施工。此外，在整個預應力張拉施工過程中還應該設置統一指揮部、監控部，這樣不僅可以實現對于整個施工過程的實時監控，而且還可以實現施工的統一，有效地提升施工效率與施工質量。

3.7 防護裝置安裝與封錨

預應力張拉施工中當每完成一跨的鋼絞線張拉后，就要及時對多余的鋼絞線進行切割處理，切割長度要以封錨鋼冒的深度來確定，在完成切割處理之后就需要進行防護裝置的安裝，在安裝完成后要進行防腐處理，這樣可以有效抵御外界因素的影響，進而提升質量，延長使用壽命。最后，在完成上述施工后，就可以安裝防護罩。

4 結語

連續剛構橋建設中的體外預應力施工技術的應用，既可以實現施工效果與施工質量的全面提升，而且該項施工技術還具有施工便利、成本較低、便于檢修等顯著的優勢。所以，本文就根據實際工程案例該項施工技術進行了分析，以期能為相關從業者提供參考，以此來推動體外預應力施工技術的不斷優化與發展。