市政橋梁工程中預(yù)應(yīng)力箱梁施工技術(shù)研究

吳文斌 廣州市第二市政工程有限公司

1 前言

在橋梁工程項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中，預(yù)應(yīng)力是保證混凝土結(jié)構(gòu)穩(wěn)定與可靠性的關(guān)鍵技術(shù)，在混凝土受力之前就對(duì)其施加一定壓力，使得混凝土部分結(jié)構(gòu)趨于產(chǎn)生外荷載，以此降低開(kāi)裂以及其他質(zhì)量通病的發(fā)生幾率。隨著執(zhí)政橋梁建設(shè)規(guī)模的增大，有必要對(duì)預(yù)應(yīng)力箱梁施工技術(shù)進(jìn)行深入分析，通過(guò)創(chuàng)新滿(mǎn)足行業(yè)需求，以此保證橋梁工程的建設(shè)效率與質(zhì)量。

2 工程案例

以某市政主干道路施工為例，道路工程項(xiàng)目全長(zhǎng)3400m，雙向四車(chē)道，以Ⅰ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，紅線(xiàn)寬40m，市政橋梁工程與路基采用一次成型。在橋梁工程設(shè)計(jì)中，運(yùn)用10×20+3×25 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)，為保證市政橋梁整體質(zhì)量與建設(shè)水平，需要對(duì)預(yù)應(yīng)力箱梁施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行深入探析，以此保證設(shè)計(jì)與施工的合理性與可靠性。

3 預(yù)應(yīng)力箱梁施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 箱梁施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1.1 箱梁立模

在實(shí)際施工過(guò)程中，需要在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)箱梁預(yù)制技術(shù)進(jìn)行硬化處理，主要是使用厚度為40cm的砂料填充預(yù)制區(qū)域，然后使用等級(jí)為C20的混凝土進(jìn)行表層封頂，注意現(xiàn)場(chǎng)的排水設(shè)計(jì)，以此完成梁底座施工。在制作、安裝箱梁模板時(shí)，應(yīng)采用整塊且能夠牢固定型的鋼模板，模板中間厚度一般控制在3m 左右。對(duì)于使用到的組合模板，確保端模的角度與長(zhǎng)度相吻合，以免較大的偏差而影響箱梁預(yù)制質(zhì)量。同時(shí)，采用“企口”處理兩個(gè)模板間的接縫，然后使用橡膠條確?？p隙緊密、拉緊。在拼裝定型鋼模板時(shí)，應(yīng)在頂部開(kāi)一個(gè)小口，并預(yù)留出活動(dòng)蓋板，以此為后續(xù)制作做好鋪墊工作。

3.1.2 鋼筋綁扎

市政橋梁工程應(yīng)用到的預(yù)應(yīng)力箱梁結(jié)構(gòu)復(fù)雜且數(shù)量多，使得鋼筋綁扎工作存在一定難度。在綁扎鋼筋時(shí)，應(yīng)注意鋼筋綁扎擰緊值的黏滯，嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定保證鋼筋綁扎的牢固程度。當(dāng)扳手發(fā)出“咔咔”聲，便要停止擰進(jìn)，而鋼筋連接使用10d單面焊接最為適宜，通過(guò)有效的鋼筋綁扎能夠有效保證底板、腹板、頂板處鋼筋的焊接質(zhì)量。

在完成骨架焊接工作之后，一定要在第一時(shí)間內(nèi)完成預(yù)應(yīng)力管道的安裝，并明確標(biāo)出鋼筋的預(yù)應(yīng)力，從根本上避免后續(xù)箱梁制作與橋梁施工出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。

3.1.3 塑料波紋管綁扎

塑料波紋管綁扎是保證預(yù)應(yīng)力箱梁鋼束孔施工質(zhì)量的關(guān)鍵。在連接塑料波紋管的過(guò)程中，一定要在波紋管封口處以及接口處使用三層封口紙。根據(jù)預(yù)制箱梁制作圖紙以及橋梁施工圖紙，應(yīng)使用不同的記號(hào)標(biāo)出塑料波紋管預(yù)應(yīng)力坐標(biāo)，以此保證波紋管質(zhì)量控制點(diǎn)清晰地展現(xiàn)在施工人員面前[1]。

一般情況下，塑料波紋管的綁扎工作在鋼筋綁扎之后進(jìn)行，主要是按照定位網(wǎng)進(jìn)行塑料波紋管的綁扎工作，并注意綁扎不應(yīng)產(chǎn)生較大的工作偏差，以免對(duì)箱梁的制作造成較大的影響。在控制塑料波紋管綁扎偏差的過(guò)程中，應(yīng)該控制在4mm 范圍之內(nèi)，然后通過(guò)仔細(xì)檢查來(lái)保證塑料波紋管鋼束孔穿孔的精準(zhǔn)性，進(jìn)而完成塑料波紋管定位筋施工。

3.1.4 混凝土澆筑

在進(jìn)行混凝土澆筑之前，應(yīng)保證制作的箱梁模板拼接牢固，模板與模板之間無(wú)縫隙、連接緊密，必要時(shí)可使用泡沫雙面膠來(lái)防止混凝土漏漿。由于箱梁空間有限，按照市政橋梁總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工的難度較大。因此，在澆筑混凝土的過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)橋梁施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況以及橋梁本身特點(diǎn)，合理選擇澆筑方式。

通常情況下，采用灌注式方式開(kāi)展混凝土澆筑施工，然后將按照配比制作成的混合料分層加入模具中，在此過(guò)程中要控制好分層施工角度。在澆筑前，應(yīng)及時(shí)清除模板上的雜物，并對(duì)模板板面平整度、光潔度、凹凸性進(jìn)行全面檢查，若模板焊縫處有開(kāi)裂破損，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)修合格。

與此同時(shí)，應(yīng)緊密結(jié)合橋梁施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)使用到的混凝土以及原材料進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，并根據(jù)施工段的不同，使用科學(xué)合理的配合比，以此從根本上保證預(yù)制箱梁的質(zhì)量，對(duì)提升市政橋梁工程整體質(zhì)量具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

3.1.5 混凝土振搗

混凝土振搗作為預(yù)制箱梁制作的又一重要工藝，在振搗的過(guò)程中，一般選用插入式振搗工藝，使用的振搗棒直徑宜為Φ30mm，控制好振搗時(shí)間、間隔，采用快插、慢拔，同時(shí)使用木槌對(duì)混凝土側(cè)壁進(jìn)行敲擊，以此保證混凝土的密實(shí)度。在振搗混凝土的過(guò)程中，要控制好振搗力度，以免對(duì)塑料波紋管產(chǎn)生損害，最大限度保證預(yù)制箱梁的制作質(zhì)量。

3.1.6 混凝土養(yǎng)護(hù)

在完成混凝土澆筑與振搗施工之后，一定要在第一時(shí)間內(nèi)開(kāi)展合理的混凝土養(yǎng)護(hù)工作。一般在混凝土結(jié)構(gòu)表面初凝之后，向表面的覆蓋膜噴灑水，并在表面覆蓋一層草簾或麻布袋，使得混凝土結(jié)構(gòu)表面始終保持濕潤(rùn)狀態(tài)，正常情況的混凝土灑水養(yǎng)護(hù)周期為7d。

經(jīng)過(guò)養(yǎng)護(hù)的預(yù)制箱梁可以達(dá)到設(shè)計(jì)的強(qiáng)度，當(dāng)強(qiáng)度為15MPa時(shí)，按照相關(guān)要求與操作規(guī)范，拆除模板，此時(shí)預(yù)制箱梁的頂層支架強(qiáng)度能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的75%，對(duì)于不合格的混凝土要采取合適的處理手段，以此從根本上避免由于預(yù)制箱梁的質(zhì)量問(wèn)題而引發(fā)的開(kāi)裂[2]。

3.2 預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)要點(diǎn)

3.2.1 張拉、錨固施工

在開(kāi)展張拉、錨固施工之前，應(yīng)保證預(yù)制箱梁的混凝土施工已經(jīng)結(jié)束一周，以此在混凝土強(qiáng)度達(dá)標(biāo)的基礎(chǔ)上開(kāi)展接下來(lái)的工序。與此同時(shí)，對(duì)鋼束穿束使用到的鋼絞線(xiàn)進(jìn)行編號(hào)，以此完成鋼筋的整理工作，避免對(duì)接下來(lái)預(yù)應(yīng)力施工造成麻煩。

在張拉、錨固施工過(guò)程中，應(yīng)仔細(xì)檢查孔道定位是否存在偏差，并及時(shí)調(diào)整，檢查灌漿孔是否存在異物，以免影響張拉、錨固施工效率。正常情況下，張拉、錨固施工工藝流程為：張拉平臺(tái)的設(shè)置→鋼絞線(xiàn)束的穿拉→波紋管雜物以及墊板下雜物的清理→開(kāi)始張拉、錨固施工→對(duì)施工數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄與統(tǒng)計(jì)→結(jié)束張拉、錨固施工→施工驗(yàn)收。國(guó)際橋梁工程后張法預(yù)應(yīng)力數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 國(guó)際橋梁工程后張法預(yù)應(yīng)力數(shù)據(jù)表

在張拉、錨固施工階段，每個(gè)預(yù)先制作的箱梁混凝土強(qiáng)度宜達(dá)到85%的設(shè)計(jì)強(qiáng)度，此時(shí)進(jìn)行張拉、錨固施工，能夠達(dá)到有效控制預(yù)應(yīng)力值的目的。在設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力的過(guò)程中，主要是對(duì)張拉伸長(zhǎng)值、應(yīng)力進(jìn)行控制，一旦張拉超過(guò)6%，應(yīng)立即停止。理論張拉伸長(zhǎng)值的計(jì)算公式如下所示。

（1）直線(xiàn)預(yù)應(yīng)力筋的伸長(zhǎng)值

其中，Nj為張拉端的拉力；Ap為截面積；Es為彈性模量；L為長(zhǎng)度。

（2）曲線(xiàn)預(yù)應(yīng)力筋的伸長(zhǎng)值

其中，LT為曲線(xiàn)長(zhǎng)度；θ為曲線(xiàn)段的圓心角。

根據(jù)以上公式可知，在張拉、錨固實(shí)際施工過(guò)程中，在張拉完頂板之后，再?gòu)埨装?，然后同時(shí)進(jìn)行兩端的張拉，以此保證預(yù)應(yīng)力的均勻性。在張拉過(guò)程中，應(yīng)合理控制張拉油壓差，一般控制在5MPa以?xún)?nèi)，通過(guò)每段張拉值的詳細(xì)記錄，能夠?yàn)榻酉聛?lái)的橋梁施工提供有力的數(shù)據(jù)支撐，對(duì)充分發(fā)揮出預(yù)應(yīng)力箱梁施工技術(shù)的優(yōu)勢(shì)與作用具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

3.2.2 壓漿施工

壓漿施工是保證橋梁混凝土預(yù)應(yīng)力達(dá)標(biāo)的又一重要環(huán)節(jié)，為保證壓漿施工作業(yè)能夠順利開(kāi)展，正常情況下應(yīng)從最下面的孔道開(kāi)始?jí)簼{作業(yè)，并且要?jiǎng)蛩偻七M(jìn)壓漿，不能出現(xiàn)斷開(kāi)現(xiàn)象，并且要壓漿施工涉及的排氣孔要通暢，這樣才能從根本上提升壓漿施工質(zhì)量，注意應(yīng)及時(shí)解決漏漿問(wèn)題。

在完成壓漿施工之后，應(yīng)對(duì)箱梁兩端的水泥漿進(jìn)行一系列清理工作，徹底清洗施工過(guò)程中使用到的錨具，最大程度保證混凝土頂面平滑，對(duì)提升預(yù)應(yīng)力箱梁施工技術(shù)應(yīng)用效率、經(jīng)濟(jì)效益具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

4 質(zhì)量控制措施

在市政橋梁工程預(yù)應(yīng)力箱梁施工過(guò)程中，首先，做好施工現(xiàn)場(chǎng)原材料質(zhì)量控制工作。市政橋梁工程應(yīng)用到的原材料質(zhì)量會(huì)直接影響工程整體施工質(zhì)量，若質(zhì)量控制不好，則會(huì)引發(fā)諸多質(zhì)量通病。

因此，預(yù)應(yīng)力箱梁使用的粗骨料含泥量不大于1.0%，細(xì)骨料含泥量不大于3.0%，宜選用細(xì)度模量為2.3～3.0 的中砂，并按照混凝土試驗(yàn)配合比添加適當(dāng)?shù)母咝阅茉鐝?qiáng)減水劑。

其次，切實(shí)抓好預(yù)應(yīng)力箱梁施工現(xiàn)場(chǎng)管理。由于市政橋梁工程內(nèi)容較為復(fù)雜、難度較大，預(yù)應(yīng)力箱梁施工效果直接關(guān)系到橋梁建設(shè)質(zhì)量，通過(guò)嚴(yán)格的施工現(xiàn)場(chǎng)管理能夠有效保證施工指標(biāo)落到實(shí)處。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)對(duì)市政橋梁工程中預(yù)應(yīng)力箱梁施工技術(shù)的分析，進(jìn)一步明確了箱梁施工、預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)要點(diǎn)，通過(guò)預(yù)應(yīng)力材料質(zhì)量、預(yù)應(yīng)力損失等質(zhì)量控制措施，確保橋梁預(yù)應(yīng)力施工的順利開(kāi)展，通過(guò)良好的混凝土澆筑、振搗、養(yǎng)護(hù)工作，最大程度避免了橋梁開(kāi)裂，對(duì)提升市政橋梁施工質(zhì)量水平具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。