高速公路橋梁施工中預應力施工技術(shù)的應用

薛翔

山西路橋第八工程有限公司 山西運城 044000

預應力混凝土管樁是近年來公路橋梁工程的新型應用基礎，它具有較高的承載力和較強的可靠性，而且施工簡易快速，在當前公路橋梁建筑工程中應用廣泛。近年來，隨著工程技術(shù)水平的提高，靜壓預應力混凝土管樁施工技術(shù)得到了快速發(fā)展。但是，在技術(shù)提升過程中會出現(xiàn)某些問題，如高層建筑地表堆土高低差及側(cè)壓力過大導致的基礎整體折斷問題等[1]。但相對而言，該技術(shù)的基礎支撐能力還是擁有一定安全保障的，目前其成為國內(nèi)許多公路橋梁采用的重要施工技術(shù)。

1 概述

1.1 預應力技術(shù)原理

什么是預應力技術(shù)，在結(jié)構(gòu)承受外荷載之前，預先對其在外荷載作用下的受拉區(qū)施加壓應力，以改善結(jié)果使用的性能的結(jié)構(gòu)型式。通俗一點的說法就是建筑中增加少量鋼筋，大梁承載力翻倍，這就叫預應力。比如橋梁中的梁，由于梁所受的自重和外荷載絕大部分方向向下，所以梁在投入工作時，必然會產(chǎn)生上部收縮和下部拉伸的變形，即梁的上部受壓下部受拉。預應力就是在梁投入使用之前，人為地在梁下部施加壓力，使得梁下部受壓，上部受拉。這樣，梁在投入工作時，就能提高承載能力。

1.2 橋梁工程中應用預應力技術(shù)的必要性

在公路橋梁工程中應用預應力技術(shù)，能夠提高橋梁工程的結(jié)構(gòu)強度，且出現(xiàn)混凝土裂縫病害的幾率也會大大降低，使得橋梁的局部結(jié)構(gòu)更加完善，整體設計比例更加合理，從而提升橋梁的施工質(zhì)量，延長橋梁的使用壽命[2]。在橋梁工程中應用預應力技術(shù)，可以根據(jù)需要調(diào)整構(gòu)件的擺放位置，使其布置更加合理，還可以采用分段施工的方式，對施工的各個階段進行合理調(diào)整，使工程施工的各個環(huán)節(jié)緊密聯(lián)系，相互之間的銜接更加科學，最終提高工程的施工效率和質(zhì)量。

2 預應力技術(shù)在橋梁工程施工中的應用環(huán)節(jié)

2.1 在多跨型橋梁工程中的應用

預應力技術(shù)在多跨型橋梁工程中，可以有效實現(xiàn)良好的加固處理效果，可以全面提高多跨型橋梁結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性、抗剪能力及抗形變的能力。針對多跨型橋梁工程結(jié)構(gòu)，通過預應力技術(shù)的應用，可以全面提高整個調(diào)整結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在多跨型橋梁工程建設施工過程中，橋梁工程需根據(jù)自身結(jié)構(gòu)層面進行層次劃分，通過正彎矩和負彎矩2種形式來加以體現(xiàn)，可以充分保證多跨型橋梁結(jié)構(gòu)的核載能力和穩(wěn)定性，因此需有效運用預應力技術(shù)對橋梁結(jié)構(gòu)進行整體加固。

2.2 應用于受彎構(gòu)件中

整條高速公路橋梁的使用壽命以及施工質(zhì)量都受到受彎主體構(gòu)建質(zhì)量的影響，為此，需要科學合理地控制高速公路橋梁結(jié)構(gòu)中的受彎構(gòu)件，工作人員要注意正確科學地使用各種預應力施工材料和技術(shù)，保證嚴格按照操作規(guī)范開展高速公路橋梁受彎構(gòu)件的應用和施工，將受彎構(gòu)件的整體強度提升，保證高效地發(fā)揮出受彎構(gòu)件的價值。在實際高速公路橋梁工程建設中國，加固整個受彎后構(gòu)件主體的材料主要為高強度的新型碳纖維構(gòu)件，這種碳纖維構(gòu)件的受彎抗拉強度極強，整個受彎主體構(gòu)件壓力差生的損壞可以最大限度地降低，有效避免嚴重的事故，所以整個受彎主體構(gòu)件及時在承受最大的壓力時也不會發(fā)生損壞等特殊情況，這種受彎構(gòu)件在高速公路橋梁穩(wěn)定性提升方面發(fā)揮著十分重要的作用，有效地保障了交通運行的安全。

2.3 在碳纖維片中的應用

在公路橋梁的加固、改造過程中，炭纖維片是一種性能優(yōu)良的施工材料。針對施工中的薄弱部位，采用粘貼炭纖維片的方式，能夠?qū)崿F(xiàn)該部位的加固處理，延長公路橋梁的使用壽命。一般情況下，箱梁的橋梁屬于大型鋼筋混凝土T型梁常見的構(gòu)件。在橋梁構(gòu)建跨度施工中，往往會存在著較大的施工難度，對于技術(shù)的使用要求也相對較高。在實際施工過程中，融入碳纖維片，能夠起到簡化施工工藝、節(jié)省成本的效果。

3 公路橋梁工程施工過程中預應力技術(shù)應用重點分析

3.1 施工準備

首先，通過分析施工方案和施工工藝，確定應用預應力鋼筋束及其設置位置后，選擇了標準強度為1860MPa的Φs15-15.2鋼絞線，制孔以塑料波紋管為準；其中的錨具選擇了與群錨張拉體系相一致的類型；采用了鉆孔灌柱樁基礎，橋墩樁基為1.8m，共用4根；固定墩的設置以1.5m樁基為準，共用4根。其次，由于該項目沿線地表存在公路、池塘、花圃、村道、果園、村莊、農(nóng)田，地貌類型相對復雜，包括了坡殘積臺地、沖海積洼地、沖洪積臺地、臺間坳谷等[3]。因此，在對地面不同公路里程的地面高程進行測量后，根據(jù)勘查結(jié)果分析，認為在該項目中應用預應力技術(shù)，對于材料的選擇極為關鍵，而且，需要做好各項資源配置。所以，按照當前施工產(chǎn)業(yè)鏈條，確定了按施工設計方案，嚴格選擇材料、實施材料進場檢驗與堆放后的隨機抽檢制度。同時在材料堆放區(qū)域進行了環(huán)境設置，以此預防外部環(huán)境接觸預應力材料后產(chǎn)生的損傷問題。

3.2 模板施工要點分析

在公路橋梁建設施工過程中，模板的制作和使用是后續(xù)預應力施工質(zhì)量保障的重要基礎，因此，在具體施工過程中須保證施工模板的整體質(zhì)量。在本次橋梁工程施工過程中，選擇定型鋼模板結(jié)構(gòu)，施工人員對定型鋼模板的質(zhì)量進行全面檢查和分析，有效保證模板的質(zhì)量符合工程施工要求，為后續(xù)預應力施工技術(shù)的應用打下重要基礎。在安裝模板和拆除模板過程中，須嚴格依照工程設計標準來加以執(zhí)行，有效提高模板施工的規(guī)范性。

3.3 鋼絞線安裝施工

根據(jù)施工現(xiàn)場需求，選用科學、合理的鋼絞線類型，對鋼絞線的位置、布局等進行合理的布置，以提高工程的施工質(zhì)量。同時，還應當對鋼絞線的銹蝕問題進行綜合分析，制定防銹措施。同時，還應當根據(jù)工程施工狀況對鋼絞線下料長度進行精準的控制，對鋼絞線進行切割的過程中，必須合理選擇砂輪切割機型號。完成切割工作后，技術(shù)人員還要嚴格檢查切割結(jié)果，判定其是否滿足要求。預應力筋的施工過程中，施工人員應嚴格按照施工標準與規(guī)范進行施工，同時要重視鋼筋安裝工序，首先對鋼筋進行焊接處理，然后在此基礎之上搭接預應力鋼筋，從而保證鋼筋的整體強度。

3.4 橋梁施工中混凝土技術(shù)施工質(zhì)量控制

在混凝土施工中，要針對預應力混凝土結(jié)果的整體指標進行檢測，確保與施工設計要求相符合。并且施工完成后，還要對整理工程進行預評估。控制好混凝土施工質(zhì)量，適當提升穩(wěn)定性，同時還要對混凝土進行養(yǎng)護，降低混凝土結(jié)構(gòu)裂縫機率，確保施工質(zhì)量。

3.5 預應力孔道施工要點分析

在橋梁預應力技術(shù)使用過程中需要具備對應的施工孔道，須對孔道的施工位置及施工質(zhì)量控制要點加以明確，并且在用地施工過程中經(jīng)常需使用金屬波紋管預留相應的拉孔道和壓漿孔道。相關施工人員須對金屬波紋管的施工操作流程進行準確把控，要保證金屬波紋管在后續(xù)的使用過程中，可控制預應力的大小。除此之外，在施工當中需對金屬波紋管材料性能進行有效測試，須保證波紋管的性能符合工程的施工規(guī)范要求，同時要保證金屬波紋管表面不存在明顯的損傷，如果發(fā)現(xiàn)存在質(zhì)量問題，須及時進行調(diào)換。

3.6 孔道壓漿施工

張拉施工完成后24小時內(nèi)進行孔道壓漿施工。在施工之前，要用割絲將錨頭封住，確保孔道無雜物。將水泥漿液按照規(guī)定的比例配置好后，向孔道中壓入。如果出漿孔中溢出的漿體濃度與注漿孔中注入的漿體濃度相同，則說明孔道壓漿已經(jīng)完成，此時要用圓木塞將漿孔封堵好，確保漿液不會滲出。當這項工作完成后，還需要進行加壓作業(yè)，將壓力控制在0.5兆帕至0.6兆帕之間，持續(xù)加壓至少2分鐘，完成后將壓漿泵關閉，然后對下一個孔道進行壓漿施工。

3.7 做好監(jiān)督質(zhì)檢工作

（1）為保證公路橋梁施工質(zhì)量，必須配有專業(yè)的監(jiān)理隊伍，對施工的各個環(huán)節(jié)進行嚴格把關。在橋面施工前，技術(shù)人員應仔細查看設計圖紙，掌握有關資料，反復檢查施工材料，仔細檢查施工設備是否存在異常，規(guī)范施工程序，嚴格把關。

（2）每一步施工結(jié)束后，都要進行嚴格檢查，發(fā)現(xiàn)問題立即采取措施進行處理。每道工序的連接過程必須及時進行科學的質(zhì)量評定，并根據(jù)客觀數(shù)據(jù)判斷預應力過程的處理效果，后續(xù)工序的處理必須在預應力達到工藝要求后再進行。

（3）監(jiān)理組應及時與施工單位溝通，全面掌握現(xiàn)場情況。不定期抽查施工過程中的各個環(huán)節(jié)，對不符合要求的及時提出并解決問題，為公路橋梁的整體質(zhì)量打下基礎。

（4）項目竣工驗收時，必須嚴格按照驗收標準和程序進行驗收。

3.8 加固方法

加固方法選擇粘結(jié)預應力體系。沿著公路中心向方向在箱涵頂板底面按照20cm的間距布置預應力鋼筋，固定方式為錨固方式，張拉方式為螺旋扣環(huán)拉緊器。在張拉預應力鋼筋后，為了保證預應力鋼筋能夠牢固地粘結(jié)在加固梁體上，需要用3cm的氧化鋁聚糖樹脂噴涂，鋼絲為兩股鋼絞線、高強螺旋肋鋼絲材料。裂縫灌漿處理方法如下：第一，清理干凈混凝土表面的灰漿、沙粒等雜物；第二，拌和灌縫用膠，將配好的灌漿膠及時注入裂縫；第三，配置化學灌漿；第四，接通管道然后將所有灌漿嘴閥門打開，用0.2MPa以上氣壓吹干凈管道及裂縫；第五，灌漿完成后將灌漿嘴拆除并且修整表面，封閉處理小于0.15mm寬度的裂縫。預應力體系加固方法如下：第一，鑿除缺損部位表層劣質(zhì)混凝土將表面浮石清理干凈，人工清除干凈外露鋼筋的銹蝕痕跡，在鋼筋表面上涂刷防腐材料。第二，將結(jié)合面清洗干凈。第三，按照20cm的間距布置預應力鋼筋，固定方式為錨固方式，用角鋼固定鍍鋅軟鋼絲束。當預應力鋼筋張拉達到960MP后，用EC聚合物砂漿澆筑3cm厚度，保證鋼筋束能夠和梁體牢固地形成整體，然后開展為期2-3天的養(yǎng)護作業(yè)。第四，修補混凝土結(jié)構(gòu)。

3.9 人員管理

（1）對公路橋梁施工技術(shù)人員進行專業(yè)素質(zhì)培訓，加強施工技術(shù)人員的理論提高和技術(shù)培訓，要求施工技術(shù)人員在培訓結(jié)束后，能夠熟練掌握相關技術(shù)，從而使預應力技術(shù)準確應用于公路橋梁施工。

（2）根據(jù)本工程施工現(xiàn)場的實際情況，制定完整、科學的施工人員管理辦法，詳細落實各施工人員的崗位職責和工作內(nèi)容，科學規(guī)劃工期、進度、成果，制定質(zhì)量管理措施，對施工人員進行獎懲，如采取激勵措施，實行績效工資，提高施工人員的責任心，調(diào)動他們的工作積極性。

4 結(jié)語

目前公路橋梁施工中對預應力技術(shù)的應用需求較大，由于現(xiàn)階段公路橋梁施工中，存在“遇山開洞，過水架橋”的實際需要。因此，為了節(jié)約材料、優(yōu)化施工工藝、增強公路橋梁安全性能、延長使用壽命、提升項目產(chǎn)品整體質(zhì)量，有必要運用“產(chǎn)業(yè)鏈思維”，加強對預應力技術(shù)的研發(fā)設計投入。從而借助提高公路橋梁預應力技術(shù)研發(fā)能力，間接促進中國在公路橋梁工程項目方面的“工業(yè)設計能力”，為中國在全球同行業(yè)市場的業(yè)務拓展提供生產(chǎn)要素方面的優(yōu)勢，進而提升核心競爭力。