預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁工程建設(shè)中的應(yīng)用及質(zhì)量控制研究

龍泓宇

四川省第十五建筑有限公司 四川 南充 637000

在橋梁工程建設(shè)過程中，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用廣泛，且優(yōu)勢突出，有助于構(gòu)建抗裂性能的提升，使構(gòu)件的受力性能改善，并促進(jìn)抗剪切、受壓穩(wěn)定性能的提升等，可以在一些特殊要求的橋梁中運用例如我司承建的西巷周邊道路建設(shè)EPC項目中，擬建一座雙向4車道的橋梁工程，全長約1607.291m，由于橋梁兩側(cè)道路有明顯的高差，且建設(shè)單位要求不允許采用橋臺抬高路面影響城市美觀。同時，建設(shè)單位要求橋梁不允許有過大起拱。針對這些要求，我司作為牽頭單位，與設(shè)計院達(dá)成一致，在總包方現(xiàn)有施工技術(shù)力量和條件下，擬采用現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力箱梁技術(shù)結(jié)合拱式結(jié)構(gòu)進(jìn)行橋梁施工。在施工過程中，針對預(yù)應(yīng)力技術(shù)在孔道壓降環(huán)節(jié)存在質(zhì)量問題、波紋管孔道存在漏漿問題等，我司為解決這些問題，提升橋梁工程建設(shè)質(zhì)量及安全性，進(jìn)行了策劃。鑒于此，本文圍繞“預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁工程建設(shè)中的應(yīng)用及質(zhì)量控制”針對我司橋梁施工中的情況，展開分析研究價值意義顯著。

1 預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁工程建設(shè)中的應(yīng)用要點分析

當(dāng)前橋梁工程建設(shè)需要滿足低碳、環(huán)保目標(biāo)，就是要盡量延長橋梁的使用壽命，通過預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用，能夠有效促進(jìn)。比如施工效率及節(jié)能環(huán)保效益的提升，道路橋梁工程安全性能的提升，工程自重減輕，橋梁應(yīng)力的有效控制都是效益[2]。當(dāng)然，值得注意的是，在橋梁工程建設(shè)期間應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，需掌握具體應(yīng)用要點?？偨Y(jié)起來，具體應(yīng)用要點如下：

1.1 錨固與錨具優(yōu)化處理

基于橋梁工程建設(shè)施工期間，在鋼絞線布置方面需利用好預(yù)應(yīng)力技術(shù)，需應(yīng)用到橋墩頂部導(dǎo)向槽、錨固端的橫梁及橫肋等，并利用張力與拉力代表負(fù)荷大小。對于錨墊板的布置，相關(guān)施工人員需以相關(guān)規(guī)劃圖紙設(shè)計要求為依據(jù)，規(guī)范調(diào)整錨固上的橫梁方向及位置?；谑┕て陂g，需確保彎曲部位的曲率半徑準(zhǔn)確無誤，對于橋墩頂部導(dǎo)向槽及橫肋，需確?？刂圃谄交臓顟B(tài)當(dāng)中。

1.2 對路橋受彎結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理

基于橋梁道路還是個過程中，對于相關(guān)施工工作人員，有必要定期檢查橋梁結(jié)構(gòu)，并定期進(jìn)行維護(hù)、加固改造處理，從而促進(jìn)橋梁承載力、使用性能的提升，進(jìn)一步使道路橋梁的使用年限得到有效延長，使相關(guān)人員的人身安全得到有效保護(hù)。同時，為了使橋梁工程項目投入運行后的使用年限得到有效延長，需針對橋梁的主要結(jié)構(gòu)進(jìn)行重點加固處理，或?qū)蛄撼兄夭糠诌M(jìn)行重點加固處理等。結(jié)合實踐工作經(jīng)驗可知，合理應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，有助于橋梁構(gòu)件承載力的提升，使橋梁整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及牢固性得到有效強化，進(jìn)一步確保橋梁承載力、使用年限維持在相對穩(wěn)定的狀態(tài)當(dāng)中。

需注意的是，預(yù)應(yīng)力技術(shù)在操作上比較簡單，有助于碳纖維材料應(yīng)力的提升，因此在橋梁受彎曲結(jié)構(gòu)當(dāng)中應(yīng)用效果顯著。倘若橋梁工程受彎曲結(jié)構(gòu)應(yīng)力偏高，受到碳纖維預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的影響，會使彎曲結(jié)構(gòu)遭遇損壞[4]。因此，基于橋梁工程施工期間，需將適宜的預(yù)應(yīng)力添加到碳纖維材料當(dāng)中，從而確保受彎曲結(jié)構(gòu)的碳纖維應(yīng)力能夠獲得有效加固，并提升穩(wěn)定性，在確保橋梁受彎曲結(jié)構(gòu)強度可以發(fā)揮出最大效能的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使橋梁的使用年限得到有效延長。

1.3 合理應(yīng)用混凝土箱梁

基于橋梁混凝土工程建設(shè)期間，混凝土箱梁應(yīng)用廣泛，作為一類重要的橋梁結(jié)構(gòu)材料，混凝土箱梁里面通常為空心形狀，且箱梁上面存在翼緣?；谙淞褐圃爝^程中，通常有兩種類型，即：其一，為單箱梁與多箱梁；其二，為混凝土箱梁與鋼板箱梁[5-6]。因混凝土箱梁處于不同結(jié)構(gòu)當(dāng)中，應(yīng)用效果、作用均有所不同，因此又進(jìn)一步分成兩類，即：預(yù)制箱梁與現(xiàn)澆箱梁。倘若混凝土箱梁之間的跨徑范圍在40m到60m之間，配制鋼絞絲過程中，需從橫向、縱向為出發(fā)點；倘若混凝土箱梁之間的跨徑超過60m，則需采取變截面箱梁，以此確?；炷料淞旱膹姸饶軌虻玫接行嵘?/p>

1.4 具體項目中合理采用施工工藝

工程設(shè)備機(jī)械的選用對現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力橋箱梁橋有重大影響，例如本工程最大張拉力約為1800KN,因此選用YCW250B型千斤頂,數(shù)量4臺,同時配備4臺ZB4-500型電動油泵，千斤頂要求配好標(biāo)定的壓力表。YCW250B型千斤頂安裝時搭設(shè)支架，用倒鏈吊起，套入鋼絞線內(nèi)張拉。壓漿設(shè)備:活塞式壓漿泵UB3型、真空壓力控制器、抽真空機(jī)、漿液儲缸、漿體控制閥門、配備集中攪拌站，采用符合要求的凈漿攪拌機(jī)提前進(jìn)行準(zhǔn)備。

施工為保證砼施工時不破壞波紋管，施工中采用兩端張拉的鋼束在波紋管內(nèi)穿放內(nèi)徑稍小于波紋管的硬塑料管，以保證波紋管的暢通。同時波紋管安裝嚴(yán)格按照設(shè)計曲線布設(shè)，并計算出每隔50cm～100cm處的坐標(biāo)，用“井”字形定位筋架立，波紋管穿設(shè)后，在定位筋處固定牢靠，避免在砼澆筑時發(fā)生移位。

1.5 支撐架體對預(yù)應(yīng)力橋梁的作用

支撐架體對預(yù)應(yīng)力橋梁成型會產(chǎn)生有良好的輔助效益，特別是在具有一定起拱度的現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁橋中更是如此。

我們在混凝土箱梁施工前期，根據(jù)情況對地基進(jìn)行換填加固預(yù)壓和對支架展開預(yù)壓操作，減少支架體系的非彈性變形和地基沉降。按照要求進(jìn)行五級加載，在前一級荷載穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，施加下一級荷載。同時在箱梁每跨底模縱向支點、四分之一跨、二分之一跨、四分之三跨位置進(jìn)行沉降觀測點的設(shè)置。在預(yù)壓過程中展開地基沉降量、排架沉降量等監(jiān)測作業(yè)，持續(xù)觀測直至與規(guī)范要求相符之后，可進(jìn)一步展開卸載作業(yè)。也加密了盤扣式支撐架，使預(yù)應(yīng)力橋梁形態(tài)更為優(yōu)美，質(zhì)量更佳。

2 預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁工程建設(shè)中應(yīng)用潛在問題分析

在掌握預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁工程建設(shè)中的應(yīng)用要點的基礎(chǔ)上，有助于橋梁工程建設(shè)作業(yè)順利有序進(jìn)行。但是，在國內(nèi)部分地區(qū)的相關(guān)橋梁工程建設(shè)項目當(dāng)中，應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)仍潛在一些有待解決的問題，具體體現(xiàn)在以下方面：

2.1 基于孔道壓漿過程潛在的質(zhì)量問題

在施工策劃中，大家通常做到重視讀數(shù)表控制，但常常忽略在張拉前應(yīng)測定下列數(shù)據(jù)：錨具的錨口摩阻、管道摩阻、錨具錨固后的鋼絞線回縮量，特別是做好引伸量控制。

橋梁工程建設(shè)施工過程中，處于孔道壓漿環(huán)節(jié)采取預(yù)應(yīng)力技術(shù)，易出現(xiàn)一些較為明顯的質(zhì)量隱患問題，即：其一，在壓漿過程中，漿體配制、預(yù)留孔質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，進(jìn)而導(dǎo)致漏罐、不結(jié)實等質(zhì)量隱患問題；其二，配制的漿體水灰比比規(guī)定的數(shù)值高，使孔道難以達(dá)到飽和狀態(tài)，或內(nèi)部漿體存在比較大的空隙情況；其三，相關(guān)施工技術(shù)人員基于孔道壓漿過程中，對施工工藝缺乏足夠的重視，導(dǎo)致質(zhì)量不符合標(biāo)準(zhǔn)[7-8]。為了預(yù)防控制這些問題，將預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用到孔道壓漿施工期間，需注意：一方面，避免預(yù)應(yīng)力鋼筋出現(xiàn)生銹的情況；另一方面，需保證各部件能夠進(jìn)行協(xié)調(diào)作業(yè)。

2.2 波紋管孔道漏漿問題

在應(yīng)用后張法過程中，因波紋管制作流程比較簡單，且安裝比較便利，所以在預(yù)應(yīng)力鋼筋孔道方面，一般會利用波紋管。然而，對于目前波紋管的質(zhì)量來說，難以符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求?；诓y管安裝過程中，易發(fā)生管軸線偏移、彎折等情況，究其原因，主要是因為預(yù)應(yīng)力鋼筋布置點準(zhǔn)確度不足，剛度與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)不符，錨墊板上鋪設(shè)的軸線和波紋管難以保持一致性，在波紋管管道彎折處密封性差的情況下，進(jìn)而易發(fā)生滲漏漿液質(zhì)量隱患問題。由此可見，在實際施工過程中，做好波紋管孔道漏漿預(yù)防處理工作顯得至關(guān)重要。

2.3 構(gòu)件張力與拉力失控問題

在實際施工過程中，部分施工工作人員在構(gòu)件張拉過程中，可能出現(xiàn)控制不當(dāng)?shù)那闆r，或者施工過程中操作缺乏規(guī)范性，導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力構(gòu)件張力與拉力失去控制。因此，基于道路橋梁施工建設(shè)期間，相關(guān)施工技術(shù)人員需對張力與拉力進(jìn)行嚴(yán)格控制。

3 預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁工程建設(shè)中應(yīng)用的質(zhì)量控制策略分析

在上述分析中，不難發(fā)現(xiàn)將預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用到橋梁工程建設(shè)中尚且存在一些有待解決的問題。為解決上述問題，提高橋梁工程建設(shè)質(zhì)量，則需落實有效的質(zhì)量控制策略。具體而言，主要質(zhì)量控制策略包括：

3.1 加強管道注漿質(zhì)量控制

在橋梁工程建設(shè)施工過程中，預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用期間，需加強管道注漿質(zhì)量控制，即：

（1）在應(yīng)用壓力表前期，需展開校準(zhǔn)處理?；诠酀{期間，定期對設(shè)備進(jìn)行清洗處理，在施工完成之后，再進(jìn)行清洗作業(yè)，孔道用高壓水沖洗，后用高壓氣體吹干。壓漿時觀察出漿情況，當(dāng)出漿流暢、穩(wěn)定且稠度與盛漿筒漿體基本一樣時，關(guān)閉壓漿泵，關(guān)閉另一端閥門。

（2）再次啟動壓漿泵，使灌漿壓力達(dá)到0.5-0.7MPa下持壓2min左右，當(dāng)孔道較長或采用一次壓漿時，最大壓力宜為1.0MPa。最后關(guān)掉壓漿泵，關(guān)閉灌漿端的閥門。

（3）在壓降期間，需確保水泥強度控制在＞30MPa，水灰比維持在0.4-0.45之間。在添加入減水劑的情況下，需合理調(diào)整水灰比，通常不能＞0.35。攪拌期間，需加強泌水率控制，通常大概控制在2%，1天之后需確保初漿完全吸收?；谡{(diào)漿期間，需將時間大概控制在20秒?？紤]到水泥漿與相關(guān)施工要求相符，需將適量的膨脹劑添加其中，確保水泥漿的膨脹率＞15%，將拌和時間控制在5分鐘左右，以此確保能夠得到粘稠度均勻的水泥漿。對于水泥漿拌和到壓漿的時間間隔，需以環(huán)境溫度為依據(jù)，一般不超過40min。

（4）在壓漿過程中，壓漿時漿體溫度應(yīng)在5℃～30℃之間?？椎缐簼{應(yīng)自下而上進(jìn)行。孔道壓漿工藝應(yīng)符合設(shè)計要求，同一孔道應(yīng)連續(xù)壓漿一次完成。

需應(yīng)用到活塞式壓漿泵，其壓力值需控制在0.5MPa到0.7MPa之間，壓漿期間需緩慢連續(xù)進(jìn)行，并不斷關(guān)閉、開放排氣孔，確?？椎纼?nèi)空氣的通暢性。同時，基于孔道集中區(qū)域當(dāng)中，需確保壓漿持續(xù)進(jìn)行。在壓漿完成之后，考慮到管道內(nèi)充滿灰漿，還需經(jīng)過穩(wěn)壓期，需將穩(wěn)壓期的時間大概控制在5min。

3.2 加強預(yù)應(yīng)力筋張拉質(zhì)量控制

在橋梁工程建設(shè)施工過程中，為了控制預(yù)應(yīng)力筋張拉質(zhì)量，需從以下方面加強控制，即：

（1）合理控制張拉順序。對于預(yù)應(yīng)力筋張拉，需以圖紙設(shè)計要求為依據(jù)，保證左右對稱，然后進(jìn)行分級張拉，并均勻進(jìn)行。

（2）張拉過程質(zhì)量控制。在張拉過程當(dāng)中，需采取雙控方式，將伸長值當(dāng)作校核標(biāo)準(zhǔn)，將張力作為主要的控制指標(biāo)。對于伸長量誤差，控制在5%為宜。一般，對于滑絲、鋼絞線斷絲數(shù)量不宜＞1根。倘若伸長值難以符合設(shè)計值要求，可將適量的肥皂水灌入，使摩擦力得到有效減小?；趶埨陂g，需以鋼絞線的具體情況為依據(jù)，對千斤頂限位板尺寸進(jìn)行合理調(diào)整，避免相關(guān)工作人員受到鋼絞線刮傷。此外，張拉期間，還需采取油泵進(jìn)行維穩(wěn)處理，并對張拉速度、油壓值進(jìn)行合理控制。

（3）張拉后質(zhì)量控制。在張拉作業(yè)完成之后的8小時，需采取角磨機(jī)，針對多余的鋼絞線，進(jìn)行完全割除處理，針對錨具周圍的鋼絞線間隙與孔洞，均需展開密封處理，不能采取電氣切割設(shè)備對鋼絞線進(jìn)行處理，預(yù)防控制風(fēng)險問題的發(fā)生。

3.3 加強鋼絞線與錨具質(zhì)量控制

將預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用到橋梁工程建設(shè)施工過程中，處于施工現(xiàn)場，錨具、鋼絞線均需具備相關(guān)質(zhì)量合格證明，并且質(zhì)量驗收工作人員需展開相對應(yīng)的性能測試。針對規(guī)格、型號不同的鋼絞線以及錨具，需進(jìn)行分類存放處理，并逐一做好標(biāo)記。此外，基于施工期間，需仔細(xì)核對相關(guān)鋼絞線、錨具的型號與規(guī)格等，嚴(yán)格落實崗位責(zé)任制，將責(zé)任落實到個人，確保鋼絞線與錨具管理質(zhì)量得到全面提升。

3.4 加強預(yù)應(yīng)力設(shè)備及預(yù)應(yīng)力張拉質(zhì)量控制

在橋梁工程建設(shè)施工過程中，應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)還需加強預(yù)應(yīng)力設(shè)備質(zhì)量控制。以相關(guān)要求為依據(jù)，在預(yù)應(yīng)力張拉前期，需選用質(zhì)量、性能良好的張拉機(jī)具，對千斤頂、壓力表配套情況進(jìn)行嚴(yán)格檢查，應(yīng)用期間避免對壓力表或千斤頂進(jìn)行更換處理，壓力表刻度需＞15級[10]。做好施工策劃，提高預(yù)應(yīng)力張拉質(zhì)量，測定各類數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)符合規(guī)范、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

對夾片、錨孔進(jìn)行嚴(yán)格檢查，判斷有無雜物存在，若存在需及時進(jìn)行清理處理。一般條件下，需確保預(yù)應(yīng)力鋼絲各張拉點可以進(jìn)行自由地移動，保證鋼絞線松緊程度維持一致性，以相關(guān)要求為依據(jù)，對于初始應(yīng)力需＜總應(yīng)力的5%。此外，倘若張拉力與設(shè)計值接近，需及時將主拉桿螺母旋緊，以確保錨具與鋼絞線束不會受到振動影響的條件下，按照相關(guān)規(guī)范要求，對千斤頂進(jìn)行拆除處理。

4 結(jié)語

綜上所述，預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁工程建設(shè)中的作用顯著，既能夠促進(jìn)施工效率的提升，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的效果，又能夠促進(jìn)橋梁工程安全性能的提升。但結(jié)合相關(guān)實際工程項目發(fā)現(xiàn)，在預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用過程中，仍存在一些有待解決的問題，集中體現(xiàn)在孔道壓漿質(zhì)量不達(dá)標(biāo)、波紋管孔道漏漿、構(gòu)件張力與拉力失控等方面。因此，需做好管道注漿、預(yù)應(yīng)力筋張拉、鋼絞線與錨具、預(yù)應(yīng)力設(shè)備、預(yù)應(yīng)力張拉等質(zhì)量控制加強工作，以此確保預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁工程建設(shè)中能夠發(fā)揮出最大顯得作用，促進(jìn)橋梁工程建設(shè)質(zhì)量及安全性的協(xié)同提升，進(jìn)一步為我國橋梁工程建設(shè)事業(yè)的穩(wěn)步、可持續(xù)發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。