橋梁施工預(yù)應(yīng)力張拉技術(shù)應(yīng)用分析

郭艷紅

（峽江縣交通運(yùn)輸綜合行政執(zhí)法大隊(duì)，江西 峽江331409）

0 引言

預(yù)應(yīng)力張拉技術(shù)作為提高橋梁工程質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)，因具備張拉方便、張拉效果好等優(yōu)勢(shì)而得到廣泛應(yīng)用。在橋梁工程施工中由于承載力與負(fù)荷作用力與橋梁結(jié)構(gòu)的偏差承載數(shù)量有一定聯(lián)系，而預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)蛄航Y(jié)構(gòu)方式進(jìn)行優(yōu)化，可以提升橋梁的承載力與質(zhì)量，因此為了保證橋梁工程的質(zhì)量，對(duì)預(yù)應(yīng)力技術(shù)的工藝要點(diǎn)進(jìn)行探究，總結(jié)出更為科學(xué)的施工方案對(duì)橋梁工程建設(shè)有積極作用。

1 橋梁施工預(yù)應(yīng)力張拉技術(shù)的優(yōu)勢(shì)分析

在橋梁工程的施工中，預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用價(jià)值非常高，通常可以被應(yīng)用在橋梁結(jié)構(gòu)加固、多跨橋梁施工方面。將預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用到橋梁的彎曲結(jié)構(gòu)部件時(shí)，其主要的作用是提升橋梁結(jié)構(gòu)的承載性能，使結(jié)構(gòu)強(qiáng)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，避免因?yàn)榛炷两Y(jié)構(gòu)受到過大的壓力而出現(xiàn)極限應(yīng)變的問題，從而確保彎曲構(gòu)件達(dá)到運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，極限承載力、極限壓力都達(dá)到安全性標(biāo)準(zhǔn)。在橋梁結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，通過應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，可以有效延長橋梁結(jié)構(gòu)的使用年限。設(shè)計(jì)人員根據(jù)橋梁運(yùn)行的具體情況，考慮到現(xiàn)場的狀態(tài)，采用應(yīng)變?cè)隽靠刂品绞竭M(jìn)行控制，這樣能提升混凝土結(jié)構(gòu)性能，即橋梁在極限承載條件下，也能夠?qū)崿F(xiàn)應(yīng)力分散，有效預(yù)防發(fā)生坍塌的危害。在多跨度鋼筋結(jié)構(gòu)應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)開展施工時(shí)，能夠從正彎受力與負(fù)彎矩受力方面開展，通過預(yù)應(yīng)力制作的結(jié)構(gòu)可以提升薄弱結(jié)構(gòu)的性能，強(qiáng)度指標(biāo)滿足要求，對(duì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性提升產(chǎn)生積極的意義。在橋梁結(jié)構(gòu)裂縫處理中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，有效促進(jìn)混凝土可塑性提升，預(yù)防結(jié)構(gòu)再次發(fā)生裂縫的問題。經(jīng)過以上分析，在橋梁工程中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯。

2 橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)施工要點(diǎn)

2.1 張拉施工

公路橋梁在預(yù)應(yīng)力技術(shù)使用時(shí)，需要做好張拉結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)控制。一般來說相比傳統(tǒng)的張拉方法，預(yù)應(yīng)力技術(shù)具備一定的智能性，因?yàn)槔谜{(diào)節(jié)各種參數(shù)的情況，可以掌握預(yù)應(yīng)力張拉的伸長量變化情況，以張拉力的施加參數(shù)作為基礎(chǔ)，調(diào)整參數(shù)的誤差，并快速補(bǔ)張。要想有效提升結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，就要分析研究張拉施工技術(shù)控制要點(diǎn)，圖1為張拉狀態(tài)圖。

圖1 張拉施工工作狀態(tài)示意圖

分析圖1可以發(fā)現(xiàn)，分別在梁體結(jié)構(gòu)的兩端安裝兩個(gè)預(yù)應(yīng)力張拉儀，該設(shè)備與傳統(tǒng)張拉施工中的千斤頂油泵作用原理是相同的。張拉儀安裝之后，給千斤頂提供充足、穩(wěn)定的動(dòng)力，并且根據(jù)技術(shù)人員設(shè)定的運(yùn)動(dòng)指令運(yùn)行，提高張拉力的控制精度，使其處于規(guī)定的范圍內(nèi)。在張拉施工作業(yè)環(huán)節(jié)，施加張拉力的方式完成張拉作業(yè)，數(shù)據(jù)精度得到有效的控制。同時(shí)，施工人員將現(xiàn)場鋼絞線進(jìn)行對(duì)稱張拉施工，兩側(cè)頂部的黏結(jié)長度是一致的。為了使張拉施工有效進(jìn)行，通常采取的是多臺(tái)頂升設(shè)備同步作業(yè)，按照上述設(shè)計(jì)方案要求，選擇功率一致的油泵進(jìn)行施工。在張拉階段主要是利用張拉系統(tǒng)發(fā)出運(yùn)動(dòng)指令，接收指令后，兩側(cè)張拉儀同時(shí)運(yùn)行，保持運(yùn)動(dòng)同步。此外，在張拉施工階段，操作人員通過計(jì)算機(jī)獲取各個(gè)傳感器反饋的數(shù)據(jù)信息，快速識(shí)別相關(guān)的信息，參數(shù)處于合理的范圍內(nèi)，變化以及調(diào)整都同步進(jìn)行，從而使兩臺(tái)張拉儀的運(yùn)動(dòng)形式、方向、幅度是一致的。在張拉作業(yè)開始前，需要全面檢查結(jié)構(gòu)的形狀、尺寸是否達(dá)標(biāo)，此外還需要檢查管道是否存在堵塞情況，孔道位置設(shè)置達(dá)到科學(xué)、合理的要求，確保各個(gè)部位的質(zhì)量合格。

2.2 封錨施工

在張拉施工全部結(jié)束后，應(yīng)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)實(shí)施封錨處理，從而完成整個(gè)澆筑施工。在封錨施工階段，工作人員先把承壓板表面、內(nèi)部存在的雜物清理干凈，達(dá)到潔凈度的標(biāo)準(zhǔn)。每個(gè)部位上的交縫、墊板部位都要涂抹均勻性的防水材料，確保結(jié)構(gòu)的防水效果符合要求，避免出現(xiàn)雨水侵蝕引起的質(zhì)量問題。當(dāng)以上檢查工作完成以后，才能開展后續(xù)的施工。在封錨階段要想提高混凝土結(jié)構(gòu)縫的施工質(zhì)量，就應(yīng)及時(shí)鑿毛處理，并根據(jù)工藝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)開展鋼筋網(wǎng)片的焊接施工。以公路橋梁的現(xiàn)場施工具體情況為出發(fā)點(diǎn)，封錨作業(yè)施工中，使用的施工材料是C30混凝土。經(jīng)過上述各個(gè)環(huán)節(jié)施工作業(yè)后，還應(yīng)該落實(shí)混凝土的養(yǎng)護(hù)處理工作，在每個(gè)連接接縫位置都要涂抹聚氨酯材料，符合防水性的要求，對(duì)結(jié)構(gòu)起到保護(hù)性作用。

2.3 穿索與壓漿施工

橋梁工程是唯一性的，不同橋梁項(xiàng)目的施工環(huán)境、設(shè)計(jì)方案、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)都是不同的，所以在預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況做出改進(jìn)和調(diào)整。就目前來說，在橋梁施工中，關(guān)鍵性的工序是公路橋梁跨中轉(zhuǎn)向位置、墩頂導(dǎo)向槽等部位，在這些位置進(jìn)行穿索施工。穿索工作結(jié)束后，需要立即開始?jí)簼{施工。壓漿設(shè)備尤為重要，技術(shù)人員結(jié)合現(xiàn)場情況以及施工要求做出選擇，并對(duì)性能、質(zhì)量實(shí)施全面性檢測，并確定壓漿方式以及孔道結(jié)構(gòu)。水泥漿是重要施工材料，加強(qiáng)配合比的控制極為重要。以公路橋梁的設(shè)計(jì)方案為出發(fā)點(diǎn)，壓漿漿液應(yīng)達(dá)到如下要求：第一，漿液在初始狀態(tài)之下，其流動(dòng)度應(yīng)達(dá)到12～15s；第二，水膠比在0.25～0.29之間；第三，泌水率為零。同時(shí)，水的加入比例執(zhí)行設(shè)計(jì)方案，偏差不超過±1.0%。壓漿施工材料的制作環(huán)節(jié)，設(shè)備運(yùn)行情況是關(guān)鍵，設(shè)備最小轉(zhuǎn)速應(yīng)在1000r/min以上。圖2為橋梁預(yù)應(yīng)力管道施工圖。

按照?qǐng)D2的施工流程開展施工，同時(shí)保證施工現(xiàn)場的漿液均能順利通過管道實(shí)現(xiàn)循環(huán)作業(yè)，將內(nèi)部的空氣、雜質(zhì)、水分全部排出，為現(xiàn)場施工質(zhì)量的提升奠定基礎(chǔ)。較之傳統(tǒng)施工方式有著很大的差異，根據(jù)上述工序開展壓漿施工，管道進(jìn)口以及出口的部位都要安裝精確性高的傳感器系統(tǒng)，控制漿液流量與壓漿參數(shù)。圖3為壓漿參數(shù)信息反饋圖。

圖2 公路橋梁預(yù)應(yīng)力管道壓漿施工流程示意圖

圖3 壓漿參數(shù)信息反饋示意圖

根據(jù)圖3中的系統(tǒng)運(yùn)行情況，快速實(shí)現(xiàn)壓漿參數(shù)信息反饋和使用，并根據(jù)監(jiān)測的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行壓漿壓力以及流量的控制，以確保現(xiàn)場施工的漿液質(zhì)量、壓漿壓力都符合要求。

2.4 鋼絞線施工

預(yù)應(yīng)力現(xiàn)場施工中，鋼絞線施工是關(guān)鍵工序。在現(xiàn)場施工環(huán)節(jié)，嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計(jì)方案與施工工藝標(biāo)準(zhǔn)，分析了解各個(gè)影響的因素，確保鋼絞線的性能滿足要求，符合最大荷載量的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)現(xiàn)場施工要求，結(jié)合導(dǎo)向槽結(jié)構(gòu)、橫梁結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，明確具體的鋼絞線安裝施工位置。如果經(jīng)過質(zhì)檢人員檢測，安裝位置與設(shè)計(jì)方案存在著一定的偏差，就極易影響鋼絞線的施工質(zhì)量水平，也會(huì)給公路橋梁的運(yùn)行效果帶來不利的影響。因此，在現(xiàn)場施工中，加強(qiáng)施工質(zhì)量管理和控制，確保鋼絞線的埋設(shè)深度完全符合設(shè)計(jì)方案的要求，以使橫肋結(jié)構(gòu)達(dá)到平整度標(biāo)準(zhǔn)要求，再開展鋼絞線的安裝施工。在鋼絞線的張拉施工階段，為了能夠消除表面油脂、雜物等給工程施工造成的負(fù)面影響，應(yīng)落實(shí)鋼絞線表面清理作業(yè)方式，以提升鋼絞線的安裝精度，達(dá)到工程穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)。鋼絞線黏結(jié)帶的處理也非常重要，以穿束施工標(biāo)準(zhǔn)要求為出發(fā)點(diǎn)，確定最佳的長度尺寸，有效預(yù)防受力條件給鋼絞線安裝垂度造成的不利影響。

3 預(yù)應(yīng)力技術(shù)施工效果

要想使預(yù)應(yīng)力技術(shù)方案具備可行性，符合公路橋梁現(xiàn)場施工的標(biāo)準(zhǔn)要求，就應(yīng)在具體的方案確定后，根據(jù)相應(yīng)施工方法的標(biāo)準(zhǔn)和要求，開展預(yù)應(yīng)力技術(shù)的檢驗(yàn)和分析工作。在檢驗(yàn)的過程中，最為主要的方法是與某實(shí)際施工項(xiàng)目案例進(jìn)行對(duì)比分析，了解其施工的效果。在此次的公路橋梁項(xiàng)目施工中，其屬于跨度尺寸較大的項(xiàng)目，跨度為（80.0+80.0+48.0）m。分析該橋梁設(shè)計(jì)方案的要求，為單相類似結(jié)構(gòu)，主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為變截面的形式。在此次橋梁工程項(xiàng)目的施工建設(shè)中，橋梁箱頂部寬度設(shè)定在12.0m左右，底部寬度設(shè)計(jì)為7.0m左右，橋梁底部厚度設(shè)計(jì)為35～95cm。對(duì)此次橋梁項(xiàng)目的應(yīng)用價(jià)值展開綜合評(píng)價(jià)分析，該項(xiàng)目為政府投資建設(shè)的重點(diǎn)項(xiàng)目，所以對(duì)工程質(zhì)量、運(yùn)行效果方面的關(guān)注度比較高，各個(gè)結(jié)構(gòu)部分都必須達(dá)到規(guī)定要求。經(jīng)過項(xiàng)目參與建設(shè)各方單位的共同研究和分析，最終選擇應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)作為橋梁施工技術(shù)，以期達(dá)到工程運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)。

以此次公路橋梁設(shè)計(jì)方案為出發(fā)點(diǎn)，在項(xiàng)目實(shí)施之前應(yīng)進(jìn)行鋼絞線施工空間預(yù)設(shè)處理，并根據(jù)下料、穿束、張拉、封錨、穿束、壓漿等環(huán)節(jié)展開現(xiàn)場的施工。在上述工序結(jié)束后，工程檢驗(yàn)人員開始質(zhì)量檢測，主要檢測指標(biāo)是預(yù)應(yīng)力管道壓漿的密實(shí)度。只有壓漿密實(shí)度符合要求，才能確保公路橋梁的整體質(zhì)量合格。在密實(shí)度檢測中，主要評(píng)價(jià)公路橋梁預(yù)應(yīng)力管道壓漿斷面的質(zhì)量，是否存在孔洞、空缺等問題，再應(yīng)用專業(yè)設(shè)備檢測密實(shí)度參數(shù)，只有全部達(dá)到要求，才能開展施工。

在預(yù)應(yīng)力施工的過程中做好質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)的控制非常關(guān)鍵，一般而言需要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行控制。首先需要對(duì)透氣孔比例值進(jìn)行分析，做好參數(shù)值確定；其次對(duì)孔洞面積、占?jí)航得娣e比例進(jìn)行控制，保證各方面的參數(shù)滿足工程要求。另外，在施工環(huán)節(jié)應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照工藝流程進(jìn)行施工。壓漿施工結(jié)束后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行質(zhì)量檢查，合格后開展養(yǎng)護(hù)施工，時(shí)間為7d以上。上述施工結(jié)束后，開始進(jìn)行豎向壓漿管道結(jié)構(gòu)上隨機(jī)抽取6個(gè)斷面，在彎曲矩管壓漿施工結(jié)構(gòu)部件上隨機(jī)選取8個(gè)斷面，以技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)各個(gè)斷面實(shí)施人工觀測。根據(jù)檢測后的結(jié)果，即可判定預(yù)應(yīng)力施工效果是否合格，具體指標(biāo)可見表1。

表1 施工密實(shí)度質(zhì)量達(dá)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)

對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行測定后，進(jìn)行2個(gè)管道構(gòu)件截面壓漿密度分析，見表2。

根據(jù)表2所示的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，各個(gè)斷面壓實(shí)度參數(shù)都是人工觀測后的均質(zhì)，各個(gè)斷面的壓漿密實(shí)度都符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，質(zhì)量性能符合要求。經(jīng)過各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)和數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力技術(shù)施工后技術(shù)質(zhì)量指標(biāo)合格，管道壓漿密實(shí)度達(dá)標(biāo)，達(dá)到設(shè)計(jì)方案與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)后續(xù)的工程質(zhì)量提升產(chǎn)生積極的作用。

表2 壓漿施工管道構(gòu)件壓漿密實(shí)度結(jié)果

4 結(jié)語

我國的公路橋梁領(lǐng)域處于高速發(fā)展的階段，施工技術(shù)水平日益提升，很多先進(jìn)技術(shù)被不斷研發(fā)和應(yīng)用。但是在早期的橋梁項(xiàng)目施工中有著一定的缺陷，施工技術(shù)落后，質(zhì)量控制也不到位。以目前工程領(lǐng)域的實(shí)際情況來看，本文提出了預(yù)應(yīng)力張拉技術(shù)作為橋梁施工的主要技術(shù)，合理應(yīng)用該技術(shù)，實(shí)現(xiàn)施工技術(shù)優(yōu)化，方案得以改進(jìn)。為了驗(yàn)證預(yù)應(yīng)力張拉施工技術(shù)的可行性，以某橋梁項(xiàng)目為案例展開分析，嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計(jì)方案以及施工工藝的要求，并在施工后對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行全面檢測與分析，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量指標(biāo)以及性能合格。在質(zhì)量檢測中，最為主要的指標(biāo)是壓漿施工管道構(gòu)件的密實(shí)度，承載性能合格，達(dá)到橋梁運(yùn)行安全性要求。雖然該橋梁成功施工且性能參數(shù)合格，但是因?yàn)槠洳痪邆淦者m性，未來還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)這一技術(shù)的研究，并用更多的工程案例進(jìn)行驗(yàn)證，由此可以得到更加廣泛的應(yīng)用。