后張法預(yù)制T梁預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量控制

何 川

1 概述

1.1 背景

在我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的背景下,帶動(dòng)了高速公路和鐵路的迅猛發(fā)展。而在公路、鐵路建設(shè)中,橋梁施工占整個(gè)建設(shè)比例是相當(dāng)大的,一般占整個(gè)投資總額的40%左右。特別是在西部地區(qū),地形、地貌復(fù)雜,所以大橋、特大橋孕育而生?，F(xiàn)在國內(nèi)橋梁上部結(jié)構(gòu)主要是預(yù)制梁及現(xiàn)澆梁,在預(yù)制梁施工中質(zhì)量控制重點(diǎn)是預(yù)應(yīng)力施工,在保證混凝土質(zhì)量同時(shí),狠抓預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量就等于抓住了整個(gè)質(zhì)量控制的咽喉。

1.2 問題的提出及研究的意義

在預(yù)制梁預(yù)應(yīng)力施工中,先張法施工由于施工安全隱患大、施工復(fù)雜,已在最近幾年內(nèi)退出了施工平臺(tái),目前施工最主要的方法還是后張法施工。由于預(yù)應(yīng)力施工牽涉施工中各個(gè)步驟,對(duì)施工中某個(gè)環(huán)節(jié)沒控制住,就容易釀成嚴(yán)重的質(zhì)量事故,輕則人員傷亡,重則影響整個(gè)橋梁使用?，F(xiàn)就預(yù)應(yīng)力施工就本人現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)總結(jié)及理論知識(shí)談?wù)勛约旱母惺堋?/p>

2 預(yù)應(yīng)力施工的控制要點(diǎn)

2.1 預(yù)應(yīng)力施工材料和設(shè)備要求

在選用預(yù)應(yīng)力施工中用到的材料時(shí),掌握的原則就是材料要符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)采購進(jìn)場的原材料、成品及半成品要有出廠合格證,并由試驗(yàn)工程師組織技術(shù)、質(zhì)量、物資部門及施工隊(duì)的有關(guān)人員進(jìn)行檢查驗(yàn)收,合格后并請監(jiān)理工程師復(fù)檢認(rèn)可后方可用于施工。對(duì)于不符合質(zhì)量要求的材料要堅(jiān)決抵制,不能因一時(shí)之利而釀成大禍。在張拉機(jī)具使用前要將設(shè)備送往專門的檢測機(jī)構(gòu)標(biāo)定,根據(jù)設(shè)計(jì)及標(biāo)定的回歸方程進(jìn)行施工。張拉機(jī)具的張拉能力一般取預(yù)應(yīng)力筋設(shè)計(jì)張拉力1.5倍,即 F=1.5N/1 000。油壓表的最大讀數(shù)應(yīng)為(1.5～2)Pn,Pn為根據(jù)設(shè)計(jì)及標(biāo)定書計(jì)算的油壓表讀數(shù)[2]。

2.2 預(yù)應(yīng)力施工與鋼筋施工

大部分人都認(rèn)為在施工時(shí)只要把預(yù)應(yīng)力孔道坐標(biāo)定位準(zhǔn)確就沒問題,還有個(gè)重要問題就是在鋼筋施工時(shí)梁端頭鋼筋施工,端頭鋼筋安裝及螺旋筋的安放位置影響預(yù)應(yīng)力筋施工的安全,端頭部位混凝土保護(hù)層太大將影響張拉施工,引起錨墊板在張拉過程中凹陷。預(yù)應(yīng)力孔道定位要準(zhǔn)確,特別是梁頂鋼筋安裝時(shí)容易占用二期預(yù)應(yīng)力孔道的位置,造成孔道偏位,且返工困難,在施工中要合理安排施工順序以免留下安全隱患。梁體鋼筋在模板安裝前要檢查鋼筋(主要是箍筋)是否有傾斜或偏位情況,如發(fā)現(xiàn)此情況要更正后再施工,梁肋鋼筋兩側(cè)的塑料墊塊要緊貼模板,在錨墊板附近鋼筋施工時(shí)要保證鋼筋安裝的質(zhì)量和數(shù)量。

2.3 預(yù)應(yīng)力施工與孔道埋設(shè)施工

預(yù)應(yīng)力孔道埋設(shè)施工是容易引起質(zhì)量事故的地方。無論是波紋管成孔還是橡膠抽拔棒成孔,接頭連接是施工重點(diǎn)。當(dāng)采用金屬波紋管時(shí),接頭長度不應(yīng)少于300 mm,接頭裝置宜避開孔道彎曲處,管兩端用密封膠帶封裹,接頭長度不應(yīng)少于300 mm。在孔道接頭位置要加強(qiáng)定位筋,接頭不密封或混凝土振搗導(dǎo)致接頭漏漿將堵塞孔道,造成預(yù)應(yīng)力孔道不能穿束,造成經(jīng)濟(jì)上的損失。成孔材料采用鋼筋支架網(wǎng)定位,定位網(wǎng)的數(shù)量、位置嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)施工圖紙的定位坐標(biāo)安裝。安裝偏差梁長方向±30 mm,梁高方向±10 mm[3]。在鋼筋安裝時(shí)鋼筋電焊施工要注意對(duì)成孔材料的保護(hù),電焊時(shí)不能直接面對(duì)成孔材料,以免電焊引起的高溫?zé)┏煽撞牧?進(jìn)而在混凝土施工時(shí)進(jìn)漿堵塞孔道。當(dāng)采用橡膠抽拔棒成孔時(shí),可在抽拔棒中孔穿一根鋼絞線增加抽拔棒整體剛度,避免在振動(dòng)棒到此位置時(shí)造成抽拔棒變形,影響預(yù)應(yīng)力筋穿束及張拉。在預(yù)埋成孔材料的同時(shí),要保證管道大體順直,特別注意的是孔道不能有反彎情況,造成摩阻值增大,影響張拉質(zhì)量,情況嚴(yán)重的將導(dǎo)致整片梁報(bào)廢。

2.4 預(yù)應(yīng)力施工與模板施工

在表面看來預(yù)應(yīng)力施工和模板施工沒有必然聯(lián)系,其實(shí)不然,在端頭模板施工時(shí),要對(duì)照設(shè)計(jì)圖紙?jiān)谡_的位置留孔。在預(yù)制T梁時(shí),二期預(yù)應(yīng)力孔道不僅牽涉高度,平面位置也要求準(zhǔn)確,并且所有端頭模板要統(tǒng)一,以免后期二期張拉施工時(shí),預(yù)應(yīng)力鋼束不在一條直線上,易使鋼絞線或鋼絲在孔道中的相對(duì)位置產(chǎn)生紊亂,使預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)造成相互制約,受力不均衡,直接降低結(jié)構(gòu)承載能力及橋梁路面使用壽命。

2.5 預(yù)應(yīng)力施工與混凝土施工

在混凝土振搗過程中,由于預(yù)應(yīng)力孔道位置限制了振動(dòng)棒向下的延伸,所以在振搗過程中工人容易從梁肋兩側(cè)振搗。在高標(biāo)號(hào)混凝土普遍加減水劑的情況下,這樣施工容易導(dǎo)致混凝土向梁肋另一側(cè)偏移,進(jìn)而使主梁鋼筋偏位。在預(yù)應(yīng)力施工時(shí)將導(dǎo)致梁在長度方向彎曲,情況嚴(yán)重時(shí)梁板在張拉過程中傾倒。解決的辦法是在混凝土振搗時(shí)在模板旁設(shè)置附著式振動(dòng)器。振動(dòng)器功率不宜過大,根據(jù)梁高來選擇,一般2 m高T梁振動(dòng)器功率在1 kW～2 kW,且應(yīng)選用變頻的振動(dòng)器。在混凝土振搗時(shí)振動(dòng)頻率與坍落度成反比。振動(dòng)器位置應(yīng)隨預(yù)應(yīng)力孔道變化。在混凝土振搗過程中要派專人觀察混凝土情況,在預(yù)應(yīng)力孔道以下混凝土基本靠附著式振動(dòng)器振搗,當(dāng)混凝土到孔道位置時(shí),應(yīng)關(guān)閉振動(dòng)器,用振動(dòng)棒振搗孔道以上混凝土。這樣做的目的是彌補(bǔ)振動(dòng)器造成的孔道附近混凝土漿不足,造成此處混凝土空散(某預(yù)制場在預(yù)制30 m T梁時(shí)由于此情況,造成在壓漿過程中T梁側(cè)板泌水,后經(jīng)仔細(xì)研究,采用此辦法解決)。在梁端及二期張拉孔道混凝土振搗時(shí)要充分,保證質(zhì)量。在梁體拆模后要及時(shí)養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)要根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況進(jìn)行變化,保證在張拉前混凝土強(qiáng)度能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

2.6 預(yù)應(yīng)力施工與張拉施工

在張拉施工前,預(yù)應(yīng)力鋼束的切割長度要隨梁預(yù)制長度變化。鋼束不能用電焊燒,可用切割機(jī)切,長度控制在梁預(yù)制長度基礎(chǔ)上,兩端工作長度為千斤頂長度+工具錨長度+安全區(qū)長度(一般保證在10 cm),鋼束過長造成浪費(fèi),過短在張拉施工時(shí)千斤頂后的夾具脫落,造成事故。鋼絞線編束,每隔1 m左右用18號(hào)鐵絲進(jìn)行綁扎,從而保證預(yù)應(yīng)力束在穿及張拉時(shí)不致紊亂,以防在穿束過程中鋼絞線打絞,張拉時(shí)受力不均,導(dǎo)致有的鋼絞線達(dá)不到張拉控制應(yīng)力而有的則可能被拉斷。在張拉前要有實(shí)驗(yàn)室對(duì)梁體同條件養(yǎng)護(hù)試塊的強(qiáng)度報(bào)告,在混凝土強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的情況下嚴(yán)禁張拉,以免造成在張拉過程中端頭混凝土拉崩、拉裂的情況。在張拉過程中,施工人員要注意梁體變化,在張拉前要對(duì)梁板側(cè)面兩面進(jìn)行對(duì)稱支撐。反拱度作為參考數(shù)據(jù)與混凝土強(qiáng)度成反比,不必過分追求此值而擅自加大張拉應(yīng)力。鋼束張拉時(shí),當(dāng)出現(xiàn)滑絲、斷絲時(shí),滑絲、斷絲總量不得大于該斷面總的1%,每一鋼束的滑絲、斷絲數(shù)量不得多于一根,否則應(yīng)換束重新張拉;預(yù)應(yīng)力張拉施工過程中,千斤頂、油泵、油表等要定期(每半年)配表校驗(yàn),并編號(hào)使用。如果在張拉計(jì)算中發(fā)現(xiàn)有異常情況,在排除非人為操作違規(guī)情況下,要及時(shí)送達(dá)專業(yè)檢測部門重新標(biāo)定檢測。張拉采用雙控,即伸長值與油壓表讀數(shù)來衡量張拉的質(zhì)量。張拉程序:0→初應(yīng)力(0.1δcon)→δcon(持荷 2 min錨固)。嚴(yán)格按規(guī)定的張拉順序、張拉原則進(jìn)行張拉,掌握好施力速度,不要過快。張拉時(shí)采用張拉力和伸長量雙控制,當(dāng)實(shí)際伸長量與設(shè)計(jì)伸長量相差超過6%時(shí),應(yīng)重新校驗(yàn)張拉配套機(jī)具,重新張拉。計(jì)算鋼絞線實(shí)際伸長值:ΔL實(shí)=ΔL1+ΔL2-C,理論伸長值:ΔL理=PL/ApEp,Pp=P(1-e-(kx+μθ))/(kx+μ θ),IΔL實(shí)-ΔL理/ΔL理I＜6%[3]即可。當(dāng)實(shí)際伸長值小于理論值時(shí),可適當(dāng)超張拉,但超張拉值不能大于5%設(shè)計(jì)張拉應(yīng)力值。張拉完畢后要及時(shí)用水泥漿或玻璃膠對(duì)工具錨封頭,保證壓漿施工的質(zhì)量。

2.7 預(yù)應(yīng)力施工與壓漿施工

在鋼束剛張拉完時(shí)不能馬上壓漿。由于張拉過后的鋼束存在回縮的情況,過早壓漿導(dǎo)致在水泥漿凝結(jié)過程中與鋼束回縮沖突,導(dǎo)致水泥漿不能凝固。一般在張拉過后12 h進(jìn)行壓漿。壓漿時(shí)一端壓漿,在另一端要有專人觀察壓漿的情況,控制壓漿的飽滿度,一般以在出漿口冒清水為評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。壓漿時(shí)工人要注意安全,佩戴防護(hù)鏡,以免在壓漿時(shí)堵孔不嚴(yán),水泥漿沖出,對(duì)人造成傷害。壓漿中途發(fā)生故障,不能連續(xù)壓注時(shí),應(yīng)立即用壓力水將孔道沖洗干凈,待處理完后再壓漿。在壓漿后,確認(rèn)無異常情況后,采用小型砂輪切割機(jī)張拉端鋼絞線(預(yù)留鋼絞線長度不小于3 cm～5 cm,但也不宜過長,過長影響橋面系中濕接縫橫梁鋼筋位置)。

3 結(jié)語

在高速公路、鐵路飛速發(fā)展的今天,大跨度橋梁具有減少事故用地,環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),預(yù)應(yīng)力施工是橋梁施工的重點(diǎn),解決了預(yù)應(yīng)力的施工質(zhì)量隱患,就等于延長了橋梁的生命。

[1] 徐 利,蔡 敏.預(yù)應(yīng)力在橋梁加固中的應(yīng)用[J].山西建筑,2009,35(6):327-328.

[2] 孟書濤.公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)[J].中華人民共和國交通部,2004(9):45.

[3] 周水興.路橋施工計(jì)算手冊[M].北京:人民交通出版社,2001:344-347.