基于公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的探討

吐爾遜江·艾力

(庫爾勒公路管理局阿爾金山分局)

基于公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的探討

吐爾遜江·艾力

(庫爾勒公路管理局阿爾金山分局)

在交通進(jìn)入新的發(fā)展時(shí)期后，橋梁施工也逐漸受到人們的重視。橋梁施工中難以避免會(huì)存在一些問題，結(jié)合我國公路橋梁的施工情況，對(duì)后張法預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁施工中應(yīng)注意的事項(xiàng)進(jìn)行分析與探討。

橋梁施工;后張法;預(yù)應(yīng)力;注意事項(xiàng)

1 后張法預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁施工中應(yīng)注意的事項(xiàng)

1.1 對(duì)預(yù)應(yīng)力材料進(jìn)行必要的試驗(yàn)與檢驗(yàn)

在公路橋梁施工中，預(yù)應(yīng)力材料處于關(guān)鍵的地位，是橋梁施工質(zhì)量的重要保障，因此，在橋梁施工過程中必須對(duì)預(yù)應(yīng)力材料進(jìn)行相關(guān)的試驗(yàn)與檢驗(yàn)。鋼絞線的驗(yàn)收是成批進(jìn)行的，每一批檢驗(yàn)應(yīng)注意其規(guī)格、批號(hào)與生產(chǎn)工藝制作是否統(tǒng)一，鋼絞線每一批的質(zhì)量應(yīng)＜60 t，隨即抽取3盤，對(duì)其表面的捻距、直徑偏差、質(zhì)量與力學(xué)性能進(jìn)行檢測(cè)。在對(duì)錨具進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收后，應(yīng)從其外觀做第一步檢查，待檢驗(yàn)通過后再隨即抽取5套以上的錨具進(jìn)行檢查，針對(duì)有硬度要求的還需要進(jìn)一步測(cè)試其硬度。對(duì)材料進(jìn)行檢測(cè)中，除去單獨(dú)測(cè)試外，還應(yīng)將錨具與鋼絞線進(jìn)行組裝后再進(jìn)行靜載錨固性能測(cè)試，測(cè)試合格后即可進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)采用。

1.2 對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行必要的理論計(jì)算

一般情況下應(yīng)該整合有限元素來計(jì)算橋梁的結(jié)構(gòu)，分析探討每個(gè)施工環(huán)節(jié)中相應(yīng)截面的位移、應(yīng)力，并把分析得出的結(jié)果作為施工控制的依據(jù)。正裝、倒裝分析法、無應(yīng)力狀態(tài)計(jì)算法都是目前我國橋梁施工控制經(jīng)常使用的結(jié)構(gòu)計(jì)算方法。正裝計(jì)算能夠模擬分析橋梁結(jié)構(gòu)實(shí)際的施工過程，把混凝土收縮、徐變非線性等問題納入考慮范圍之內(nèi)，能夠及時(shí)了解每個(gè)施工階段中橋梁結(jié)構(gòu)的受力及位移情況。在預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的結(jié)構(gòu)計(jì)算中，首先施行正裝計(jì)算，然后再進(jìn)行倒裝計(jì)算，逆轉(zhuǎn)橋梁結(jié)構(gòu)實(shí)際的施工順序來計(jì)算并確定施工的預(yù)拱度。無應(yīng)力狀態(tài)是基于結(jié)構(gòu)中每個(gè)構(gòu)件的無應(yīng)力曲率及長(zhǎng)度不存在改變情況的一種計(jì)算分析形式，這種形式適用于跨度較大的懸索橋與拱橋的施工控制，使用這種形式能有效結(jié)合施工中每個(gè)階段與橋梁結(jié)構(gòu)成橋后整體的情況。整合有限元素進(jìn)行分析的時(shí)侯，建造的模型要滿足橋梁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。選擇使用的計(jì)算分析軟件應(yīng)該便于工程應(yīng)用，可以選擇ANSYS、SUPSAP、橋梁博士、GQJS、COS-MOS等享譽(yù)國內(nèi)外的正版結(jié)構(gòu)有限元分析軟件包。這些軟件都具備優(yōu)異的前后處理功能。

1.3 孔道預(yù)留過程中應(yīng)注意的事項(xiàng)

通常情況下，預(yù)應(yīng)力筋孔道主要分為三種形狀，即直線、曲線以及折線。與預(yù)應(yīng)力筋外徑或者錨具外徑相比，孔道直徑通常要大10～15 mm左右，同時(shí)，孔道的面積與預(yù)應(yīng)力筋面積相比應(yīng)大于2倍左右。橋梁在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力施工建設(shè)時(shí)采取后張法結(jié)構(gòu)，所以應(yīng)在對(duì)混凝土進(jìn)行澆注之前預(yù)留出預(yù)應(yīng)力孔道的位置。根據(jù)橋梁設(shè)計(jì)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及要求，在預(yù)留孔道過程中，可以采取金屬波紋管材料。金屬波紋管在制作過程中，主要利用卷管機(jī)將冷軋鋼帶進(jìn)行壓波，然后再實(shí)施螺旋咬合。在對(duì)波紋管進(jìn)行搬運(yùn)時(shí)，必須要做到輕拿輕放，切莫出現(xiàn)波紋管在地上拋甩或者拖拉的現(xiàn)象，在吊裝過程中，也不能單獨(dú)使用一根繩子就攔腰扎捆起吊，以免出現(xiàn)意外情況。在對(duì)波紋管進(jìn)行保管時(shí)應(yīng)注意不可滯留室外過久，同時(shí)切莫出現(xiàn)波紋管露天放置在地面上，若波紋管必須放在露天，則應(yīng)該在其上覆蓋一層帆布，防止波紋管遭受露水或者雨水的侵蝕。在對(duì)波紋管實(shí)施定位時(shí)，必須充分考慮相關(guān)的因素，特別是預(yù)應(yīng)力在張拉過程中所產(chǎn)生的孔道摩阻力，必須進(jìn)行嚴(yán)格控制。安裝波紋管時(shí)，要防止出現(xiàn)反復(fù)彎曲的情況，以免管壁裂開，并且電焊時(shí)要注意不可對(duì)管壁造成損傷。安裝完波紋管后，要認(rèn)真檢查好安裝位置，看曲線形狀與設(shè)計(jì)要求是否符合，要保證從橋梁側(cè)面看曲線平滑連續(xù)，整體看要平坦順直。除此之外，還要對(duì)波紋管的固定性進(jìn)行檢查，看是否足夠牢固，接頭的連接是否正常，管壁是否完好。將波紋管定位后，應(yīng)在其曲線的喇叭口、跨中及最高處設(shè)置灌漿孔，從而保障孔道在灌漿時(shí)不會(huì)受到阻塞。

1.4 預(yù)應(yīng)力張拉過程中應(yīng)注意的事項(xiàng)

(1)對(duì)張拉設(shè)備進(jìn)行必要的校核

在公路橋梁施工過程中，選擇預(yù)應(yīng)力即使，則必須對(duì)其所使用的各種機(jī)械設(shè)備或者儀表進(jìn)行定期或者不定期的校核及維護(hù)。在橋梁施工過程中，預(yù)應(yīng)力主要利用油表讀數(shù)及鋼絞線伸長(zhǎng)值這兩方進(jìn)行控制的，二者中油表讀數(shù)是主要標(biāo)志，鋼絞線伸長(zhǎng)值即為校核。多次使用千斤頂后，缸內(nèi)的摩擦系數(shù)會(huì)產(chǎn)生一定的變化，且油壓表的靈敏度也會(huì)出現(xiàn)變化，所以，必須對(duì)這些儀表做好定期檢查。

(2)預(yù)應(yīng)力張拉過程需遵循的原則

橋梁的強(qiáng)度在達(dá)到規(guī)劃要求后就應(yīng)立刻開始張拉，在張拉的過程中需按照規(guī)范進(jìn)行安裝和壓漿，避免橋梁梁體由于橫向的剛度小且進(jìn)行張拉后長(zhǎng)久放置從而導(dǎo)致側(cè)彎現(xiàn)象。橋梁設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)各種可能因素進(jìn)行考慮，混凝土的強(qiáng)度應(yīng)與設(shè)計(jì)強(qiáng)度相符，彈模=3.55×104MPa，預(yù)應(yīng)力施工前應(yīng)等待混凝土的齡期大于12 d。

1.5 在孔道灌漿過程中應(yīng)注意的事項(xiàng)

在公路橋梁施工過程中，選擇后張法孔道灌漿，對(duì)公路橋梁有著非常重要的作用，它在一定程度上可以減少或者避免預(yù)應(yīng)力筋出現(xiàn)銹蝕的現(xiàn)象，確保預(yù)應(yīng)力筋及構(gòu)件混凝土能夠順利地進(jìn)行連接，防止裂縫展開。在預(yù)應(yīng)力筋的張拉步驟完成之后，就應(yīng)開始展開孔道灌漿步驟，既可預(yù)防銹蝕，還能增加耐久性?？椎拦酀{時(shí)所采用的水泥漿，除了最基本的粘結(jié)力與強(qiáng)度要求要達(dá)標(biāo)外，其泌水性與流動(dòng)性也要進(jìn)行考慮。根據(jù)規(guī)范要求，孔道灌漿時(shí)選用的材料應(yīng)為由32.5級(jí)或以上的普通硅酸鹽水泥進(jìn)行配制的砂漿或水泥漿，檢測(cè)的強(qiáng)度應(yīng)≥20 N/mm2，在對(duì)其進(jìn)行攪拌3 h后，泌水率應(yīng)在2%為佳，最高不宜大于3%。要對(duì)水泥漿的強(qiáng)度進(jìn)行提高，可采用水泥重1%左右的減水劑;若是想提高灌漿的密實(shí)度，可選用一定劑量的膨脹劑。在對(duì)孔道進(jìn)行灌漿前，應(yīng)保持器潔凈、濕潤(rùn)，灌漿的壓力值應(yīng)在0.5～0.6 MPa間為佳，灌漿的步驟應(yīng)當(dāng)要保持均勻行進(jìn)，不可隨意中斷，同時(shí)還要保持排氣暢通。除此之外，橋梁施工還有一個(gè)必須注意的方面，即應(yīng)不斷提高公路橋梁施工人員的綜合技能，加強(qiáng)施工人員各方面技能的學(xué)習(xí)與培訓(xùn)。參照IS09001:2000質(zhì)量管理體系的相關(guān)要求，施工人員必須樹立施工質(zhì)量意識(shí)，每一道施工工序均需認(rèn)真核實(shí)，保證橋梁的施工質(zhì)量。

2 結(jié)語

預(yù)應(yīng)力技術(shù)的發(fā)展是經(jīng)過長(zhǎng)期的研究最終形成的，是實(shí)踐與理論的結(jié)合進(jìn)一步研究創(chuàng)新的成果。時(shí)至今日，預(yù)應(yīng)力技術(shù)已逐漸成熟，但在橋梁施工的運(yùn)用中依然存在諸多問題需要解決與完善。我國的橋梁建設(shè)在采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)后質(zhì)量較以前得到了很大的提高，同時(shí)也要繼續(xù)對(duì)預(yù)應(yīng)力技術(shù)進(jìn)行發(fā)展，保障預(yù)應(yīng)力在橋梁施工中的質(zhì)量。

［1］俞建輝，王建國.淺談公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力的應(yīng)用及存在的問題［J］.中國高新技術(shù)企業(yè)，2010，(3):101-103.

［2］蘇文建，趙堅(jiān).論道路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力的應(yīng)用及存在的問題［J］.中小企業(yè)管理與科技(上旬刊)，2011(1):366-368.

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1008-3383(2012)07-0095-01

2012-05-19

吐爾遜江·艾力(1976-)，男，新疆巴州人，主要從事路橋?qū)I(yè)施工及養(yǎng)護(hù)。