橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)探討

鄭 箐

(貴州高速公路集團(tuán)有限公司)

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橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)探討

鄭 箐

(貴州高速公路集團(tuán)有限公司)

主要研究公路橋梁施工中的預(yù)應(yīng)力技術(shù)，對(duì)預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁建設(shè)中發(fā)揮的重要作用進(jìn)行了分析，并總結(jié)了公路橋梁預(yù)應(yīng)力施工中常見(jiàn)的質(zhì)量問(wèn)題，還對(duì)預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁中的應(yīng)用范圍進(jìn)行了分析，并以思南至劍河高速公路橋梁預(yù)應(yīng)力施工為例，對(duì)公路橋梁預(yù)應(yīng)力施工工藝進(jìn)行了詳細(xì)討論。

公路橋梁；預(yù)應(yīng)力技術(shù)

1 橋梁工程中的預(yù)應(yīng)力技術(shù)

1.1 預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁建設(shè)工程中發(fā)揮的重要作用

預(yù)應(yīng)力技術(shù)是工程結(jié)構(gòu)在承受外部負(fù)載之前，在受拉部位施加壓力，提高工程結(jié)構(gòu)承載力和抗裂能力的一種施工技術(shù)。公路橋梁施工實(shí)際中，預(yù)應(yīng)力技術(shù)主要在混凝土工程中應(yīng)用，通過(guò)鋼筋束等對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力，提高混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉性能，延長(zhǎng)公路橋梁的使用壽命。預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁中的應(yīng)用能夠明顯提高建筑材料的性能，有效控制裂縫問(wèn)題，橋梁的承載力更高。當(dāng)前的公路橋梁建設(shè)中，預(yù)應(yīng)力技術(shù)主要應(yīng)用在受彎構(gòu)件中，能夠明顯提高結(jié)構(gòu)的抗負(fù)荷能力。

1.2 預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁中應(yīng)用存在的質(zhì)量問(wèn)題

(1)波紋管堵塞

波紋管堵塞主要是施工單位未按照施工規(guī)范施工導(dǎo)致的，波紋管安裝操作不規(guī)范，可能會(huì)造成接頭松動(dòng)、彎曲扭折，影響預(yù)應(yīng)力效果。

(2)一端張拉操作不規(guī)范

大跨度公路橋梁施工中，一端張拉工藝比較常用，但是這種預(yù)應(yīng)力技術(shù)的操作技術(shù)要求較高，例如跨越箱梁橫隔板數(shù)目過(guò)多，孔道過(guò)長(zhǎng)和摩擦力過(guò)大等，要避免這些問(wèn)題，就需要按照規(guī)定進(jìn)行兩端張拉，保證預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量的同時(shí)避免結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。

(3)張拉力控制不當(dāng)

有一些施工單位操作不規(guī)范，預(yù)應(yīng)力施工中沒(méi)有對(duì)張拉力進(jìn)行嚴(yán)格控制，對(duì)公路橋梁建設(shè)質(zhì)量帶來(lái)了不利影響，而且有些施工人員缺乏預(yù)應(yīng)力施工相關(guān)的理論知識(shí)和操作經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)張拉力控制不合理。

1.3 應(yīng)用范圍

(1)橋梁受彎桿件

受彎桿件預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)主要通過(guò)粘貼碳纖維片的方式施加預(yù)應(yīng)力，提高混凝土硬度。原始加固結(jié)構(gòu)中存在內(nèi)力，增加初始應(yīng)變?cè)斐傻臉?gòu)件碳纖維變化范圍較小，影響了材料性能的發(fā)揮。碳纖維片的粘貼應(yīng)用了預(yù)應(yīng)力技術(shù)，產(chǎn)生了一定的初始拉應(yīng)力，通過(guò)增加碳纖維片應(yīng)力，能夠?qū)炷廉a(chǎn)生預(yù)應(yīng)力的作用，在受彎桿件中有著較好的應(yīng)用效果。

(2)混凝土箱梁

通過(guò)混凝土箱梁尺寸的調(diào)整，按照一定比例混凝土配比設(shè)計(jì)，提高混凝土承載力，保證混凝土力學(xué)指標(biāo)。施工管理人員需要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行鋼筋焊接和下料操作，保證預(yù)應(yīng)力質(zhì)量。

(3)混凝土空心板

如果建筑工程的跨度超過(guò)了16～25 m范圍，就需要采用預(yù)應(yīng)力混凝土空心板材作為建材，該范圍內(nèi)，建材承載力會(huì)隨著跨徑增加而加大，工程跨徑在30～35 m時(shí)剛性硬度會(huì)逐漸下降，所以，使用預(yù)應(yīng)力空心板時(shí)應(yīng)該將空心板跨徑設(shè)置在25 m以內(nèi)。

(4)加固工程

預(yù)應(yīng)力技術(shù)同樣可以用于既有公路橋梁工程的加固，能夠明顯提高構(gòu)件的結(jié)構(gòu)性能，延長(zhǎng)公路橋梁的服役年限。預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)主要有體外預(yù)應(yīng)力加固、外包鋼、橋面補(bǔ)強(qiáng)等方法。如果需要進(jìn)行混凝土初始應(yīng)變調(diào)整，則需要首先對(duì)建筑構(gòu)件做預(yù)應(yīng)力處理，構(gòu)件在一定預(yù)應(yīng)力初始彎矩作用下，壓應(yīng)變和拉應(yīng)變都會(huì)下降，從而全面提高建筑工程承載力應(yīng)變?cè)隽俊?/p>

2 思南至劍河高速公路橋梁預(yù)應(yīng)力施工

2.1 項(xiàng)目概況

思南至劍河高速公路是《貴州省高速公路網(wǎng)規(guī)劃》“678”網(wǎng)中的第2縱——沿河至榕江高速公路的中間段，起于思南，與杭瑞線思南至遵義高速公路相接；終于劍河，與滬昆線三穗至凱里高速公路相接，是貴州境內(nèi)縱貫銅仁、黔東南自治州的南北向交通通道，是貴州東部地區(qū)北上重慶、南下珠江三角洲、北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)的重要南北向交通大動(dòng)脈。本項(xiàng)目連接了思南、石阡、鎮(zhèn)遠(yuǎn)、劍河四縣，其建設(shè)對(duì)于帶動(dòng)沿線資源開(kāi)發(fā)，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展，推進(jìn)城鎮(zhèn)化進(jìn)程具有重要意義。

2.2 建設(shè)規(guī)模及主要技術(shù)指標(biāo)

全線采用雙向四車(chē)道高速公路標(biāo)準(zhǔn)，路線全長(zhǎng)156.568 km，路基寬度21.5 m，設(shè)計(jì)時(shí)速80 km，最小平曲線半徑500 m，最大直線長(zhǎng)度2 107 m，最大縱坡5%，凸型豎曲線最小半徑1 200 m，凹型豎曲線最小半徑1 000 m，橋涵設(shè)計(jì)荷載公路Ⅰ級(jí)，概算金額：134.91億元，平均橋隧比35%。全線占地約13 070.9畝，主線用地6.272公頃/km。主要工程數(shù)量如下。

(1)路基土石方：挖方2962萬(wàn)m3、路基填筑2711萬(wàn)m3;

(2)排水、防護(hù)工程砌體：98.36萬(wàn)m3；

(3)涵洞及通道： 涵洞121道，通道200道；

(4)特大橋：5 660 m/6座，大橋：25 779 m/72座，中橋：1 242 m/17座，小橋：511 m/19座，連接線及匝道橋梁1 228 m/14座，渡槽及天橋：25座；

(5)長(zhǎng)隧道：10 958 m/7座，中短隧道：10 684 m/17座，連接線隧道888 m/1座，過(guò)水隧道500 m/2座；

(6)路面工程量材料用量：碎石269萬(wàn)方，玄武巖10萬(wàn)方，瀝青5.4萬(wàn)t，燃油6 800 t，料場(chǎng)11處，碎石加工設(shè)備12套。其中：路面級(jí)配碎石底基層：2712 953 m2;

(7)路面水泥碎石基層：2 242 737 m2;

(8)路面中粒式瀝青混凝土面層：3 557 271 m2;

(9)路面粗粒式瀝青混凝土面層：2 190 902 m2;

全線互通立交11處(其中思南西樞紐納入杭瑞高速)，分離式立體交叉30處，在思南雙塘、騰龍、塘頭；石阡新場(chǎng)、石阡南；鎮(zhèn)遠(yuǎn)大地、羊場(chǎng)、鎮(zhèn)遠(yuǎn)、金堡設(shè)收費(fèi)站9處；互通連接線長(zhǎng)13.651 km。

在石阡、鎮(zhèn)遠(yuǎn)設(shè)隧道管理救營(yíng)站：2處；

在邵家橋、坪山、設(shè)停車(chē)區(qū)2處；

在大沙壩、羊場(chǎng)、報(bào)京、白楊坪設(shè)服務(wù)項(xiàng)目服務(wù)區(qū)4處；

在騰龍、大地、金堡設(shè)養(yǎng)護(hù)工區(qū)：3處。

2.3 施工工藝

(1)預(yù)應(yīng)力構(gòu)件制備

張拉結(jié)束之前，在錨墊板和鋼管中做灌漿處理，通過(guò)形成的粘結(jié)段固定預(yù)應(yīng)力筋。預(yù)應(yīng)力筋下料時(shí)首先清洗粘接段位置的鋼絞線，清理PE層和油脂，同時(shí)施工人員需要嚴(yán)格控制粘接段的長(zhǎng)度和位置，防治出現(xiàn)錯(cuò)位問(wèn)題。穿鋼筋束時(shí)需要充分考慮鋼絞線的下垂問(wèn)題，并將張拉伸長(zhǎng)造成的影響充分考慮進(jìn)來(lái)，保證整個(gè)預(yù)應(yīng)力筋粘接段的粘接力大致相等。

(2)穿索工藝

控制橋梁預(yù)應(yīng)力施工中預(yù)應(yīng)力筋的長(zhǎng)度，至少要達(dá)到150 m。通常橋梁預(yù)應(yīng)力施工都通過(guò)墩頂導(dǎo)向槽和跨中轉(zhuǎn)向位置進(jìn)行穿索操作，但是在箱梁中穿過(guò)全部鋼絞線卻比較困難，為了保證全部預(yù)應(yīng)力筋都能夠穿入，可采用逐根穿索的方式進(jìn)行操作，穿索過(guò)程中要格外注意避免橋梁范圍內(nèi)鋼絞線出現(xiàn)糾纏，按照預(yù)應(yīng)力施工規(guī)范進(jìn)行操作。開(kāi)始穿索之前，首先進(jìn)行鋼絞線、錨板孔和密封蓋小孔編號(hào)，之后采用單束穿索方式進(jìn)行施工，通過(guò)必要的限制措施避免出現(xiàn)鋼絞線纏繞。

(3)壓降施工

采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)施工的公路橋梁結(jié)構(gòu)，進(jìn)行體外索錨橫梁固定施工時(shí)，可采用預(yù)應(yīng)力局部粘接的方式進(jìn)行操作，通過(guò)嚴(yán)格控制施工設(shè)計(jì)和操作過(guò)程來(lái)保證其粘接度。正常情況下，要在滿足壓降密實(shí)度要求的基礎(chǔ)上，提高粘接路段粘接力，使其超過(guò)設(shè)計(jì)規(guī)定張力，保證其能夠滿足錨固施工標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。橋梁預(yù)應(yīng)力施工過(guò)程中，壓降施工是非常關(guān)鍵的。在施工之前需要進(jìn)行試驗(yàn)，制作一比一模型進(jìn)行驗(yàn)證，符合技術(shù)規(guī)程要求才能夠進(jìn)行施工。通常，壓降施工都在預(yù)應(yīng)力張拉施工結(jié)束后的一天內(nèi)進(jìn)行，通過(guò)對(duì)壓降機(jī)的準(zhǔn)確控制，保證壓降均勻和壓降壓力適中，這樣才能保證公路橋梁的施工效果。

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2015-03-26

鄭箐(1986-)，男，貴州晴隆人，助理工程師，主要從事公路工程建設(shè)管理。

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1008-3383(2015)11-0104-02