公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用

郭玉杰

摘 要：伴隨我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，預(yù)應(yīng)力技術(shù)在我國(guó)工程結(jié)構(gòu)各個(gè)行業(yè)也得到了大力推廣及應(yīng)用。近年來(lái)，大量預(yù)應(yīng)力混凝土橋被建造于公路上，特別是大跨徑橋梁居多。為此，本文結(jié)合具體工程案例，對(duì)預(yù)應(yīng)力技術(shù)概況、公路橋梁施工預(yù)應(yīng)力施工流程等相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了分析與探討。

關(guān)鍵詞：公路橋梁；預(yù)應(yīng)力技術(shù)；施工流程

中圖分類(lèi)號(hào)：U445.57 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）05-0128-01

1 工程概況

某橋梁工程所在地貌為太行山山前沖洪積傾斜平原，地面傾斜于南東向，96.29～96.84m為地面高程范圍。本橋全長(zhǎng)90m，跨度為30x3m的3跨橋，4.5m為橋面標(biāo)準(zhǔn)寬度，分別為防撞護(hù)欄0.5m+行車(chē)道3.5m+防撞護(hù)欄0.5m。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選取現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁作為橋梁上部結(jié)構(gòu)，以單箱單室截面為主，1.5m為梁高，并將兩道伸縮縫設(shè)置到橋端位置。選取肋板立柱形式作為下部結(jié)構(gòu)橋臺(tái)，鉆孔灌注樁為承臺(tái)下基礎(chǔ)，橋墩為柱式墩，盆式橡膠支座為橋梁支座。

2 預(yù)應(yīng)力技術(shù)的概況

預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)是在結(jié)構(gòu)承受荷載前期，將壓力預(yù)先對(duì)其施加，保證在外荷載影響下壓應(yīng)力產(chǎn)生于受拉區(qū)混凝土內(nèi)力，進(jìn)而對(duì)外荷載出現(xiàn)的拉應(yīng)力予以消除，保證正常情況下混凝土結(jié)構(gòu)無(wú)裂縫產(chǎn)生或延緩裂縫產(chǎn)生時(shí)間。

3 公路橋梁預(yù)應(yīng)力施工流程

3.1 現(xiàn)澆連續(xù)箱梁施工

（1）支架基礎(chǔ)。施工前期，需清理干凈施工場(chǎng)地，且做好碾壓、整平工作。橋梁地基支架基礎(chǔ)可根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選用厚10cm的C10素混凝土，進(jìn)而確定地基穩(wěn)固，避免地基沉降。（2）搭設(shè)支架。選取一次性現(xiàn)澆法進(jìn)行箱梁施工，完成支架基礎(chǔ)作業(yè)，可放出箱梁支架，并對(duì)其平面位置加以確定。根據(jù)既定位置架設(shè)支架鋼管，其各個(gè)間距如下：75cm縱向間距，60cm橫向間距，120cm步距，120cm為水平向間距，進(jìn)而提高滿(mǎn)堂支架的強(qiáng)度及穩(wěn)固性。同時(shí)還需將鋼管剪刀撐安設(shè)到跨中位置，45°到60°為剪力撐和水平向之間的夾角。（3）制作及安裝模板。鋼模板為箱梁底模，選取膠合板用于內(nèi)模，其他則選取鋼模。根據(jù)設(shè)計(jì)要求。合理設(shè)置梁端及橫梁部位預(yù)應(yīng)力錨頭位置模板，確保錨頭部位混凝土面垂直于此位置鋼絞線(xiàn)切線(xiàn)，并將附著式振動(dòng)器安裝到預(yù)應(yīng)力張拉端模板位置，進(jìn)而提高澆筑混凝土的質(zhì)量。選取雙面膠帶做好全部外露面模板接縫處理，避免漏漿問(wèn)題出現(xiàn)于模板位置。在箱梁底模鋪設(shè)后，需預(yù)壓整個(gè)橋梁支架及模板，做好預(yù)壓荷載施工，根據(jù)本橋?qū)嶋H情況，以672.6t作為預(yù)壓總荷載。在預(yù)壓各個(gè)階段，對(duì)跨中1/4梁跨位置變形情況進(jìn)行實(shí)時(shí)觀(guān)測(cè)，且對(duì)支架所有扣件受力情況進(jìn)行檢查，隨后做好數(shù)據(jù)記錄工作。（4）加工及安裝鋼筋。調(diào)直、除銹工作需在加工鋼筋前完成，且準(zhǔn)確確定下料長(zhǎng)度及彎折角度。焊接鋼筋接頭過(guò)程中，應(yīng)確保2根鋼筋接頭軸線(xiàn)相同，且在5d以上控制接頭雙面焊接長(zhǎng)度。本工程為一次澆筑箱梁，在底模安裝及調(diào)整好之后，需綁扎好底板普通鋼筋，隨后綁扎及安裝腹板鋼筋及波紋管、頂板鋼筋。（5）澆筑箱梁混凝土。選取高強(qiáng)度C50混凝土作為箱梁混凝土，且在設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)1.15倍以上控制混凝土施工配制強(qiáng)度。為提高混凝土和易性，需在80到180mm之間合理控制其坍落度，0.4到0.5之間為其水灰比。澆筑前需清理干凈模板內(nèi)雜物，且做好檢查工作。要求選取兩臺(tái)混凝土泵車(chē)不間斷進(jìn)行垂直運(yùn)輸，選取12m3砼罐車(chē)作為混凝土水平運(yùn)輸設(shè)備。由拌合站—澆筑倉(cāng)面運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)具有連續(xù)性、均勻性，嚴(yán)禁漏漿、離析問(wèn)題出現(xiàn)在運(yùn)輸環(huán)節(jié)。由于箱梁澆筑面積不大，應(yīng)按照“跨中—2墩臺(tái)、低—高”的順序連續(xù)澆筑，30cm為各次鋪料厚度，且一層一層振搗密實(shí)。

根據(jù)工程建設(shè)所需，選取插入式軟式振搗器用于振搗施工，且在其作用半徑1.5倍內(nèi)合理控制振搗器移動(dòng)間距，一般需向下層混凝土插入5到10cm，并在15到20s之間合理控制振搗時(shí)間，待混凝土表面無(wú)顯著沉降現(xiàn)象即可停止施工。振搗施工中，應(yīng)防止對(duì)模板、鋼筋等發(fā)生碰觸?；炷翝仓^(guò)程中，禁止將水加入倉(cāng)號(hào)內(nèi)，如混凝土和易性不足，則應(yīng)加大振搗力度，提高混凝土質(zhì)量。澆筑完混凝土后，當(dāng)其初凝時(shí)即可進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)施工，做好保濕工作。如溫度在30℃左右，需選取麻袋覆蓋梁頂，且將塑料薄膜覆蓋到側(cè)面，間隔1h灑水一次，保證在28d內(nèi)控制養(yǎng)護(hù)時(shí)間。

3.2 預(yù)應(yīng)力施工

選取后張預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)進(jìn)行該橋梁張拉施工，具體施工流程如圖1所示。

第一，選取塑料波紋管進(jìn)行預(yù)應(yīng)力管道成型施工，在施工前，需做好波紋管質(zhì)量檢查工作，避免損壞。預(yù)留孔道尺寸、位置必須具有準(zhǔn)確性，保證端部預(yù)留鋼墊板與孔道中心線(xiàn)垂直。選取U型定位環(huán)、定位筋對(duì)波紋管進(jìn)行牢固，間隔1m在直線(xiàn)位置或間隔0.5m在曲線(xiàn)位置進(jìn)行定位鋼筋設(shè)置，且做好綁扎工作。同時(shí)在模板內(nèi)合理設(shè)置，防止?jié)仓炷習(xí)r出現(xiàn)位移現(xiàn)象。為避免漏漿問(wèn)題，需在波紋管接頭位置緊緊纏繞寬膠帶。

第二，作為連續(xù)梁施工的重點(diǎn)，預(yù)應(yīng)力施工前需檢查好所有設(shè)備、部件的質(zhì)量，按照張拉順序施工。要求先進(jìn)行中層束張拉，隨后張拉下層束，最后進(jìn)行上層束張拉，同時(shí)對(duì)稱(chēng)均勻張拉左右腹板束。

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，相比鋼絞線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度，各束鋼絞線(xiàn)最大張拉控制應(yīng)力為其75%，即1395Mpa。要求在滿(mǎn)足強(qiáng)度設(shè)計(jì)值90%以上，兩端同時(shí)對(duì)稱(chēng)張拉施工。選取張拉力、伸長(zhǎng)量同時(shí)控制法進(jìn)行張拉。當(dāng)△L為預(yù)應(yīng)力筋張拉實(shí)際伸長(zhǎng)值的情況下，具體計(jì)算公式如下：

△L=△L1+△L2（mm）

其中，由初應(yīng)力向最大張拉應(yīng)力產(chǎn)生的實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)值可由△L1表示；

初應(yīng)力以下推算伸長(zhǎng)值可由△L2表示。

第三，完成張拉作業(yè)后，需及時(shí)實(shí)施孔道壓漿、封錨施工，根據(jù)設(shè)計(jì)要求合理控制壓漿工藝，要求選取42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，0.4到0.5之間合理控制其水灰比。壓漿前，需沖洗干凈孔道，隨后利用壓縮空氣沖出孔道內(nèi)的全部積水。隨后鑿毛端面混凝土，并進(jìn)行鋼筋網(wǎng)設(shè)置，做好養(yǎng)護(hù)工作。

3.3 伸縮縫施工

伸縮縫安裝過(guò)程中，需嚴(yán)格按照安裝溫度（-5～20℃），確定上部構(gòu)造端部之間的空隙寬度。伸縮縫中心線(xiàn)需重合梁端中心線(xiàn)。固定伸縮縫標(biāo)高時(shí)，定位筋可選取角鋼材料，與兩側(cè)瀝青混凝土面層標(biāo)高相比，伸縮縫頂面盡可能低一些，且調(diào)整伸縮縫縱向直線(xiàn)度，控制好伸縮縫標(biāo)高后，即可實(shí)施臨時(shí)加固作業(yè)。順著橋?qū)捄附由炜s縫邊梁錨固裝置，避免出現(xiàn)位移問(wèn)題。固定焊接過(guò)程中，需在10cm以上控制連接位置焊接長(zhǎng)度，避免產(chǎn)生焊接遺漏部位。

澆筑混凝土前，需檢查預(yù)埋件質(zhì)量，且做好各項(xiàng)數(shù)據(jù)記錄工作。一般選取C50環(huán)氧樹(shù)脂混凝土用于預(yù)留槽澆筑，要求同時(shí)振搗兩側(cè)混凝土，確保其密實(shí)度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，隨后做好抹壓、整平作業(yè)。

3.4 拆除模板

相比設(shè)計(jì)強(qiáng)度，梁體混凝土強(qiáng)度超過(guò)90%，并完成張拉壓漿作業(yè)后，即可卸落支架?？砂凑障刃堵渑_(tái)及墩位置支架，隨后將1/4跨徑位置支架卸落，最后將跨中支架卸落。每個(gè)位置卸落應(yīng)間隔相應(yīng)時(shí)間，并固定松動(dòng)的木楔，保證梁體穩(wěn)固。

除此之外，應(yīng)嚴(yán)格遵循模板所在位置及混凝土強(qiáng)度確定拆除模板的時(shí)間。在混凝土抗壓強(qiáng)度符合2.5mpa時(shí)即可將側(cè)模拆除，相比設(shè)計(jì)強(qiáng)度，當(dāng)混凝土強(qiáng)度超過(guò)75%時(shí)則可將箱室頂模及翼板拆除。相比設(shè)計(jì)強(qiáng)度，當(dāng)混凝土強(qiáng)度滿(mǎn)足100%時(shí)，則可將箱梁臺(tái)座模板拆除。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用主要是對(duì)結(jié)構(gòu)服役現(xiàn)狀的進(jìn)一步改善，要求將壓應(yīng)力在施工階段預(yù)先施加于結(jié)構(gòu)，以此將因荷載產(chǎn)生的拉應(yīng)力全部或部分消除，防止損壞結(jié)構(gòu)，一般該項(xiàng)技術(shù)在混凝土結(jié)構(gòu)較為常見(jiàn)。公路橋梁施工中合理應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，對(duì)提高工程質(zhì)量意義重大。

參考文獻(xiàn)

[1]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(wèn)題[J].中小企業(yè)管理與科技旬刊，2011（1）：232-232.