預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在大偏坡橋梁工程中的應(yīng)用

吳學(xué)偉

摘要：以貴州雙龍航空港經(jīng)濟(jì)區(qū)雙龍北線(xiàn)道路工程中的大偏坡橋梁作為研究案例，探討預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在橋梁工程中的具體應(yīng)用。研究結(jié)果表明：工程經(jīng)預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)施工后，取得了較為理想的施工效果。預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)能夠有效提高工程的強(qiáng)度性能，避免竣工后的橋梁開(kāi)裂問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力，市政道路橋梁，施工，應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：U445.57?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A?文章編號(hào)：2095-5383（2020）01-0037-03

Abstract：Taking the large slope bridge engineering in the north route of Shuanglong Airport Economic Zone in Guizhou as a case study，the concrete application of prestressing construction technology in bridge engineering was discussed in this paper.?The research results show that after the project is constructed by prestressing construction technology，the ideal construction effect has been achieved.?The prestressing construction technology can effectively improve the strength performance of the project and avoid bridge cracking，which is worth promoting.

Keywords：prestressing force，municipal road and bridge，construction，application

預(yù)應(yīng)力施工是工程施工時(shí)在承重結(jié)構(gòu)內(nèi)部中加入預(yù)拉應(yīng)力筋的一種施工方法，在工程竣工投入使用后，能夠抵消一部分來(lái)自外界的壓力，從而達(dá)到減輕載荷及增加橋梁穩(wěn)定性的目的。本文結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的具體應(yīng)用展開(kāi)討論，希望能夠有效地提高工程強(qiáng)度，避免橋梁開(kāi)裂的問(wèn)題，取得較為理想的施工效果，并為類(lèi)似工程提供參考。

1?工程概況

本工程是位于貴州雙龍航空港經(jīng)濟(jì)區(qū)雙龍北線(xiàn)道路工程中的大偏坡橋梁，橋梁起點(diǎn)樁號(hào)為k5+346，終點(diǎn)樁號(hào)為k5+888，全橋長(zhǎng)542 m，雙幅6車(chē)道，單幅橋梁寬16 m，共由6聯(lián)橋梁組成，左幅跨徑布置為40×2 +（32.5+37.5）+（40+70+40）+（32.5+37.5）+40×2+40×2=530 m，右幅跨徑布置為40×2+32.5×2+（40+70+40）+37.5×2+40×2+40×2=

530 m，工程運(yùn)用了預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)，箱梁斷面采用單箱雙室。以下以工程中的預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)作為研究核心，著重探討其技術(shù)的施工路徑。

2?預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在大偏坡橋梁工程中的應(yīng)用

2.1?預(yù)留孔道

在本工程預(yù)應(yīng)力施工中，圓型鋼束管道為金屬波紋管，在施工前通過(guò)全面測(cè)量，確定了波紋管孔道的尺寸和實(shí)際位置，為降低后期預(yù)應(yīng)力張拉的摩擦力要保證孔道平順，并在端部預(yù)留出相應(yīng)的垂直孔道。預(yù)應(yīng)力管道通過(guò)定位鋼筋進(jìn)行固定連接，使其緊固在模板中的設(shè)計(jì)位置上，避免在混凝土澆筑時(shí)發(fā)生位移和變形，定位筋間距控制在0.5 m左右。預(yù)應(yīng)力臺(tái)座正立面，如圖1所示。

在波紋管接頭的位置，采用大直徑級(jí)別的同材質(zhì)、同類(lèi)型管道進(jìn)行連接，其長(zhǎng)度控制在連接管道內(nèi)徑的5～8倍，保證連接的緊固性，避免在混凝土澆筑時(shí)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)或者位移，進(jìn)而更好地保證預(yù)應(yīng)力橋梁施工質(zhì)量。管道端部用紗布堵死，避免在混凝土澆筑時(shí)發(fā)生滲漏。在具體連接過(guò)程中，要盡量避免焊接火花落在波紋管道中，并對(duì)波紋管道的質(zhì)量進(jìn)行檢查，如果存在裂縫及時(shí)更換或用膠帶包捆處理，避免發(fā)生滲漏漿液，混凝土澆筑完成后，可立即抽出塑料管導(dǎo)管，并穿入鋼絞線(xiàn)[1]。

波紋管應(yīng)設(shè)壓漿孔，并在最高點(diǎn)合理布置排氣孔，在最低點(diǎn)的位置則要合理布排水孔，且為保證排氣和排水的效率，內(nèi)徑不能小于20 mm，管道和管道之間的連接盡量采用金屬扣件或塑料扣件。管道在模板中完成安裝，并設(shè)置端蓋，避免雨水或者其他雜物進(jìn)入管道內(nèi)。

2.2?預(yù)應(yīng)力筋制作及安裝

預(yù)應(yīng)力筋制作和安裝是預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在市政道路橋梁工程中應(yīng)用的重中之重，對(duì)后續(xù)施工有很大影響。因此，選擇的預(yù)應(yīng)力筋要符合國(guó)家規(guī)定的技術(shù)規(guī)范，并具有出廠合格證和質(zhì)量說(shuō)明書(shū)。在進(jìn)場(chǎng)前還要進(jìn)行全面檢查，確認(rèn)達(dá)到設(shè)計(jì)要求后才能將其應(yīng)用在施工中。具體而言，可以從以下幾個(gè)方面入手：

第1，在混凝土澆筑之前，先把鋼絞線(xiàn)穿入波紋管中。

第2，為滿(mǎn)足后續(xù)施工要求，在鋼絞線(xiàn)下料時(shí)，必須按波紋管的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度和張拉設(shè)備的長(zhǎng)度要求進(jìn)行合理下料。通常情況下，為滿(mǎn)足施工要求，鋼絞線(xiàn)下料的長(zhǎng)度應(yīng)超出設(shè)計(jì)長(zhǎng)度5～10 cm，下料鋼筋應(yīng)采用砂輪機(jī)切割。

第3，鋼絞線(xiàn)切割完成后，按照施工要求和施工工序理順擺放，并且相同孔道要進(jìn)行整束穿過(guò)操作。

第4，為保證提升穿束的效率，避免發(fā)生鋼絞線(xiàn)堵塞，在穿束時(shí)要采用人工輔助機(jī)械設(shè)備牽引穿束的方法，保證束端部的平順性，避免在穿束過(guò)程中發(fā)生刮破管壁的問(wèn)題。

第5，穿束完成后，還要對(duì)墊板喇叭口進(jìn)行堵塞操作，避免在混凝土澆筑時(shí)，溢流出的混凝土漿液進(jìn)入波紋管管道，喇叭口外部的鋼絞線(xiàn)應(yīng)當(dāng)用透明膠帶多密封處理，避免混凝土進(jìn)管道污染鋼絞線(xiàn)[2]。

2.3?張拉

在預(yù)應(yīng)力張拉之前，需要對(duì)鋼絞線(xiàn)進(jìn)行全面檢驗(yàn)，檢驗(yàn)內(nèi)容包括：鋼絞線(xiàn)的質(zhì)量、性能、規(guī)格、尺寸、抗拉強(qiáng)度等，確保各項(xiàng)鋼絞線(xiàn)的各項(xiàng)參數(shù)和指標(biāo)都符合要求后，才能進(jìn)行張拉操作。后張預(yù)應(yīng)力筋斷絲、滑移限制情況如表1所示。

根據(jù)預(yù)應(yīng)力筋的抗拉強(qiáng)度和工程施工特性，選擇與之相適的張拉設(shè)備，確定張拉應(yīng)力。在進(jìn)行錨具安裝時(shí)，要先檢查錨墊板上的氣孔是否通暢，如果存在堵塞情況，則要進(jìn)行疏通，檢查預(yù)應(yīng)力管道中是否存在漏漿粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的問(wèn)題，如果存在則要及時(shí)清理，把鋼絞線(xiàn)上所附的雜質(zhì)清理干凈后再進(jìn)行安裝。在進(jìn)行限位板安裝時(shí)，要注意工作錨孔定位的精度[3]。預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在市政道路橋梁工程中應(yīng)用時(shí)，鋼絞線(xiàn)直徑公差都存在一定的差異，在具體應(yīng)用過(guò)程中，需要結(jié)合張拉的實(shí)際情況，選擇合理的限位尺寸。

當(dāng)預(yù)應(yīng)力梁體的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度90%以上，且養(yǎng)護(hù)時(shí)間不低于7 d，才能進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼束張拉，在張拉時(shí)要盡量采用2段同時(shí)張拉的方法，伸長(zhǎng)量誤差控制在±6%之間，鋼絞線(xiàn)張拉錨下的控制力

σk=1 395 MPa，按照編號(hào)張拉的順序進(jìn)行兩端對(duì)稱(chēng)張拉[4]。

2.4?預(yù)應(yīng)力筋張拉程序及順序

在本工程預(yù)應(yīng)力張拉過(guò)程中，初始應(yīng)力值調(diào)整為6，應(yīng)當(dāng)是張拉控制應(yīng)力σcon的10%～25%，伸直值應(yīng)當(dāng)在初始應(yīng)力時(shí)就進(jìn)行測(cè)量，除量測(cè)實(shí)際伸長(zhǎng)值之外，還應(yīng)到加上初應(yīng)力的推算伸長(zhǎng)值，具體計(jì)算公式如下：

ΔLS表示預(yù)應(yīng)力筋張拉的實(shí)際伸長(zhǎng)值，mm，ΔL1表示從初應(yīng)力至最大張拉應(yīng)力間的實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)值，mm，ΔL2表示初應(yīng)力以下的推算伸長(zhǎng)值，mm，在本工程應(yīng)力中，ΔL2采用相鄰級(jí)的伸長(zhǎng)值。

當(dāng)預(yù)應(yīng)力達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定值后才能進(jìn)行錨固，如果在施工中采用了夾片式錨具，則當(dāng)夾片錨固后，要保證頂部的平齊性，相互之間的錯(cuò)差控制在2 mm以下，深處錨具外部的高度應(yīng)當(dāng)控制在4 mm以下。錨固張拉完并經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)合格后，才能切除端部多余的預(yù)應(yīng)力筋，切割時(shí)要采用專(zhuān)業(yè)的砂輪鋸進(jìn)行切割，不能采用電弧切割，避免損傷。切割完成后預(yù)應(yīng)力筋的外漏長(zhǎng)度應(yīng)當(dāng)控制在30 mm以下，但不能低于預(yù)應(yīng)力筋的1.5倍，預(yù)應(yīng)力筋張拉完成后，還要對(duì)混凝土做封錨處理，如果需要長(zhǎng)期外漏在空氣中，則要做防銹蝕處理，避免發(fā)生較大腐蝕[5]。

此外，在預(yù)應(yīng)力張拉過(guò)程中，受到多種因素的共同影響，容易發(fā)生鋼筋斷裂或者滑絲等問(wèn)題，從而影響預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量，為避免此類(lèi)問(wèn)題的發(fā)生，應(yīng)當(dāng)切實(shí)做好以下幾點(diǎn)：

第1，在預(yù)應(yīng)力張拉前，需要先對(duì)張拉設(shè)備、錨具、預(yù)應(yīng)力筋等進(jìn)行全面檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理，以保證張拉效果。

第2，及時(shí)矯正千斤頂和游標(biāo)卡尺，保證預(yù)應(yīng)力張拉數(shù)值的準(zhǔn)確性，確保其時(shí)刻處于良好的工作狀態(tài)，避免發(fā)生誤差超標(biāo)現(xiàn)象。

第3，保證各項(xiàng)錨具尺寸的正確性，提升加工精度。對(duì)錨環(huán)、錨塞的尺寸進(jìn)行全面檢查，預(yù)應(yīng)力筋在使用之前，還要進(jìn)行合理檢查，確認(rèn)達(dá)到設(shè)計(jì)要求后才能應(yīng)用到施工中。

第4，保證錨具安裝位置的精度，錨環(huán)等必須和孔道中心線(xiàn)垂直，且錨具的各個(gè)中心線(xiàn)都要和孔道中心線(xiàn)相互重合[6]，以保證施工的質(zhì)量。

第5，如果在冬季施工，尤其是外界溫度比較低時(shí)，鋼絲的性能會(huì)發(fā)生不同程度的變化，如：鋼絲的伸長(zhǎng)率會(huì)有所減少，彈性模量則有所提升，因此，需要做相應(yīng)的處理，或者避免冬季施工，在正常溫度下進(jìn)行預(yù)應(yīng)力施工。

2.5?孔道壓漿及封端

當(dāng)預(yù)應(yīng)力張拉錨固結(jié)束之后，要立即進(jìn)行孔道壓漿處理，并盡量在48 h內(nèi)完成壓漿操作，否則需要進(jìn)行鋼筋銹蝕操作，在進(jìn)行后張拉預(yù)應(yīng)力孔道壓降過(guò)程中，必須采用專(zhuān)用的壓降材料做壓降處理。在選擇水泥時(shí)，可采用穩(wěn)定性高、強(qiáng)度等級(jí)不低于

42.5 MPa的普通硅酸鹽水泥。外加劑和水泥之間要具有較強(qiáng)的相容性，并且不能含有氯鹽、硝酸鹽等。減水劑應(yīng)當(dāng)采用高效減水劑，并且滿(mǎn)足GB 8076—2008《混凝土外加劑規(guī)范》中的要求，保證減水效率在20%以上，在進(jìn)行孔道壓降處理中，每個(gè)工作要預(yù)留出3組尺寸為40 mm×40 mm×160 mm的試件，灑水養(yǎng)護(hù)28 d后進(jìn)行抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度試驗(yàn)。當(dāng)孔道壓漿結(jié)束后，還要及時(shí)對(duì)錨固端進(jìn)行封閉保護(hù)和防腐處理。進(jìn)行封錨的錨具，應(yīng)當(dāng)在完成壓漿后對(duì)梁端混凝土進(jìn)行鑿毛處理，并把周?chē)鷮?duì)混凝土浮漿鑿出清洗干凈，重新澆筑封錨混凝土。封錨選擇的混凝土強(qiáng)度，應(yīng)當(dāng)不低于構(gòu)件的強(qiáng)度。

3?預(yù)應(yīng)力施工的質(zhì)量保證措施

在將預(yù)應(yīng)力施加到錨固后封端的過(guò)程中，要避免操作人員于錨具的正前方活動(dòng)。張拉的時(shí)候，無(wú)論對(duì)于伸長(zhǎng)值的測(cè)量，抑或工具錨的拆卸，都要確保工作人員處在千斤頂?shù)膫?cè)面，防止非施工人員出現(xiàn)在張拉區(qū)域之內(nèi)。由張拉開(kāi)始至孔道壓漿完成，在這整個(gè)過(guò)程中要避免對(duì)錨具、鋼絞線(xiàn)進(jìn)行敲擊[7]。張拉的時(shí)候如果存在著張拉設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)聲音不正常的問(wèn)題，則要進(jìn)行停機(jī)檢查及維修。最后，要保證最大油壓之下5 min之內(nèi)不得出現(xiàn)漏油，否則要盡快進(jìn)行維修。

4?結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合工程實(shí)例，分析了預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在市政道路橋梁工程中的應(yīng)用，分析結(jié)果表明，預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)具有目前市政道路橋梁施工應(yīng)用的主流技術(shù)，具有非常廣泛的應(yīng)用前景，但預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)工序比較多，任何一道工序發(fā)生問(wèn)題，都會(huì)影響總體施工質(zhì)量。因此，在采用此項(xiàng)技術(shù)時(shí)必須嚴(yán)格按照相應(yīng)的規(guī)范和工藝進(jìn)行施工，才能最大限度地保證施工質(zhì)量。

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