解析公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用

張凌宇

（上海建通工程建設(shè)有限公司， 福建 廈門 361000）

0 引言

城市發(fā)展過(guò)程中，交通運(yùn)輸是其重要的組成部分，直接關(guān)系到經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民出行的安全，我國(guó)公路橋梁建設(shè)項(xiàng)目在近年來(lái)高速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)推動(dòng)下不斷增多，對(duì)施工技術(shù)和質(zhì)量控制也提出了新的要求。施工技術(shù)的作為影響施工質(zhì)量和施工效率的重要內(nèi)容一直是公路橋梁工程施工的重點(diǎn)。預(yù)應(yīng)力技術(shù)就是其中一項(xiàng)重要的技術(shù)。預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁建設(shè)施工中的應(yīng)用能夠整體提升結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與剛度，對(duì)公路橋梁的穩(wěn)定與安全質(zhì)量有著很好的作用，能夠大幅度提升公路橋梁的使用期限。但在目前的實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中仍存在一些問(wèn)題，需要通過(guò)科學(xué)的研究予以優(yōu)化改進(jìn)。

1 公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)分析

1.1 預(yù)應(yīng)力原理

預(yù)應(yīng)力技術(shù)最初是在混凝土項(xiàng)目的施工建設(shè)過(guò)程當(dāng)中所應(yīng)用的技術(shù)，主要的應(yīng)用功能在于能夠有效防止混凝土連接處所出現(xiàn)的裂縫問(wèn)題。在承受荷載之前，首先需要對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)施加一定的外力，達(dá)到降低混凝土自身拉應(yīng)力的目的，實(shí)現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)保持壓應(yīng)力狀態(tài)，從而提高混凝土抗壓性能，最大程度上解決混凝土在抗拉強(qiáng)度方面的水平。

在公路橋梁施工建設(shè)過(guò)程當(dāng)中，根據(jù)實(shí)際的施工方案和施工情況，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用中，能夠有效降低混凝土和高強(qiáng)度鋼材的使用量，減少施工成本。同時(shí)也能夠避免出現(xiàn)公路橋梁的開裂情況，應(yīng)力混凝土本身并沒有裂縫，其自身具有較大的強(qiáng)度、剛度特性，并且在抗?jié)B漏性能方面也有著很好的作用。

1.2 預(yù)應(yīng)力筋穿束

公路橋梁建設(shè)施工當(dāng)中，塑料波紋管因其具有良好的密封性能而被廣泛的應(yīng)用到混凝土澆筑當(dāng)中，并采用后穿法將預(yù)應(yīng)力筋徹底穿入孔道中，如此就能夠充分滿足公路橋梁關(guān)于強(qiáng)度和剛度的要求。另外，預(yù)應(yīng)力筋穿束還能夠有效應(yīng)對(duì)公路橋梁工程項(xiàng)目施工當(dāng)中對(duì)張拉力的嚴(yán)格要求，防止公路橋梁施工發(fā)生漏漿的情況，而且也能夠?qū)摻畎惭b、混凝土澆筑以及波紋管安裝等環(huán)節(jié)進(jìn)行合理的協(xié)調(diào)，避免交叉施工，防止出現(xiàn)重復(fù)施工的情況，確保公路橋梁工程施工進(jìn)度，提高公路橋梁施工質(zhì)量。

1.3 預(yù)應(yīng)力筋張拉

在預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中，較為關(guān)鍵的施工部分是預(yù)應(yīng)力筋張拉，需要充分保障張拉施工具備良好的效果，使其促進(jìn)公路橋梁工程項(xiàng)目的整體質(zhì)量，相關(guān)技術(shù)人員和施工人員在進(jìn)行張拉施工時(shí)，必須要嚴(yán)格遵守以下原則：

首先，要做好張拉施工的準(zhǔn)備工作，檢查張拉的設(shè)備與工定進(jìn)行回歸直線方程的推算，根據(jù)回歸直線方程得出的結(jié)果數(shù)值來(lái)進(jìn)行千金頂壓力值的計(jì)算，確保機(jī)能夠達(dá)到施工的要求。

其次，做好妥善的施工準(zhǔn)備后，還需要進(jìn)行錨具設(shè)備的安裝施工。要將錨具設(shè)備分別設(shè)置于鋼絞線兩端的位置，例如某公路橋梁工程項(xiàng)目通過(guò)千斤頂?shù)膯胃^具控制在0.1，并嚴(yán)格依據(jù)施工的規(guī)范操作進(jìn)行尾部錨的安裝，確保為公路橋梁工程項(xiàng)目施工提充足的支撐力。

最后，需要依據(jù)張拉施工的相應(yīng)施工流程針對(duì)千斤頂兩端進(jìn)行同步張拉施工操作，對(duì)蟑螂的實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確的檢測(cè)和記錄。目的在于要確保其荷載力能夠始終處于穩(wěn)定狀態(tài)，為整體施工提供穩(wěn)定的支持，確保公路橋梁施工的順利開展。

2 公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)問(wèn)題

2.1 結(jié)構(gòu)張拉控制不好

從當(dāng)前我國(guó)工程項(xiàng)目的施工實(shí)際情況來(lái)講，在進(jìn)行公路橋梁預(yù)應(yīng)力技術(shù)張拉施工當(dāng)中，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的施工操作方面存在不規(guī)范的情況，導(dǎo)致安全隱患不斷增多，對(duì)公路橋梁工程的施工質(zhì)量帶來(lái)一定的影響。因此，施工單位必須要重視對(duì)預(yù)應(yīng)力張拉施工的嚴(yán)格監(jiān)督與控制，尤其要注重張拉施工控制力度，要最大可能保障張拉力投入的準(zhǔn)確性。另外，部分公路橋梁工程項(xiàng)目施工當(dāng)中，施工單位在進(jìn)行施工之前另沒有對(duì)施工人員和技術(shù)人員進(jìn)行技術(shù)交底，也沒有。對(duì)施工人員進(jìn)行專業(yè)化的崗前培訓(xùn)，施工人員在不了解和沒有充分掌握張拉力施工的操作步驟與操作流程情況下，操作并不規(guī)范，常發(fā)生操作失誤的情況，主要表現(xiàn)在預(yù)應(yīng)力張拉不均衡，導(dǎo)致公路橋梁工程施工質(zhì)量受損，不但延誤了施工進(jìn)度，同時(shí)也造成成本的增加。

2.2 結(jié)構(gòu)存在裂縫問(wèn)題

公路橋梁結(jié)構(gòu)施工中出現(xiàn)裂縫較為常見，通常是因?yàn)閺埨瓚?yīng)力不足，橋梁受力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，使用壽命變短，會(huì)造成大面積裂縫。另外，由于部分地區(qū)的氣候、溫差變化較大，公路橋梁無(wú)法適應(yīng)快速的溫差變化規(guī)律，出現(xiàn)的裂紋類型也存在一定的差異，大部分裂縫呈現(xiàn)深入型、表面型和貫穿型這三種。為有效降低裂縫的出現(xiàn)概率，施工人員必須要能夠嚴(yán)格的控制路橋梁所有構(gòu)件的質(zhì)量，同時(shí)還要注意對(duì)裂縫問(wèn)題的監(jiān)測(cè)，降低裂縫出現(xiàn)的概率。

3 公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用

3.1 工程項(xiàng)目簡(jiǎn)介

福建省廈門市集美區(qū)灌口中路沿線工程項(xiàng)目，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下：

項(xiàng)目全橋共分七聯(lián)，跨徑組成[2×30+(30+45+30)+3×30+3×30+4×30+(30+2×35+30)+3×30]m，本橋上部結(jié)構(gòu)第一、三～七聯(lián)采用預(yù)應(yīng)力混凝土等截面現(xiàn)澆連續(xù)箱梁，第二聯(lián)采用預(yù)應(yīng)力混凝土變截面現(xiàn)澆連續(xù)箱梁。第二聯(lián)45m 跨徑支點(diǎn)位置中心梁高為2.6m，跨中中心梁高1.9m；其它聯(lián)中心梁高1.9m，箱梁懸臂3.0m，懸臂根部高0.5m，腹板斜率為4：1。支點(diǎn)處腹板厚度由根部的0.6m 變化至跨中0.45m。箱梁底板設(shè)置泄水孔。橋面橫坡為雙向1.5%，采用頂板設(shè)置雙向橫坡進(jìn)行調(diào)整。箱梁腹板上設(shè)置通風(fēng)孔，通風(fēng)孔間距為4m，距梁底0.8m，孔徑為8cm。每聯(lián)梁端均設(shè)置了緩沖墊塊。箱梁在各橋墩處及橋臺(tái)處設(shè)置橫梁，30m、35m 跨徑端橫梁厚1.5m，中橫梁1.8m；45m 跨徑中橫梁2.0m。

全橋中橫梁及端橫梁均設(shè)置橫向預(yù)應(yīng)力鋼束，鋼絞線采用15-Φs15.2 鋼絞線，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度f(wàn)pk=1860MPa，鋼鉸線采用塑料波紋管制孔，錨具采用群錨張拉體系配套產(chǎn)品。下部結(jié)構(gòu)橋墩采用雙柱變形墩及雙柱矩形墩。墩身與樁基之間設(shè)置承臺(tái)連接，承臺(tái)厚度除45m跨徑及固定墩處采用2.5m外，其它橋墩位置均為2.0m?；A(chǔ)為鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，3、4 號(hào)橋墩采用4 根 1.8m 樁基，每聯(lián)設(shè)置一個(gè)固定墩，固定墩樁基采用4 根 1.5m 樁基，其它位置采用21.8m 樁基。

3.2 公路橋梁施工準(zhǔn)備

首先要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行仔細(xì)的勘查和科學(xué)的規(guī)劃，如福建省廈門市集美區(qū)灌口中路路段交叉路口項(xiàng)目設(shè)計(jì)中對(duì)項(xiàng)目沿線進(jìn)行了仔細(xì)的勘查，并匯總成表，如表1 所示：

表1 福建省廈門市集美區(qū)灌口中路沿線地表及現(xiàn)狀情況一覽表

公路橋梁工程項(xiàng)目施工中預(yù)應(yīng)力材料極為關(guān)鍵，材料的質(zhì)量直接影響著施工的質(zhì)量和公路橋梁的使用壽命，必須要對(duì)預(yù)應(yīng)力材料進(jìn)行嚴(yán)格的選擇和質(zhì)量控制，要參照相關(guān)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)要求去選擇合適的機(jī)械設(shè)備，并對(duì)預(yù)應(yīng)力材料的質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)[1]。一方面，要對(duì)市場(chǎng)當(dāng)中所流通的預(yù)應(yīng)力材料采用相應(yīng)的技術(shù)進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)。另一方面，對(duì)于選定的預(yù)應(yīng)力材料運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，要進(jìn)行臨時(shí)的隨機(jī)抽檢，確保預(yù)應(yīng)力材料質(zhì)量符合項(xiàng)目工程的標(biāo)準(zhǔn)要求。所選擇的預(yù)應(yīng)力材料也必須產(chǎn)廠家的質(zhì)量報(bào)告，確保預(yù)應(yīng)力材料與其質(zhì)量報(bào)告當(dāng)中所檢驗(yàn)的材料相符。在預(yù)應(yīng)力材料質(zhì)量檢驗(yàn)當(dāng)中，檢驗(yàn)人員必須要重點(diǎn)針對(duì)預(yù)應(yīng)力材料自身的強(qiáng)度和剛度進(jìn)行嚴(yán)密的分析檢測(cè)，從多個(gè)角度對(duì)預(yù)應(yīng)力材料的各項(xiàng)功能與公路橋梁施工方案所要求的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比對(duì)，確保材料性能與施工要求保持統(tǒng)一，此外材料的存儲(chǔ)堆放要進(jìn)行嚴(yán)格的檢查和監(jiān)督，選擇合適的環(huán)境來(lái)進(jìn)行預(yù)應(yīng)力材料的堆放，最大可能防止預(yù)應(yīng)力材料與外部環(huán)境接觸，防止基因外部因素而導(dǎo)致?lián)p傷。

3.3 使用鋼絞線

對(duì)于公路橋梁工程項(xiàng)目的實(shí)際施工過(guò)程當(dāng)中，要想保證預(yù)應(yīng)力張拉技術(shù)的應(yīng)用，就必須要使用專業(yè)的張拉設(shè)備，尤其要注意張拉設(shè)備的使用規(guī)范，對(duì)張拉設(shè)備都是自身的有效性和科學(xué)性予以充分的保障。張拉機(jī)設(shè)備是進(jìn)行張拉施工的主要基礎(chǔ)，同時(shí)也是張拉施工是否能夠起到其應(yīng)有作用的重要保障。預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁工程項(xiàng)目建設(shè)施工當(dāng)中所起到的作用也不斷提升。但在實(shí)際的施工過(guò)程當(dāng)中，仍然會(huì)受到多種因素的影響而產(chǎn)生一些問(wèn)題，包括施工過(guò)程當(dāng)中的質(zhì)量控制、規(guī)范化操作的嚴(yán)格監(jiān)督、材料質(zhì)量的監(jiān)管等等。預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用中鋼絞線的使用極為重要，其主要是以鋼絲材料構(gòu)成，在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中，機(jī)械攪合會(huì)形成力度較為強(qiáng)大的鋼纜，能夠?yàn)轭A(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用和公路橋梁施工提供極為穩(wěn)定的張拉力承載，確保公路橋梁工程項(xiàng)目施工的順利進(jìn)行，保證預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用質(zhì)量[2]。本文案例中，主梁采用C50 混凝土，主梁縱向預(yù)應(yīng)力鋼束設(shè)置了腹板束、頂板束及底板束。預(yù)應(yīng)力鋼束采用高強(qiáng)度低松弛Φs15.2 鋼絞線，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度f(wàn)pk=1860Mpa，鋼鉸線采用塑料波紋管制孔，錨具采用群錨張拉體系配套產(chǎn)品。頂板橫向預(yù)應(yīng)力采用3-Φs15.2 鋼絞線，頂板采用扁錨BM15-3 和BM15-3P 錨具。

3.4 多跨連續(xù)梁施工

在公路橋梁工程項(xiàng)目施工當(dāng)中，連續(xù)量主要是指含有多余約束的結(jié)構(gòu)，連續(xù)梁的支座屬于固定支座，以此為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)兩跨或多跨連續(xù)梁的支撐，這也就意味著多跨連續(xù)梁的承載力必須得到保證，主要包括抗剪承載力和抗彎承載力。如果多跨連續(xù)梁的兩個(gè)承載力無(wú)準(zhǔn)要求，就需要進(jìn)行加固處理，處理時(shí)必須要重點(diǎn)注意負(fù)彎矩區(qū)和正彎矩區(qū)，一般碳纖維的強(qiáng)度較大，常會(huì)在施工項(xiàng)目中采用碳纖維來(lái)進(jìn)行黏貼加固，如此才能夠使其具備較強(qiáng)的承載力，滿足公路橋梁工程質(zhì)量要求[3]。

4 結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，對(duì)于公路橋梁、交通運(yùn)輸?shù)男枨笠苍絹?lái)越多。由此也可以看出公路橋梁的質(zhì)量直接決定了交通運(yùn)輸?shù)陌踩?。因此，相關(guān)管理部門和施工單位必須要重視公路橋梁建設(shè)施工當(dāng)中的質(zhì)量控制，充分發(fā)揮預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用作用，通過(guò)科學(xué)的分析和研究，不斷提高預(yù)應(yīng)力技術(shù)的水平，每一個(gè)用力技術(shù)的應(yīng)用細(xì)節(jié)進(jìn)行仔細(xì)的考量，確保機(jī)能夠?qū)窐蛄菏┕ろ?xiàng)目的質(zhì)量提供有力的支持。