闡述高速公路橋梁施工中預應力施工技術的應用

（山東華邦建設集團有限公司，山東 濰坊 262500）

1 預應力技術應用現(xiàn)狀

1.1 應用于混凝土結(jié)構(gòu)中

在高速公路橋梁建設中，大部分結(jié)構(gòu)為混凝土結(jié)構(gòu)，在混凝土結(jié)構(gòu)中應用預應力技術能夠?qū)㈩A應力處理技術的主導作用充分發(fā)揮出來，優(yōu)化處理高速公路橋梁的混凝土結(jié)構(gòu)，嚴格按照國家建筑技術指標和施工工藝要求進行高速公路橋梁混凝土結(jié)構(gòu)施工能夠?qū)⒆冃螁栴}發(fā)生的概率大大降低，對混凝土結(jié)構(gòu)中常見的變形、裂痕等問題進行有效控制能夠?qū)⒏咚俟窐蛄旱氖褂脡勖娱L，提高高速公路橋梁建設的社會效益、經(jīng)濟效益和生態(tài)效益。所以相關工作者應當高度重視高速公路橋梁鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中預應力技術的應用方法，尤其要注意合理地處理混凝土結(jié)構(gòu)裂縫問題，避免裂縫擴大，及時進行預應力加固，合理控制鋼筋混凝土主體結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量[1]。

1.2 應用于受彎構(gòu)件中

整條高速公路橋梁的使用壽命以及施工質(zhì)量都受到受彎主體構(gòu)建質(zhì)量的影響，為此，需要科學合理地控制高速公路橋梁結(jié)構(gòu)中的受彎構(gòu)件，工作人員要注意正確科學地使用各種預應力施工材料和技術，保證嚴格按照操作規(guī)范開展高速公路橋梁受彎構(gòu)件的應用和施工，將受彎構(gòu)件的整體強度提升，保證高效地發(fā)揮出受彎構(gòu)件的價值。在實際高速公路橋梁工程建設中國，加固整個受彎后構(gòu)件主體的材料主要為高強度的新型碳纖維構(gòu)件，這種碳纖維構(gòu)件的受彎抗拉強度極強，整個受彎主體構(gòu)件壓力差生的損壞可以最大限度地降低，有效避免嚴重的事故，所以整個受彎主體構(gòu)件及時在承受最大的壓力時也不會發(fā)生損壞等特殊情況，這種受彎構(gòu)件在高速公路橋梁穩(wěn)定性提升方面發(fā)揮著十分重要的作用，有效地保障了交通運行的安全。

1.3 應用于公路橋梁加固中

預應力加固法是當前很多公路橋梁工程尤其是大型公路橋梁項目廣泛應用的一種加固方法，預應力加固技術的應用功能需要提前綜合處理橋梁支撐構(gòu)建的各種預應力，從而保證橋梁兩個承拉區(qū)（受力承拉區(qū)和受壓應變區(qū)）能夠承受相反的兩個預應力，逐漸減小橋梁構(gòu)件自身內(nèi)部的受壓應變力，將橋梁構(gòu)件的整體承載力提升，確保橋梁結(jié)構(gòu)的整體安全性。在傳統(tǒng)的公路橋梁加固中常常采用預應力下?lián)问嚼瓧U加固法（如圖1所示），隨著預應力技術的不斷發(fā)展，當前在橋梁主體框架結(jié)構(gòu)、路面層、增大橋梁體外補強加固層的補強加固方法也逐漸增多，體外錨噴預應力的補強加固、增大體外截面以及同時增大體外配筋等都是當前常見的高速公路橋梁體外預應力補強加固措施。比如我國某公路橋梁T 梁建設中采用體外錨噴鋼筋混凝土的體外預應力加固技術處理了T 梁鋼束，有效地粘合了橋梁鋼束和梁體外層，達到了補強加固的效果，公路T 梁的主體抗彎能力得到大大提升，有效地減少了橋梁銹蝕、承載力不足等不良現(xiàn)象，工程整體質(zhì)量水平得到提升，使用壽命也得到進一步延長[2]。

圖1 預應力下?lián)问嚼瓧U加固法

2 預應力施工技術工藝

2.1 施工前準備工作

傳統(tǒng)的預應力施工中采用的是冷拉鋼筋，現(xiàn)如今所用鋼絞線比傳統(tǒng)的鋼筋有著更強的經(jīng)濟型和實用性，鋼絞線施工成本比傳統(tǒng)冷拉鋼筋節(jié)省了1/3的成本，并且有著更高的質(zhì)量參數(shù)，在節(jié)省成本以及提高施工質(zhì)量方面都有著明顯的優(yōu)勢，這得益于現(xiàn)代科技的發(fā)展?，F(xiàn)代鋼絞線類型也存在多種，在具體施工中要根據(jù)鋼絞線的性能以及工程需求合理選擇鋼絞線。在選擇錨具時要注意對機械錨固和模組錨固進行重點考慮，錨固類型不同適用范圍也存在一定差異性，施工人員要根據(jù)工程質(zhì)量要求合理選擇錨具。

2.2 預應力技術施工工藝流程

2.2.1 鋼絞線下料與穿束

在高速公路橋梁預應力施工中需要灌漿處理鋼管和錨墊板，此時可能發(fā)生粘結(jié)段，所以工作人員要清洗干凈粘結(jié)段鋼絞線的PE 層和油脂，確保鋼絞線表面干凈整潔，同時要充分考慮穿束和鋼絞線下垂過程中可能受到的影響，對張拉伸長影響進行深入分析，切實采取措施保證張拉兩段有著一樣的伸長部分，保證合理地粘結(jié)好兩端的粘結(jié)段。在實際施工中，難以充分掌控鋼絞線下料穿束的位置和長度，這主要是因為通常需要穿梭的鋼絞線長度超過150m，有著較大的長度，加上受到墩頂導向槽、跨中轉(zhuǎn)向等諸多因素的影響，導致難以一次性完成12 根鋼絞線的穿束。此時可以調(diào)整穿索方式，采用逐根穿索的方式。為了避免發(fā)生纏繞，工作人員在具體施工中首先需要編號各種材料，比如密封蓋小孔、鋼絞線、工作錨板孔，然后按照編號順序逐次完成穿索作業(yè)，保證12 根鋼絞線能夠形成一個緊密結(jié)合的整體，鋼絞線位置再用橡膠墊進行約束。最后，還要再次檢查確認，明確是否存在纏繞問題[3]。

2.2.2 真空灌漿

高速公路橋梁中采用后張法預應力混凝土結(jié)構(gòu)后期可能會受到外界環(huán)境影響腐蝕預應力鋼筋束，一旦發(fā)生銹蝕會嚴重影響工程的質(zhì)量安全，甚至發(fā)生坍塌。為此，可以用壓力灌漿的放回寺將預應力筋預埋孔道與預應力筋之間的間隙填充密實，解決腐蝕問題的同時也提高了混凝土結(jié)構(gòu)的整體性。預應力筋在高應力狀態(tài)下很容易受到腐蝕，如果沒有及時采取處理搓死很容易導致腐蝕加劇最終發(fā)生斷面，對預應力混凝土結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性產(chǎn)生不良影響。真空灌漿條件下可以將預應力筋的抗腐蝕能力提高，有助于全面提升路橋的整體性能。

2.2.3 預應力筋張拉

預緊張拉和高應力張拉是預應力筋張拉施工的兩個過程，如圖2圖3分別為錨具張拉端構(gòu)造圖和固定端擠壓錨具構(gòu)造圖。工作人員在實際開展預應力張拉施工中需要按照編號張拉對應的鋼絞線，從而避免在張拉過程中發(fā)生張拉交叉、纏繞等不良現(xiàn)象。張拉纏繞可以通過預緊張拉達到預防的目的，在正式開展高應力張拉前需要理順鋼絞線，確保張拉的效果，提升路橋的整體質(zhì)量。鋼絞線有著較長的長度和較大的下垂量，在預緊張拉過程中為了避免鋼絞線兩端粘結(jié)長度較大需要注意保證兩端對稱。在高應力張拉前還要檢查是否存在錯位、纏繞等不良現(xiàn)象。在完成預緊張拉施工后工作人員要根據(jù)設計要求對梁體結(jié)構(gòu)構(gòu)件幾何尺寸、孔道位置進行仔細檢查。同時，需要校驗儀表、設備、機械，將預應力筋張拉的施工質(zhì)量水平提高[4]。

圖2 錨具張拉端構(gòu)造

圖3 固定端擠壓錨具構(gòu)造

2.2.4 壓漿施工

可以采用局部粘結(jié)使用方法進行公路橋梁的體外錨索固定橫梁，確保粘結(jié)度達標。一般在粘結(jié)路段粘結(jié)力控制過程中需要嚴格按照設計規(guī)定控制壓漿密實度，做好張拉過程控制，保證按照施工規(guī)范進行壓漿施工和錨具施工。在壓漿前，應當通過1：1 的模型試驗確定工程是否合格，當確認合格后方可正式壓漿作業(yè)。在預應力張拉24h 后可以開展壓漿施工作業(yè)。施工中要可以利用手動壓漿機均勻地壓漿。

2.2.5 混凝土施工

分層澆筑和分層振搗是預應力混凝土澆筑常用的兩種方式。箱梁混凝土有著較大的體積，可以從一端開始分層澆筑振搗，可以按照插入式振搗器為主、插釬式振搗器為輔的方法完成混凝土振搗，將混凝土密度、質(zhì)量提升[5]。

3 預應力施工技術在高速公路橋梁中的應用

3.1 工程概況

上三高速K15+860 頂板底板厚度和側(cè)板厚度分別為29cm 和27cm。該公路受到施工工藝的限制受到了較為嚴重的風化，并且存在嚴重的超載現(xiàn)象，結(jié)構(gòu)碳化深度達到了5cm，強度僅僅為10MPa 左右，并且頂板存在較多的裂縫。該工程箱涵頂板加固以及側(cè)腹板碳化防護為加固維修的重點。

3.2 加固方法

加固方法選擇粘結(jié)預應力體系。沿著道路中心向方向在箱涵頂板底面按照20cm 的間距布置預應力鋼筋，固定方式為錨固方式，張拉方式為螺旋扣環(huán)拉緊器。在張拉預應力鋼筋后，為了保證預應力鋼筋能夠牢固地粘結(jié)在加固梁體上，需要用3cm 的氧化鋁聚糖樹脂噴涂，鋼絲為兩股鋼絞線、高強螺旋肋鋼絲材料。

裂縫灌漿處理方法如下：第一，清理干凈混凝土表面的灰漿、沙粒等雜物；第二，拌和灌縫用膠，將配好的灌漿膠及時注入裂縫；第三，配置化學灌漿；第四，接通管道然后將所有灌漿嘴閥門打開，用0.2MPa 以上氣壓吹干凈管道及裂縫；第五，灌漿完成后將灌漿嘴拆除并且修整表面，封閉處理小于0.15mm 寬度的裂縫。

預應力體系加固方法如下：第一，鑿除缺損部位表層劣質(zhì)混凝土將表面浮石清理干凈，人工清除干凈外露鋼筋的銹蝕痕跡，在鋼筋表面上涂刷防腐材料。第二，將結(jié)合面清洗干凈。第三，按照20cm 的間距布置預應力鋼筋，固定方式為錨固方式，用角鋼固定鍍鋅軟鋼絲束。當預應力鋼筋張拉達到960MP 后，用EC 聚合物砂漿澆筑3cm 厚度，保證鋼筋束能夠和梁體牢固地形成整體，然后開展為期2-3 天的養(yǎng)護作業(yè)。第四，修補混凝土結(jié)構(gòu)。

3.3 加固效果

采用粘結(jié)預應力體系加固高速公路橋梁箱涵能夠用鍍鋅軟鋼絲將截面部分拉應力分擔，將橋體縱向鋼筋荷載增加值有效減少，實現(xiàn)箱涵承載能力和安全性提升的效果。粘結(jié)預應力體系的應用不但提升了橋梁的安全性，也延長了其使用壽命，沒有影響高速公路的社會形象。

4 結(jié)語

在高速公路橋梁施工中應當加強控制預應力技術的施工技術和流程，充分發(fā)揮預應力技術的優(yōu)勢。