預應力技術(shù)在橋梁工程建設(shè)中的應用及質(zhì)量控制研究

龍泓宇

四川省第十五建筑有限公司 四川 南充 637000

在橋梁工程建設(shè)過程中，預應力技術(shù)的應用廣泛，且優(yōu)勢突出，有助于構(gòu)建抗裂性能的提升，使構(gòu)件的受力性能改善，并促進抗剪切、受壓穩(wěn)定性能的提升等，可以在一些特殊要求的橋梁中運用例如我司承建的西巷周邊道路建設(shè)EPC項目中，擬建一座雙向4車道的橋梁工程，全長約1607.291m，由于橋梁兩側(cè)道路有明顯的高差，且建設(shè)單位要求不允許采用橋臺抬高路面影響城市美觀。同時，建設(shè)單位要求橋梁不允許有過大起拱。針對這些要求，我司作為牽頭單位，與設(shè)計院達成一致，在總包方現(xiàn)有施工技術(shù)力量和條件下，擬采用現(xiàn)澆預應力箱梁技術(shù)結(jié)合拱式結(jié)構(gòu)進行橋梁施工。在施工過程中，針對預應力技術(shù)在孔道壓降環(huán)節(jié)存在質(zhì)量問題、波紋管孔道存在漏漿問題等，我司為解決這些問題，提升橋梁工程建設(shè)質(zhì)量及安全性，進行了策劃。鑒于此，本文圍繞“預應力技術(shù)在橋梁工程建設(shè)中的應用及質(zhì)量控制”針對我司橋梁施工中的情況，展開分析研究價值意義顯著。

1 預應力技術(shù)在橋梁工程建設(shè)中的應用要點分析

當前橋梁工程建設(shè)需要滿足低碳、環(huán)保目標，就是要盡量延長橋梁的使用壽命，通過預應力技術(shù)的應用，能夠有效促進。比如施工效率及節(jié)能環(huán)保效益的提升，道路橋梁工程安全性能的提升，工程自重減輕，橋梁應力的有效控制都是效益[2]。當然，值得注意的是，在橋梁工程建設(shè)期間應用預應力技術(shù)，需掌握具體應用要點。總結(jié)起來，具體應用要點如下：

1.1 錨固與錨具優(yōu)化處理

基于橋梁工程建設(shè)施工期間，在鋼絞線布置方面需利用好預應力技術(shù)，需應用到橋墩頂部導向槽、錨固端的橫梁及橫肋等，并利用張力與拉力代表負荷大小。對于錨墊板的布置，相關(guān)施工人員需以相關(guān)規(guī)劃圖紙設(shè)計要求為依據(jù)，規(guī)范調(diào)整錨固上的橫梁方向及位置?；谑┕て陂g，需確保彎曲部位的曲率半徑準確無誤，對于橋墩頂部導向槽及橫肋，需確?？刂圃谄交臓顟B(tài)當中。

1.2 對路橋受彎結(jié)構(gòu)進行加固處理

基于橋梁道路還是個過程中，對于相關(guān)施工工作人員，有必要定期檢查橋梁結(jié)構(gòu)，并定期進行維護、加固改造處理，從而促進橋梁承載力、使用性能的提升，進一步使道路橋梁的使用年限得到有效延長，使相關(guān)人員的人身安全得到有效保護。同時，為了使橋梁工程項目投入運行后的使用年限得到有效延長，需針對橋梁的主要結(jié)構(gòu)進行重點加固處理，或?qū)蛄撼兄夭糠诌M行重點加固處理等。結(jié)合實踐工作經(jīng)驗可知，合理應用預應力技術(shù)，有助于橋梁構(gòu)件承載力的提升，使橋梁整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及牢固性得到有效強化，進一步確保橋梁承載力、使用年限維持在相對穩(wěn)定的狀態(tài)當中。

需注意的是，預應力技術(shù)在操作上比較簡單，有助于碳纖維材料應力的提升，因此在橋梁受彎曲結(jié)構(gòu)當中應用效果顯著。倘若橋梁工程受彎曲結(jié)構(gòu)應力偏高，受到碳纖維預應力構(gòu)件的影響，會使彎曲結(jié)構(gòu)遭遇損壞[4]。因此，基于橋梁工程施工期間，需將適宜的預應力添加到碳纖維材料當中，從而確保受彎曲結(jié)構(gòu)的碳纖維應力能夠獲得有效加固，并提升穩(wěn)定性，在確保橋梁受彎曲結(jié)構(gòu)強度可以發(fā)揮出最大效能的基礎(chǔ)上，進一步使橋梁的使用年限得到有效延長。

1.3 合理應用混凝土箱梁

基于橋梁混凝土工程建設(shè)期間，混凝土箱梁應用廣泛，作為一類重要的橋梁結(jié)構(gòu)材料，混凝土箱梁里面通常為空心形狀，且箱梁上面存在翼緣?；谙淞褐圃爝^程中，通常有兩種類型，即：其一，為單箱梁與多箱梁；其二，為混凝土箱梁與鋼板箱梁[5-6]。因混凝土箱梁處于不同結(jié)構(gòu)當中，應用效果、作用均有所不同，因此又進一步分成兩類，即：預制箱梁與現(xiàn)澆箱梁。倘若混凝土箱梁之間的跨徑范圍在40m到60m之間，配制鋼絞絲過程中，需從橫向、縱向為出發(fā)點；倘若混凝土箱梁之間的跨徑超過60m，則需采取變截面箱梁，以此確?；炷料淞旱膹姸饶軌虻玫接行嵘?/p>

1.4 具體項目中合理采用施工工藝

工程設(shè)備機械的選用對現(xiàn)澆預應力橋箱梁橋有重大影響，例如本工程最大張拉力約為1800KN,因此選用YCW250B型千斤頂,數(shù)量4臺,同時配備4臺ZB4-500型電動油泵，千斤頂要求配好標定的壓力表。YCW250B型千斤頂安裝時搭設(shè)支架，用倒鏈吊起，套入鋼絞線內(nèi)張拉。壓漿設(shè)備:活塞式壓漿泵UB3型、真空壓力控制器、抽真空機、漿液儲缸、漿體控制閥門、配備集中攪拌站，采用符合要求的凈漿攪拌機提前進行準備。

施工為保證砼施工時不破壞波紋管，施工中采用兩端張拉的鋼束在波紋管內(nèi)穿放內(nèi)徑稍小于波紋管的硬塑料管，以保證波紋管的暢通。同時波紋管安裝嚴格按照設(shè)計曲線布設(shè)，并計算出每隔50cm～100cm處的坐標，用“井”字形定位筋架立，波紋管穿設(shè)后，在定位筋處固定牢靠，避免在砼澆筑時發(fā)生移位。

1.5 支撐架體對預應力橋梁的作用

支撐架體對預應力橋梁成型會產(chǎn)生有良好的輔助效益，特別是在具有一定起拱度的現(xiàn)澆預應力連續(xù)箱梁橋中更是如此。

我們在混凝土箱梁施工前期，根據(jù)情況對地基進行換填加固預壓和對支架展開預壓操作，減少支架體系的非彈性變形和地基沉降。按照要求進行五級加載，在前一級荷載穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，施加下一級荷載。同時在箱梁每跨底?？v向支點、四分之一跨、二分之一跨、四分之三跨位置進行沉降觀測點的設(shè)置。在預壓過程中展開地基沉降量、排架沉降量等監(jiān)測作業(yè)，持續(xù)觀測直至與規(guī)范要求相符之后，可進一步展開卸載作業(yè)。也加密了盤扣式支撐架，使預應力橋梁形態(tài)更為優(yōu)美，質(zhì)量更佳。

2 預應力技術(shù)在橋梁工程建設(shè)中應用潛在問題分析

在掌握預應力技術(shù)在橋梁工程建設(shè)中的應用要點的基礎(chǔ)上，有助于橋梁工程建設(shè)作業(yè)順利有序進行。但是，在國內(nèi)部分地區(qū)的相關(guān)橋梁工程建設(shè)項目當中，應用預應力技術(shù)仍潛在一些有待解決的問題，具體體現(xiàn)在以下方面：

2.1 基于孔道壓漿過程潛在的質(zhì)量問題

在施工策劃中，大家通常做到重視讀數(shù)表控制，但常常忽略在張拉前應測定下列數(shù)據(jù)：錨具的錨口摩阻、管道摩阻、錨具錨固后的鋼絞線回縮量，特別是做好引伸量控制。

橋梁工程建設(shè)施工過程中，處于孔道壓漿環(huán)節(jié)采取預應力技術(shù)，易出現(xiàn)一些較為明顯的質(zhì)量隱患問題，即：其一，在壓漿過程中，漿體配制、預留孔質(zhì)量不達標，進而導致漏罐、不結(jié)實等質(zhì)量隱患問題；其二，配制的漿體水灰比比規(guī)定的數(shù)值高，使孔道難以達到飽和狀態(tài)，或內(nèi)部漿體存在比較大的空隙情況；其三，相關(guān)施工技術(shù)人員基于孔道壓漿過程中，對施工工藝缺乏足夠的重視，導致質(zhì)量不符合標準[7-8]。為了預防控制這些問題，將預應力技術(shù)應用到孔道壓漿施工期間，需注意：一方面，避免預應力鋼筋出現(xiàn)生銹的情況；另一方面，需保證各部件能夠進行協(xié)調(diào)作業(yè)。

2.2 波紋管孔道漏漿問題

在應用后張法過程中，因波紋管制作流程比較簡單，且安裝比較便利，所以在預應力鋼筋孔道方面，一般會利用波紋管。然而，對于目前波紋管的質(zhì)量來說，難以符合相關(guān)標準要求?；诓y管安裝過程中，易發(fā)生管軸線偏移、彎折等情況，究其原因，主要是因為預應力鋼筋布置點準確度不足，剛度與相關(guān)標準不符，錨墊板上鋪設(shè)的軸線和波紋管難以保持一致性，在波紋管管道彎折處密封性差的情況下，進而易發(fā)生滲漏漿液質(zhì)量隱患問題。由此可見，在實際施工過程中，做好波紋管孔道漏漿預防處理工作顯得至關(guān)重要。

2.3 構(gòu)件張力與拉力失控問題

在實際施工過程中，部分施工工作人員在構(gòu)件張拉過程中，可能出現(xiàn)控制不當?shù)那闆r，或者施工過程中操作缺乏規(guī)范性，導致預應力構(gòu)件張力與拉力失去控制。因此，基于道路橋梁施工建設(shè)期間，相關(guān)施工技術(shù)人員需對張力與拉力進行嚴格控制。

3 預應力技術(shù)在橋梁工程建設(shè)中應用的質(zhì)量控制策略分析

在上述分析中，不難發(fā)現(xiàn)將預應力技術(shù)應用到橋梁工程建設(shè)中尚且存在一些有待解決的問題。為解決上述問題，提高橋梁工程建設(shè)質(zhì)量，則需落實有效的質(zhì)量控制策略。具體而言，主要質(zhì)量控制策略包括：

3.1 加強管道注漿質(zhì)量控制

在橋梁工程建設(shè)施工過程中，預應力技術(shù)應用期間，需加強管道注漿質(zhì)量控制，即：

（1）在應用壓力表前期，需展開校準處理?；诠酀{期間，定期對設(shè)備進行清洗處理，在施工完成之后，再進行清洗作業(yè)，孔道用高壓水沖洗，后用高壓氣體吹干。壓漿時觀察出漿情況，當出漿流暢、穩(wěn)定且稠度與盛漿筒漿體基本一樣時，關(guān)閉壓漿泵，關(guān)閉另一端閥門。

（2）再次啟動壓漿泵，使灌漿壓力達到0.5-0.7MPa下持壓2min左右，當孔道較長或采用一次壓漿時，最大壓力宜為1.0MPa。最后關(guān)掉壓漿泵，關(guān)閉灌漿端的閥門。

（3）在壓降期間，需確保水泥強度控制在＞30MPa，水灰比維持在0.4-0.45之間。在添加入減水劑的情況下，需合理調(diào)整水灰比，通常不能＞0.35。攪拌期間，需加強泌水率控制，通常大概控制在2%，1天之后需確保初漿完全吸收?；谡{(diào)漿期間，需將時間大概控制在20秒?？紤]到水泥漿與相關(guān)施工要求相符，需將適量的膨脹劑添加其中，確保水泥漿的膨脹率＞15%，將拌和時間控制在5分鐘左右，以此確保能夠得到粘稠度均勻的水泥漿。對于水泥漿拌和到壓漿的時間間隔，需以環(huán)境溫度為依據(jù)，一般不超過40min。

（4）在壓漿過程中，壓漿時漿體溫度應在5℃～30℃之間?？椎缐簼{應自下而上進行?？椎缐簼{工藝應符合設(shè)計要求，同一孔道應連續(xù)壓漿一次完成。

需應用到活塞式壓漿泵，其壓力值需控制在0.5MPa到0.7MPa之間，壓漿期間需緩慢連續(xù)進行，并不斷關(guān)閉、開放排氣孔，確?？椎纼?nèi)空氣的通暢性。同時，基于孔道集中區(qū)域當中，需確保壓漿持續(xù)進行。在壓漿完成之后，考慮到管道內(nèi)充滿灰漿，還需經(jīng)過穩(wěn)壓期，需將穩(wěn)壓期的時間大概控制在5min。

3.2 加強預應力筋張拉質(zhì)量控制

在橋梁工程建設(shè)施工過程中，為了控制預應力筋張拉質(zhì)量，需從以下方面加強控制，即：

（1）合理控制張拉順序。對于預應力筋張拉，需以圖紙設(shè)計要求為依據(jù)，保證左右對稱，然后進行分級張拉，并均勻進行。

（2）張拉過程質(zhì)量控制。在張拉過程當中，需采取雙控方式，將伸長值當作校核標準，將張力作為主要的控制指標。對于伸長量誤差，控制在5%為宜。一般，對于滑絲、鋼絞線斷絲數(shù)量不宜＞1根。倘若伸長值難以符合設(shè)計值要求，可將適量的肥皂水灌入，使摩擦力得到有效減小?；趶埨陂g，需以鋼絞線的具體情況為依據(jù)，對千斤頂限位板尺寸進行合理調(diào)整，避免相關(guān)工作人員受到鋼絞線刮傷。此外，張拉期間，還需采取油泵進行維穩(wěn)處理，并對張拉速度、油壓值進行合理控制。

（3）張拉后質(zhì)量控制。在張拉作業(yè)完成之后的8小時，需采取角磨機，針對多余的鋼絞線，進行完全割除處理，針對錨具周圍的鋼絞線間隙與孔洞，均需展開密封處理，不能采取電氣切割設(shè)備對鋼絞線進行處理，預防控制風險問題的發(fā)生。

3.3 加強鋼絞線與錨具質(zhì)量控制

將預應力技術(shù)應用到橋梁工程建設(shè)施工過程中，處于施工現(xiàn)場，錨具、鋼絞線均需具備相關(guān)質(zhì)量合格證明，并且質(zhì)量驗收工作人員需展開相對應的性能測試。針對規(guī)格、型號不同的鋼絞線以及錨具，需進行分類存放處理，并逐一做好標記。此外，基于施工期間，需仔細核對相關(guān)鋼絞線、錨具的型號與規(guī)格等，嚴格落實崗位責任制，將責任落實到個人，確保鋼絞線與錨具管理質(zhì)量得到全面提升。

3.4 加強預應力設(shè)備及預應力張拉質(zhì)量控制

在橋梁工程建設(shè)施工過程中，應用預應力技術(shù)還需加強預應力設(shè)備質(zhì)量控制。以相關(guān)要求為依據(jù)，在預應力張拉前期，需選用質(zhì)量、性能良好的張拉機具，對千斤頂、壓力表配套情況進行嚴格檢查，應用期間避免對壓力表或千斤頂進行更換處理，壓力表刻度需＞15級[10]。做好施工策劃，提高預應力張拉質(zhì)量，測定各類數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)符合規(guī)范、企業(yè)標準。

對夾片、錨孔進行嚴格檢查，判斷有無雜物存在，若存在需及時進行清理處理。一般條件下，需確保預應力鋼絲各張拉點可以進行自由地移動，保證鋼絞線松緊程度維持一致性，以相關(guān)要求為依據(jù)，對于初始應力需＜總應力的5%。此外，倘若張拉力與設(shè)計值接近，需及時將主拉桿螺母旋緊，以確保錨具與鋼絞線束不會受到振動影響的條件下，按照相關(guān)規(guī)范要求，對千斤頂進行拆除處理。

4 結(jié)語

綜上所述，預應力技術(shù)在橋梁工程建設(shè)中的作用顯著，既能夠促進施工效率的提升，達到節(jié)能環(huán)保的效果，又能夠促進橋梁工程安全性能的提升。但結(jié)合相關(guān)實際工程項目發(fā)現(xiàn)，在預應力技術(shù)應用過程中，仍存在一些有待解決的問題，集中體現(xiàn)在孔道壓漿質(zhì)量不達標、波紋管孔道漏漿、構(gòu)件張力與拉力失控等方面。因此，需做好管道注漿、預應力筋張拉、鋼絞線與錨具、預應力設(shè)備、預應力張拉等質(zhì)量控制加強工作，以此確保預應力技術(shù)在橋梁工程建設(shè)中能夠發(fā)揮出最大顯得作用，促進橋梁工程建設(shè)質(zhì)量及安全性的協(xié)同提升，進一步為我國橋梁工程建設(shè)事業(yè)的穩(wěn)步、可持續(xù)發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。