市政道路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的運用

王芳

（上海君威鋼繩索具股份有限公司 上海 201900）

社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展使市政道路橋梁工程建設(shè)數(shù)量不斷增長，各類新技術(shù)與新材料在市政道路橋梁工程中廣泛普及。預(yù)應(yīng)力橋梁結(jié)構(gòu)是常見橋梁形態(tài)，橋梁結(jié)構(gòu)自身的承載力與穩(wěn)定性可受到預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)應(yīng)用水平的直接影響。因此，為從根本上提升預(yù)應(yīng)力施工水平，需要明確工程施工要求，加強施工技術(shù)管理力度。

1 市政道路橋梁工程預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)手段

市政道路橋梁工程預(yù)應(yīng)力施工期間，會使用鋼筋或鋼索預(yù)張力的反力作用對混凝土進(jìn)行預(yù)先受壓處理，確?；炷两Y(jié)構(gòu)能夠在道路橋梁工程具體應(yīng)用期間承受住更大的拉應(yīng)力作用，從根本上保障橋梁結(jié)構(gòu)的整體承載水平。預(yù)應(yīng)力道路橋梁混凝土結(jié)構(gòu)比普通混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性更為優(yōu)越［1］，但施工期間難度也較大，涉及更多專業(yè)技術(shù)。具體來說，橋梁預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)可分為以下幾種類型。

1.1 預(yù)應(yīng)力張拉施工技術(shù)

在道路橋梁工程中，預(yù)應(yīng)力張拉施工需要在混凝土構(gòu)件上施加拉力，使受到預(yù)應(yīng)力張拉作用的混凝土構(gòu)件可以承受住較大應(yīng)力，產(chǎn)生適宜的變形效果，使后續(xù)混凝土結(jié)構(gòu)的荷載力進(jìn)一步提升。借助預(yù)應(yīng)力張拉施工技術(shù)手段，能夠進(jìn)一步增強道路混凝土結(jié)構(gòu)剛性，規(guī)避市政道路橋梁工程振動與彈性變形，切實保障路橋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及可靠度。

在預(yù)應(yīng)力張拉施工工作開展過程中，預(yù)應(yīng)力張拉工作需要首先進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼束穿束，然后安裝錨具、千斤頂與張拉設(shè)備。在設(shè)備安裝檢驗通過后，進(jìn)行張拉錨固處理，按順序拆除千斤頂與張拉設(shè)備，對構(gòu)件進(jìn)行壓漿與養(yǎng)護(hù)處理。

預(yù)應(yīng)力張拉工作開展期間，需要首先對錨具夾片進(jìn)行防潮及防銹蝕處理，防止錨片夾具在銹蝕過程中出現(xiàn)穩(wěn)定性下降或者滑絲等問題［2］。在夾片安裝過程中，需要首先清理孔道內(nèi)部雜物，防止混凝土澆筑過程中出現(xiàn)污染問題。在開始張拉時，需要首先觀察錨環(huán)，要求錨具與墊片應(yīng)當(dāng)貼合在一起。張拉工作完成后，還需要對鋼筋的伸長值進(jìn)行校核，防止在張拉過程中出現(xiàn)張拉力不足或者是張拉度過大等問題。

1.2 裝配式施工技術(shù)

在市政道路橋梁工程預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用過程中，還需要配合使用裝配式施工手段。要求相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)從市政道路橋梁工程實際建設(shè)特征角度出發(fā)，選擇適宜結(jié)構(gòu)的起吊設(shè)備，將預(yù)應(yīng)力構(gòu)件需要吊放到指定位置，并分結(jié)構(gòu)開展施工工作，使用裝配式施工技術(shù)，從根本上保證施工質(zhì)量與效率，使預(yù)應(yīng)力市政道路橋梁工程能夠遵照預(yù)期施工目標(biāo)有序開展［3］。

1.3 頂推施工技術(shù)

頂推施工技術(shù)主要被應(yīng)用在截面相同的預(yù)應(yīng)力構(gòu)件施工環(huán)節(jié)，在使用該施工技術(shù)期間，需要確保每座橋梁結(jié)構(gòu)強度與設(shè)計要求相符。工程實施前，需要首先預(yù)制箱梁結(jié)構(gòu)，然后借助水平液壓裝置對箱梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行就位連接，從根本上提高連接結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。箱梁前端需要設(shè)置鋼導(dǎo)梁，在箱梁跨度超過50m的情況下，需要配備臨時支墩結(jié)構(gòu)。預(yù)推施工工藝能夠有效縮減預(yù)應(yīng)力橋梁施工期間的工程量與施工周期，提高工程施工效率。

2 預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在市政道路橋梁施工中的應(yīng)用重要性

現(xiàn)階段，城市發(fā)展速度進(jìn)一步提升，市政道路橋梁工程中的預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)更為常見，借助預(yù)應(yīng)力施工手段，可以從根本上提升結(jié)構(gòu)整體使用性能，對推動地區(qū)交通事業(yè)發(fā)展意義重大?，F(xiàn)有預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)具體應(yīng)用在橋梁受彎構(gòu)件及加固中。但受各類因素影響，預(yù)應(yīng)力施工水平依然處于有待提升階段，難以從根本上保障市政道路橋梁工程整體施工水平。因此，為充分發(fā)揮出預(yù)應(yīng)力技術(shù)的積極作用，施工部門還需加強預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用期間管理力度，制訂出專項可行的預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)方案。

2.1 預(yù)應(yīng)力技術(shù)在受彎構(gòu)件中的應(yīng)用重要性

在現(xiàn)階段市政道路橋梁工程加固工作中，為使用碳纖維施工材料增強結(jié)構(gòu)整體剛度及承載力，延長工程全壽命運營周期，通過將預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用在市政道路橋梁工程受彎構(gòu)件中，可以有效避免受壓區(qū)混凝土結(jié)構(gòu)壓應(yīng)力過大，超過混凝土自身極限壓應(yīng)變值引發(fā)斷裂問題［4］，從根本上提高混凝土受彎構(gòu)件的極限承載力與極限拉應(yīng)變值，增強市政道路橋梁工程整體承載力。

2.2 預(yù)應(yīng)力技術(shù)在加固中的應(yīng)用重要性

在橋梁加固工程開展過程中，需要通過加強構(gòu)件強度提高各項性能，切實保障道路市政道路橋梁工程承載力，使市政道路橋梁工程能夠切實滿足日漸增長的交通通行要求。同時，借助預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)手段，能夠進(jìn)一步控制混凝土結(jié)構(gòu)的初始應(yīng)變量，使受壓構(gòu)件可以產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力［5］。受拉區(qū)域的壓應(yīng)力能夠使構(gòu)件在初始彎矩下產(chǎn)生一定的壓應(yīng)變值及拉應(yīng)變值，增強鋼筋結(jié)構(gòu)，整體穩(wěn)固性能。

2.3 鋼筋混凝土多跨連續(xù)橋梁中應(yīng)以施工技術(shù)的應(yīng)用重要性

從受力角度分析，鋼筋混凝土多跨連續(xù)橋梁結(jié)構(gòu)，包括正彎矩橋梁結(jié)構(gòu)、反彎矩橋梁結(jié)構(gòu)。橋梁工程的支座處于負(fù)彎矩區(qū)域，跨中處于正彎矩區(qū)域。橋梁結(jié)構(gòu)的極限抗彎承載力、極限抗剪承載力與預(yù)期設(shè)計目標(biāo)存在一定差距的情況下，可使用預(yù)應(yīng)力技術(shù)對該橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理。

3 市政道路橋梁工程預(yù)應(yīng)力施工要點

3.1 預(yù)應(yīng)力計算

在市政道路橋梁工程施工工作開展過程中，需要首先分析橋梁結(jié)構(gòu)整體預(yù)應(yīng)力，選擇適宜的預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)手段。分析市政道路橋梁箱梁結(jié)構(gòu)特征，配合使用先進(jìn)的設(shè)計軟件模擬箱梁懸臂澆鑄環(huán)節(jié)，在現(xiàn)場設(shè)置托架，滿足兩端共同施工要求。利用比例設(shè)計手段，選擇鋼絞線材質(zhì)，批量生產(chǎn)預(yù)應(yīng)力筋［6］。依照預(yù)應(yīng)力設(shè)計方案內(nèi)容，合理控制預(yù)應(yīng)力筋的伸長值，確保預(yù)應(yīng)力施工效果與預(yù)期目標(biāo)一致。

評估市政道路橋梁工程利用率計算內(nèi)容，在預(yù)應(yīng)力筋極限狀態(tài)下，橋面板及底板的拉應(yīng)力超過3MPa。但在市政道路橋梁工程具體運行期間，極限拉力情況并不常見，因此，該道路橋梁結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力性能可基本滿足工程安全可靠運行要求。道路橋梁運營類施工工作開展期間，在混凝土結(jié)構(gòu)澆筑環(huán)節(jié)的受彎力及受拉力較差情況下，還應(yīng)當(dāng)配合使用預(yù)應(yīng)力機(jī)組手段，增強橋梁結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性，保障工程實際受力效果。

預(yù)應(yīng)力計算工作開展時，設(shè)計及施工單位需要著重關(guān)注預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在市政道路橋梁工程中的應(yīng)用重要性，檢測預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉及牢固環(huán)節(jié)的受拉與受力狀態(tài)，并對預(yù)應(yīng)力施工方案進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化［7］。要求對市政道路橋梁工程中的預(yù)應(yīng)力鋼筋伸長值計算結(jié)果全面分析，著重控制預(yù)應(yīng)力的應(yīng)變效果，增強預(yù)應(yīng)力工程整體施工技術(shù)水平。

3.2 預(yù)應(yīng)力工作臺搭設(shè)

設(shè)模板制作平臺，要求對模板制作平臺所處位置的地基結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)先的整平與壓實處理。地基結(jié)構(gòu)處還需要鋪設(shè)砂漿片石，鋪設(shè)厚度應(yīng)當(dāng)保持在30cnm 左右。配合使用C25混凝土材料澆筑模板工作臺。工作臺的底模需要為6mm厚的鋼板，底模長度為26m、寬度為0.6m，要求工作臺兩邊還應(yīng)當(dāng)分別設(shè)置槽鋼，使槽鋼結(jié)構(gòu)及鋼板結(jié)構(gòu)能夠運用焊接方式連接成統(tǒng)一整體，并對焊接部位進(jìn)行打磨處理，消除工作臺底模毛刺，增強底模結(jié)構(gòu)平整度，保障后續(xù)混凝土澆筑效果。為避免在具體施工期間受較大應(yīng)力作用影響而出現(xiàn)底模板斷裂問題，還需要在預(yù)應(yīng)力梁端鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)，并在每個鋼筋網(wǎng)部位設(shè)置預(yù)拱頂，確保工作臺承載力及穩(wěn)定性預(yù)期要求相同。

3.3 鋼筋安裝

為從根本上保障市政道路橋梁工程預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)應(yīng)用效果，還應(yīng)當(dāng)細(xì)致分析預(yù)應(yīng)力設(shè)計參數(shù)，合理優(yōu)化預(yù)應(yīng)力設(shè)計要點，選擇適宜的預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)手段及預(yù)應(yīng)力施工期間鋼筋安裝方式。

首先，做好道路橋梁工程施工環(huán)節(jié)的鋼筋安裝工作，配合使用預(yù)應(yīng)力技術(shù)手段，保證鋼筋安裝期間的穩(wěn)定性。要求在鋼筋安裝時需要嚴(yán)格遵照設(shè)計規(guī)范和內(nèi)容，防止在鋼筋安裝過程中出現(xiàn)破損問題?？刂其摻铋L度及鋼筋的鋼束伸長時，選擇適宜的鋼筋規(guī)格。

其次，市政道路橋梁工程運營力構(gòu)件安裝期間，需要做好波紋管安裝工作，避免波紋管在安裝前出現(xiàn)破損問題，導(dǎo)致后續(xù)整體預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量受到嚴(yán)重的影響。

3.4 張拉

在張拉環(huán)節(jié)，夾片與錨板錐口不可附著泥漿或其他雜物，也不得出現(xiàn)銹蝕情況。錨具安裝后，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行及時張拉，避免銹蝕作用出現(xiàn)滑絲或斷絲的問題。依照鋼絞線外徑尺寸，選擇適宜的限位板，并對絞線位置進(jìn)行提前標(biāo)定處理。張拉完畢后的部位進(jìn)行壓漿處理，要求壓漿環(huán)節(jié)應(yīng)當(dāng)控制在48h 以內(nèi)完成。如果遇到特殊情況無法將壓漿時間控制在規(guī)定范圍以內(nèi)的情況下，應(yīng)當(dāng)對錨固裝置與鋼絞線進(jìn)行防銹處理，避免結(jié)構(gòu)出現(xiàn)銹蝕問題。在切割機(jī)使用過程中，需要對錨具進(jìn)行合理的保護(hù)，將錨具周邊溫度控制在150℃之內(nèi)，防止夾片過熱而出現(xiàn)安全隱患問題。張拉工作開展前，還需要對張拉系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查，張拉期間，千斤頂后方需禁止站人。檢查靜載錨固與低負(fù)荷性能試驗，確保側(cè)錨板、連接器體內(nèi)錐孔、夾片等外表面清潔。用汽油或煤油清洗錨板油污、接設(shè)備內(nèi)錐孔與夾具的內(nèi)外表面。注重分析張拉環(huán)節(jié)滑絲問題發(fā)生原因，結(jié)合這些原因，制定專項可行的解決對策。

3.5 混凝土澆筑

在將預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)應(yīng)用在道路橋梁工程的過程中，還需要重點關(guān)注混凝土澆筑環(huán)節(jié)，設(shè)置合理的鋼絞線穿束張拉直，確保橋梁預(yù)應(yīng)力筋的粘接數(shù)值規(guī)范一致。在橋梁灌漿施工工作開展時，需首先檢測預(yù)應(yīng)力筋施工質(zhì)量，著重分析預(yù)應(yīng)力伸長值，確保計算所得的預(yù)應(yīng)力指標(biāo)可以在評估混凝土受力性能過程中得到充分應(yīng)用。

配合使用真空輔助壓漿技術(shù)手段，在壓漿工作開展時，需要首先依照設(shè)計要求合理配置漿液，加入適合的外加劑。對抽真空設(shè)備及壓漿機(jī)運行狀態(tài)進(jìn)行全面檢查，在壓漿管安裝短管接頭，在梁體結(jié)構(gòu)處連接壓漿管與壓漿機(jī)械設(shè)備，另一端連接抽真空設(shè)備，嚴(yán)格遵照從下至上的壓漿順序，要求在泥漿壓入過程中應(yīng)當(dāng)處于飽滿密實的狀態(tài)。

在壓漿機(jī)啟動前，還需要將壓漿管中的水徹底排除，將孔道內(nèi)抽真空度維持在-0.10～-0.06MPa。初始注漿速度需要控制在較慢狀態(tài)，在注漿壓力正常的情況下，需要及時更換擋壓漿。水泥從抽真空端透明真空管流出，適當(dāng)關(guān)閉真空機(jī)閥門與真空設(shè)備，打開排廢管道，水泥由該管道向外流出。

混凝土澆筑完畢后，還應(yīng)當(dāng)依照安裝順序拆卸真空泵，并將真空泵中的攪拌機(jī)、橡膠管及閥門都清洗干凈。在初凝完成后，拆下兩端短管接頭，除去承壓板表面雜物。

4 市政道路橋梁工程預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用存在問題與解決對策

4.1 預(yù)應(yīng)力筋管道堵塞

在應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)過程中，由于一部分施工人員操作不當(dāng)，在澆筑完成后沒有及時清理機(jī)械設(shè)備，導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力鋼筋管道出現(xiàn)堵塞問題，使預(yù)應(yīng)力張拉工作難以正常開展。

為降低管道堵塞問題發(fā)生概率，需嚴(yán)格遵照管道施工規(guī)范開展施工作業(yè)。做好管道內(nèi)定位工作，避免管道出現(xiàn)彎折或扭曲。要求施工人員需嚴(yán)格依照相關(guān)規(guī)定開展抽芯。

4.2 鋼筋張拉度不足

預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉不足原因主要為預(yù)留管道不順直，鋼筋平均張拉應(yīng)力以及摩擦應(yīng)力會受影響而降低。在彈性模量計算期間的模量數(shù)據(jù)存在誤差，導(dǎo)致計算伸長值與實際伸長值不同。

在預(yù)留預(yù)應(yīng)力鋼筋管道過程中，需要對管道內(nèi)每一處坐標(biāo)進(jìn)行精準(zhǔn)計算，使管道線性平滑順直，防止因施工導(dǎo)致管道局部彎曲問題出現(xiàn)。在混凝土施工前，還需要對鋼筋質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格檢查，檢查通過后，才可開展后續(xù)預(yù)應(yīng)力施工作業(yè)。

4.3 預(yù)應(yīng)力設(shè)置不合理

在實際施工過程中，如果材料與設(shè)備均準(zhǔn)備完畢，需開展預(yù)應(yīng)力筋的下料操作。施工人員應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵照設(shè)計規(guī)范要求控制預(yù)應(yīng)力切割長度。在具體切割過程中，還需要控制切割誤差，防止對預(yù)應(yīng)力筋造成二次磨損。

預(yù)應(yīng)力技術(shù)的實施需要著重從材料的基本性能與施工技術(shù)角度出發(fā)。預(yù)應(yīng)力計算工作開展期間，需要注重控制混凝土受彎構(gòu)件的張拉控制應(yīng)力，結(jié)合建筑工程具體施工要求及工程結(jié)構(gòu)受外部荷載力作用影響的具體情況，估算預(yù)應(yīng)力損失值。

為避免在預(yù)應(yīng)力施工過程中存在張拉齡期過早情況，還需細(xì)致分析能夠影響預(yù)應(yīng)力量損失的各類原因，并在預(yù)應(yīng)力施工問題解決后，才可進(jìn)行曲線放線定位。

5 結(jié)語

總而言之，預(yù)應(yīng)力橋梁結(jié)構(gòu)對保障市政道路橋梁工程建設(shè)質(zhì)量與效率、延長市政道路橋梁工程全壽命周期意義重大，為從根本上提升預(yù)應(yīng)力橋梁結(jié)構(gòu)施工水平，相關(guān)工作人員還需結(jié)合工程組的現(xiàn)場具體條件選擇適宜的施工方式，制訂出專項可行的施工技術(shù)管控方案，確保預(yù)應(yīng)力橋梁能夠始終與高質(zhì)高效開展階段。