公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用分析

莊步凱

[山東（臨沂）公路交通應(yīng)急裝備物資儲(chǔ)備中心，山東 臨沂276000]

0 引言

在現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展背景下，對(duì)公路橋梁施工中的質(zhì)量要求很高，尤其是對(duì)橋梁的穩(wěn)定性要求更高。所以，在現(xiàn)代公路橋梁施工中開(kāi)始應(yīng)用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)，預(yù)應(yīng)力是在橋梁施工中應(yīng)用的一種重要穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，與橋梁施工中的張力和拉力形成互補(bǔ)，不僅實(shí)現(xiàn)橋梁施工的有序進(jìn)行，更是直接提升了現(xiàn)代橋梁施工的穩(wěn)定性。

1 預(yù)應(yīng)力技術(shù)介紹

預(yù)應(yīng)力技術(shù)是現(xiàn)代橋梁工程施工中應(yīng)用的常見(jiàn)技術(shù)，主要是指在橋梁施工中通過(guò)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)設(shè)定給橋梁結(jié)構(gòu)增加預(yù)應(yīng)力，從而提升橋梁穩(wěn)定性。為了改良結(jié)構(gòu)的服役表現(xiàn)，在進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)施工中，預(yù)先施加外部預(yù)壓應(yīng)力，從而抵消橋梁施工后期或者服役期間更多的荷載拉應(yīng)力，實(shí)現(xiàn)橋梁的快速良好施工，也能夠在最大程度上提升橋梁施工質(zhì)量。預(yù)應(yīng)力技術(shù)一般用于混凝土橋梁工程，通過(guò)內(nèi)外壓應(yīng)力和拉力的平衡，能夠有效地預(yù)防混凝土施工中裂縫的問(wèn)題，同時(shí)也可以提升混凝土施工的有效對(duì)策，確保項(xiàng)目的施工應(yīng)用更加合理。

1968年我國(guó)預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土橋梁——南京長(zhǎng)江大橋誕生，橋梁長(zhǎng)度達(dá)到1577m，是我國(guó)預(yù)應(yīng)力橋梁施工技術(shù)的一項(xiàng)重要突破，對(duì)于我國(guó)的橋梁施工而言也有非常積極的作用。到了20世紀(jì)80年代左右，我國(guó)開(kāi)始研究預(yù)應(yīng)力箱梁橋梁技術(shù)，也是預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁工程施工中的一大發(fā)展，包括上海南浦大橋、楊浦大橋等，都是預(yù)應(yīng)力箱梁橋。在2010年以后，我國(guó)對(duì)于預(yù)應(yīng)力橋梁的施工研究都集中于智能化預(yù)應(yīng)力施工當(dāng)中，包括智能張拉系統(tǒng)等技術(shù)，都是現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力橋梁施工中應(yīng)用的先進(jìn)工藝，是現(xiàn)代化預(yù)應(yīng)力技術(shù)的發(fā)展，對(duì)于我國(guó)橋梁工程質(zhì)量提升也做出了巨大的貢獻(xiàn)。

2 公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)分析

現(xiàn)代橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用十分關(guān)鍵，以工程經(jīng)驗(yàn)為例，總結(jié)現(xiàn)代公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)，主要包括準(zhǔn)備環(huán)節(jié)、工藝順序、質(zhì)量檢驗(yàn)等相關(guān)工作。

2.1 工程方案準(zhǔn)備工作

首先，做好工程勘察，做好橋梁施工的總體方案設(shè)計(jì)，并根據(jù)施工總體方案設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力、完成預(yù)應(yīng)力計(jì)算分析等工作。其次，做好工程準(zhǔn)備工作，包括對(duì)施工團(tuán)隊(duì)的組織安排。在預(yù)應(yīng)力橋梁施工中其工藝環(huán)節(jié)相對(duì)較復(fù)雜，包括混凝土模板、鋼筋工程、預(yù)應(yīng)力項(xiàng)目施工等多項(xiàng)內(nèi)容，所以在施工團(tuán)隊(duì)組件實(shí)施中，各施工團(tuán)隊(duì)需要分別完成技術(shù)培訓(xùn)，確保施工順利進(jìn)行。最后，完成材料的合理準(zhǔn)備。在預(yù)應(yīng)力施工中，主要包括錨桿預(yù)應(yīng)力、鋼絞線預(yù)應(yīng)力等多種形式，所以在不同預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用中，應(yīng)該準(zhǔn)備不同的施工材料。

例如，根據(jù)路橋施工要求不同而選擇使用不同的錨固工藝技術(shù)以及錨固材料，一般道橋預(yù)應(yīng)力工藝實(shí)施中通常選擇使用到機(jī)械類錨固技術(shù)構(gòu)件，能夠最大程度地提高道橋施工的穩(wěn)定性。另外，還要合理的選擇鋼絞線，主要包括普通鋼絞線、預(yù)應(yīng)力型鋼筋以及低松弛性鋼絞線等多種鋼絞線材料，其中低松弛性鋼絞線材料是現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力路橋工程施工中使用最為廣泛的橋梁鋼絞線材料，與其他鋼絞線材料相比，其具有非常良好的性價(jià)比。通過(guò)各項(xiàng)施工準(zhǔn)備工作的良好運(yùn)行，提升施工質(zhì)量。

2.2 完成工藝的有效控制

在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力工程施工中，還應(yīng)該做好工藝的有效把控。按照工藝技術(shù)環(huán)節(jié)的要求實(shí)施橋梁預(yù)應(yīng)力技術(shù)，常見(jiàn)的工藝主要包括梁模板施工工程、側(cè)模板安裝工藝、安裝縱向非預(yù)應(yīng)力鋼筋工藝、波紋管應(yīng)力施工、清理模板、混凝土澆筑、混凝土工藝養(yǎng)護(hù)等。在實(shí)際的工藝應(yīng)用過(guò)程中，通過(guò)各項(xiàng)工藝的有效把控，實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土工程的有效管控，確保工藝技術(shù)的應(yīng)用更加合理，也能夠提升工藝施工質(zhì)量。

3 某橋梁施工中預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的應(yīng)用

3.1 工程案例

某公路橋，公路總長(zhǎng)度為188.33km，在整個(gè)公路工程區(qū)域內(nèi)包括特大橋和大橋工程12座，其中中小橋工程3座，橋梁總體長(zhǎng)度為10.9km，在橋梁施工中，設(shè)置了3處預(yù)制現(xiàn)場(chǎng)，完成橋梁的安裝施工，在實(shí)際的橋梁工程施工中，主要采用預(yù)制箱梁形式。主要包括20m、25m、30m、40m的小箱梁。并且為了確保此次橋梁工程施工良好，在進(jìn)行橋梁施工中，選擇應(yīng)用張拉預(yù)應(yīng)力施工工藝，以下是對(duì)預(yù)應(yīng)力張拉施工工藝進(jìn)行綜合管理要點(diǎn)總結(jié)。

3.2 張拉工藝方案

張拉工藝設(shè)計(jì)在波紋管和鋼絞線加工完畢之后，主要針對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋進(jìn)行張拉施工，在進(jìn)行張拉施工中，還應(yīng)該做好張拉工藝的良好控制，在張拉實(shí)施中更需要落實(shí)好各項(xiàng)張拉工藝。張拉技術(shù)要求在混凝土強(qiáng)度達(dá)到85%～90%之間，混凝土的施工天數(shù)應(yīng)該在7d以上，才可以實(shí)施張拉工藝。

在此次張拉設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該做好張拉工藝的有效管控，確保張拉工藝實(shí)施更加合理，同時(shí)在進(jìn)行張拉工藝應(yīng)用中，更應(yīng)該做好張拉工藝的有效管控，提升張拉效果。在進(jìn)行張拉工藝實(shí)施中，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的工藝環(huán)節(jié)，確保后續(xù)張拉施工合理，張拉準(zhǔn)備、安裝工作錨、安裝千斤頂、預(yù)應(yīng)力張拉、頂卸載、回程、退楔、切斷多余鋼絞線。

3.3 張拉準(zhǔn)備工作

張拉前完成準(zhǔn)備工作非常重要，可以確保施工有序進(jìn)行。

第一，錨具、夾片等相關(guān)材料進(jìn)入到施工現(xiàn)場(chǎng)后，應(yīng)該做好材料的檢查工作，要求針對(duì)材料型號(hào)、材料規(guī)格進(jìn)行對(duì)應(yīng)性檢查，此次采用抽樣調(diào)查方法進(jìn)行材料檢測(cè)，材料檢測(cè)合格率應(yīng)該達(dá)到100%，才能夠進(jìn)行下一項(xiàng)施工。

第二，張拉前應(yīng)該做好相應(yīng)試驗(yàn)工作。利用混凝土試塊代表箱梁強(qiáng)度進(jìn)行張拉試驗(yàn)，要求張拉試驗(yàn)應(yīng)該確?；炷猎噳K與箱梁強(qiáng)度同等級(jí)，并且試塊的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的85%～90%之間才可以進(jìn)行施工。

第三，張拉工藝實(shí)施前針對(duì)孔道進(jìn)行檢查和強(qiáng)力，防止孔道之內(nèi)存在雜物。采用鋼束貫通方法進(jìn)行張拉施工，鋼束能夠在孔道之內(nèi)順利拉動(dòng)，證明孔道內(nèi)無(wú)異物，符合張拉工藝還算是標(biāo)準(zhǔn)，如果發(fā)現(xiàn)孔道內(nèi)有異物出現(xiàn)，應(yīng)該利用高壓水槍進(jìn)行沖水處理，實(shí)現(xiàn)孔道的良好控制，提升張拉施工效果。

由于受到傳統(tǒng)觀念的影響，以往在進(jìn)行礦山資源的開(kāi)采時(shí)本著“先開(kāi)發(fā)、后治理”的原則，久而久之，造成了礦山地質(zhì)環(huán)境的嚴(yán)重惡化。為了改變這一現(xiàn)狀，需要加強(qiáng)對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與治理工作的研究，不斷完善監(jiān)測(cè)方案，積極拓寬資金渠道，針對(duì)地質(zhì)環(huán)境破壞狀況采取可行、合理的綜合性保護(hù)與治理措施。

第四，張拉實(shí)施前應(yīng)該完成工藝實(shí)施設(shè)備的良好準(zhǔn)備，要求在張拉工藝實(shí)施中，應(yīng)該做好設(shè)備的有效管控。在張拉工藝實(shí)施中需要用到智能張拉設(shè)備、千斤頂、油表、油泵等裝置（見(jiàn)表1）。同時(shí)，在張拉工藝實(shí)施之前完成張拉設(shè)備的檢查工作，包括千斤頂使用測(cè)驗(yàn)、油表校驗(yàn)工作，按照現(xiàn)行回歸方程計(jì)算在0.1con、0.2con作用下對(duì)油表對(duì)數(shù)進(jìn)行校準(zhǔn)。

表1 張拉工藝設(shè)備準(zhǔn)備

第五，完成設(shè)備的安裝和就位。在設(shè)備應(yīng)用效果確認(rèn)無(wú)誤之后，要求設(shè)備進(jìn)場(chǎng)和設(shè)備暗賬工作。錨具和千斤頂應(yīng)該進(jìn)入到指定位置，并且在固定穩(wěn)妥之后才可以進(jìn)行張拉。安裝限位板、限位板的止口與錨板定位連接。千斤頂?shù)闹箍趹?yīng)該與限位板相對(duì)應(yīng)。安裝工具錨裝置。在進(jìn)行工具錨安裝中，要求孔位應(yīng)該保持在一條直線，防止鋼絞線與千斤頂出現(xiàn)穿孔交叉現(xiàn)象。同時(shí)也要求對(duì)工作錨進(jìn)行必要的清理，主要是對(duì)夾片位置上的污泥、雜質(zhì)進(jìn)行清理，確保錨環(huán)與孔道形成良好的聯(lián)系，提升工具錨的連接效果。

第六，連接千斤頂油管與油泵，并且直接連接油泵電源，確保油泵電源的連接應(yīng)用更加合理。最后，開(kāi)動(dòng)油泵將千斤頂缸體中的殘留氣體排出，實(shí)現(xiàn)油管的有效連接，提升油管連接效果。

3.4 智能張拉工藝

在此次橋梁工藝實(shí)施中，采用智能張拉工藝，利用智能化張拉系統(tǒng)進(jìn)行張拉操作，具有簡(jiǎn)單、安全的優(yōu)勢(shì)。在智能張拉設(shè)備應(yīng)用中，在張拉中預(yù)先設(shè)定好程序，并且張拉系統(tǒng)將程序信號(hào)傳輸給智能張拉設(shè)備，智能張拉設(shè)備通過(guò)信號(hào)解析對(duì)千斤頂進(jìn)行控制，控制張拉順序，也實(shí)現(xiàn)了對(duì)稱均勻張拉，確保張拉工藝的應(yīng)用更加積極合理，也能夠提升張拉工藝質(zhì)量。

油泵直接給千斤頂張拉油泵輸送油料，按照三級(jí)加載實(shí)施油壓升高，同時(shí)在油泵施工中，采用分級(jí)方式進(jìn)行安裝施工，要求分級(jí)方式分別為10%、20%、30%。

張拉工藝實(shí)施過(guò)程中，要求智能張拉系統(tǒng)進(jìn)行單級(jí)別的張拉測(cè)量和記錄、并且測(cè)量工藝實(shí)施中，利用活塞進(jìn)行張拉讀數(shù)，確保張拉工藝的應(yīng)用更加合理，也能夠最大程度地提升張拉工藝質(zhì)量。

張拉工藝實(shí)施過(guò)程中，應(yīng)該做好張拉工藝的自動(dòng)校準(zhǔn)工作。系統(tǒng)能夠自動(dòng)核算測(cè)量數(shù)據(jù)，并且如果實(shí)際張拉值與方案張拉值不符時(shí)，智能張拉裝置會(huì)立刻報(bào)警。在系統(tǒng)設(shè)置中，設(shè)置張拉報(bào)警值達(dá)到差額的6%。在發(fā)生報(bào)警之后，張拉工藝人員應(yīng)該做好相應(yīng)的工藝檢測(cè)，確保張拉實(shí)施合理。

張拉工藝實(shí)施中，采用對(duì)稱張拉方式進(jìn)行張拉。預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉實(shí)施程序應(yīng)該為0—10%（荷載1min）—20%（荷載1min）—100%con（荷載5min）。

3.5 智能張拉工藝質(zhì)量控制要求

20～30m箱梁張拉要求混凝土強(qiáng)度在85%～90%之間，而40m箱梁進(jìn)行張拉時(shí)要求混凝土達(dá)到60%進(jìn)行張拉。

張拉實(shí)施過(guò)程中，要求實(shí)際張拉值應(yīng)該與方案張拉值的差距在±6%范圍之內(nèi)，才能夠確保張拉工藝實(shí)施更加合理。在張拉工藝應(yīng)用中，傳統(tǒng)的張拉工藝實(shí)施更加有效，也能夠提升張拉效果。在張拉實(shí)施中，張拉梁為△L，△L=（L100%＋L20%－L10%）-ζ。其中L100%、L20%和L10%是0.1con、0.2con、1.0con鋼絞線長(zhǎng)度。ζ為夾片回收值，通過(guò)合理的計(jì)算，確保張拉工藝實(shí)施有效。

在橋梁張拉工藝實(shí)施中，斷絲現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，所以在實(shí)際的橋梁施工中，更應(yīng)該做好斷絲現(xiàn)象的有效管控，要求控制好斷絲和滑絲數(shù)量的綜合控制，確保工藝應(yīng)用更加合理，在斷絲工藝實(shí)施中，要求斷絲數(shù)量不應(yīng)該超過(guò)總數(shù)的1%。梁體同一側(cè)避免發(fā)生斷絲。

張拉完成后對(duì)梁體上拱度進(jìn)行測(cè)量，做好上拱度測(cè)量，分析橋梁張拉的施工效果。

橋梁張拉工藝實(shí)施中還應(yīng)該做好安全控制工作，做好安全操作工藝流程，防止橋梁施工中出現(xiàn)工藝質(zhì)量問(wèn)題。油泵安全閥應(yīng)該調(diào)整到規(guī)定值，以確保安全作業(yè)良好實(shí)施。千斤頂升起施工應(yīng)該保持安全作業(yè)方式，要求勻速、緩慢升高，一定不要出現(xiàn)突然提速以及突然加壓的現(xiàn)象。預(yù)應(yīng)力鋼絞線錨固應(yīng)該在張拉力穩(wěn)定的同時(shí)進(jìn)行，防止頂壓夾片或者錨塞出現(xiàn)施工問(wèn)題，從而提升預(yù)應(yīng)力錨塞加工質(zhì)量。嚴(yán)格控制側(cè)彎，防止預(yù)制梁出現(xiàn)折斷或者傾倒現(xiàn)象，提升橋梁張拉施工質(zhì)量，確保橋梁施工更加積極合理，也能夠最大程度地提升橋梁施工效果。

此次橋梁施工中，張拉工藝的具體工藝要求以及安全管控措施，在張拉工藝實(shí)施中按照橋梁張拉工藝順序進(jìn)行施工，確保施工合理。

4 預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用中常見(jiàn)的問(wèn)題和解決思路

預(yù)應(yīng)力技術(shù)是現(xiàn)代橋梁施工中常見(jiàn)的技術(shù)內(nèi)容，對(duì)于橋梁施工有非常重要的作用。但是，在實(shí)際的橋梁施工過(guò)程中，也會(huì)存在一定的問(wèn)題，影響到橋梁施工。如，現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工中，裂縫問(wèn)題就是比較嚴(yán)重的問(wèn)題，雖然預(yù)應(yīng)力橋梁施工能夠防止和延緩裂縫出現(xiàn)，但是如果工藝操作出現(xiàn)問(wèn)題或者橋梁施工材料本身存在問(wèn)題，也將影響到橋梁張拉工藝實(shí)施，所以在張拉工藝實(shí)施中，更應(yīng)該落實(shí)好各項(xiàng)工藝管控工作，提升張拉工藝質(zhì)量，針對(duì)裂縫問(wèn)題進(jìn)行預(yù)防和處理。在預(yù)應(yīng)力工藝實(shí)施中，常見(jiàn)的裂縫問(wèn)題包括橫向裂縫、豎向裂縫、斜裂縫等，裂縫位置也有所不同。所以，在預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用中，更應(yīng)該做好裂縫的預(yù)防。

現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工中，經(jīng)常使用到雙控法進(jìn)行張拉施工，主要是對(duì)張拉和鋼束進(jìn)行雙向控制，利用鋼束對(duì)張拉工藝實(shí)施的缺陷進(jìn)行補(bǔ)充，從而實(shí)現(xiàn)張拉預(yù)期提升的效果，能夠有效地提升張拉混凝土橋梁質(zhì)量，減少裂縫病害問(wèn)題。

5 結(jié)語(yǔ)

公路橋梁施工中，應(yīng)張拉工藝十分關(guān)鍵，關(guān)系到現(xiàn)代橋梁工程的施工質(zhì)量和穩(wěn)定性。而在現(xiàn)代化技術(shù)發(fā)展背景下，現(xiàn)代橋梁張拉工藝都開(kāi)始朝著智能化方向轉(zhuǎn)變，本文研究智能預(yù)應(yīng)力張拉工藝在橋梁施工中的應(yīng)用，該工藝具有方便、快捷的特點(diǎn)，希望能夠?qū)︻A(yù)應(yīng)力橋梁施工有所幫助。