橋梁工程預(yù)應(yīng)力施工關(guān)鍵技術(shù)探討

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摘要:針對預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁的施工，結(jié)合預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁的施工過程，分別從預(yù)應(yīng)力筋的布設(shè)、預(yù)應(yīng)力筋的安裝、梁體張拉以及管道壓漿等關(guān)鍵技術(shù)進行分析，取得更為顯著的應(yīng)用效果，以期提高預(yù)應(yīng)力施工整體質(zhì)量。

關(guān)鍵詞:橋梁工程，預(yù)應(yīng)力混凝土，張拉，壓漿

1橋梁施工預(yù)應(yīng)力技術(shù)綜述

橋梁施工預(yù)應(yīng)力技術(shù)主要指的是在進行橋梁主體結(jié)構(gòu)施工的過程中，針對其中受拉模塊鋼筋施加預(yù)應(yīng)力，以此提升橋梁主體結(jié)構(gòu)剛度性能的技術(shù)。在針對鋼筋混凝土構(gòu)件增加預(yù)應(yīng)力之后，能夠使構(gòu)件本身的抗拉強度提升，從而形成對混凝土受拉裂縫產(chǎn)生抵抗作用，有效保證工程項目的施工質(zhì)量。從整體來看，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的有效應(yīng)用，能夠促進橋梁工程結(jié)構(gòu)中混凝土和鋼材強度增強，從而使混凝土抗裂能力、抗疲勞性能、防滲漏性能等都得到提升，實現(xiàn)對橋梁工程整體質(zhì)量提升。因此，當前將預(yù)應(yīng)力技術(shù)科學(xué)應(yīng)用到橋梁工程項目中，對橋梁結(jié)構(gòu)質(zhì)量提升有較大的幫助。

2橋梁工程預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)

2．1預(yù)應(yīng)力筋的布設(shè)

1)縱向預(yù)應(yīng)力筋?？v向預(yù)應(yīng)力鋼束主要有:頂板束、腹板束、邊跨合龍束等類型，其中邊跨合龍束屬于單端張拉類型，其他縱向預(yù)應(yīng)力鋼束為兩端張拉類型。在此工程中設(shè)計錨下張拉應(yīng)力1395MPa，應(yīng)用公稱直徑為15．2mm的鋼絞線作為預(yù)應(yīng)力鋼束，其技術(shù)標準達到GB/T5224—2014標準，此外工程中預(yù)應(yīng)力管道選用金屬鍍鋅波紋管。2)豎向預(yù)應(yīng)力筋。豎向的預(yù)應(yīng)力筋主要應(yīng)用直徑為32mm的精軋螺紋鋼筋作為主要預(yù)拉錨固材料，通過此將抗拉的強度控制在785MPa，其中每根張拉力在設(shè)計時按照567．0kN預(yù)應(yīng)力進行設(shè)計，所應(yīng)用波紋管管道的內(nèi)徑應(yīng)當為50mm，壁厚為3mm。此外，配置內(nèi)徑為20mm的壓漿管，并應(yīng)用JLM-32作為錨具。單根張拉力為567．0kN，豎向預(yù)應(yīng)力張拉順序為:第N號梁段在第N+1梁段施工完成后張拉;中跨13號梁段和中跨合龍段在中跨合龍后同時張拉;邊跨15號梁段和直線現(xiàn)澆段在兩邊跨合龍后同時張拉，豎向預(yù)應(yīng)力筋滯后2個節(jié)段復(fù)拉完成后及時壓漿封錨。3)預(yù)應(yīng)力筋的定位。在此設(shè)計中，將橫向預(yù)應(yīng)力筋都設(shè)計為單端張拉的形式，且同時將波紋管、套管等安裝到位。安裝固定的過程中，針對橫向預(yù)應(yīng)力索的張拉端應(yīng)采用交錯布置的方式，且在固定端接通氣孔。工程中縱向預(yù)應(yīng)力筋設(shè)計時分為單端張拉、兩端同時張拉兩種形式，為避免在實際施工中出現(xiàn)管道漏漿堵管的情況，在施工時應(yīng)先進行波紋管預(yù)埋施工，然后進行混凝土澆筑，在張拉前后再穿鋼絞線。因此，在澆筑混凝土之前，使用Φ12鋼筋作為定位預(yù)應(yīng)力筋，同時應(yīng)將定位鋼筋焊接在梁段主筋點上面，且保證其牢固性，在管道轉(zhuǎn)折位置處，應(yīng)專門針對定位筋進行加密處理，將其間距控制為50cm。豎向預(yù)應(yīng)力筋套管在進行定位時，每根應(yīng)嚴格參照設(shè)計圖紙，如果在定位中預(yù)應(yīng)力管與普通鋼筋存在位置沖突的情況，可對之做局部性調(diào)整，且在調(diào)整時首先相應(yīng)考慮調(diào)整普通鋼筋，然后才是豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋，盡可能使預(yù)應(yīng)力筋管道不變。鋼筋在安裝過程中如果遇到預(yù)應(yīng)力張拉槽，應(yīng)將鋼筋進行截斷，然后采用搭接焊接的方式來達到彎折的效果。錨后加強鋼筋網(wǎng)采用Φ12HRB335，按100mm×100mm布置，縱向鋼束方向間距應(yīng)控制在10cm，與喇叭口中心線垂直設(shè)置為3排。在進行波紋管接長處理時，首先應(yīng)清理波紋管端頭位置的毛刺、折角等，然后利用比其大一型號的波紋管作為套管，將之套入其中約80cm，并應(yīng)用膠帶進行密封包裹處理，保證該位置不出現(xiàn)漏漿的情況。為避免在施工過程中出現(xiàn)將波紋管過度壓扁的情況，以致后期難以順利穿鋼絞線，在實際施工過程中可以在波紋管的內(nèi)部穿入比其小一型號的硬塑料膠管，當混凝土出現(xiàn)終凝并進行預(yù)應(yīng)力張拉之前，再將硬塑料膠管從其中拔出，開始穿鋼絞線，在整個施工過程中應(yīng)避免管道出現(xiàn)移位或破損的情況。

2．2預(yù)應(yīng)力筋的安裝

在完成箱梁混凝土澆筑施工之后，應(yīng)等到其初凝之后，再進行預(yù)應(yīng)力筋安裝施工。當澆筑混凝土的強度、彈性模量基本達到設(shè)計要求時，才能對之進行張拉施工。

2．2．1鋼絞線制束在進行鋼絞線制束時，應(yīng)嚴格依照《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》中的規(guī)范要求進行施工。鋼絞線在進行領(lǐng)取時，應(yīng)逐盤對號領(lǐng)料，且將鋼絞線放在專門的放盤框中，避免在鋼絞線制束過程中出現(xiàn)彈傷人或鋼絞線打絞的情況。且在進行放盤操作的過程中，應(yīng)對鋼絞線做細致全面的外觀檢查，如果發(fā)現(xiàn)折彎、小刺、油污等情況，則需要先對其進行處理。鋼絞線在下料的過程中應(yīng)用砂輪鋸進行切割，且在切割完成后于兩側(cè)距離端口30mm的位置處應(yīng)用鐵絲進行綁扎，對于相同編號鋼絞線束，可采用集中下料的方式;對于兩端同時進行張拉施工的鋼絞線束，在下料時長度誤差與需求誤差之間應(yīng)控制在±30mm范圍內(nèi);在鋼絞線束的外側(cè)，應(yīng)采用直徑1mm的鐵線進行綁扎纏緊，其將綁扎間距控制在1．5m，以避免在將鋼絞線綁扎成束的過程中不出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)的情況;依據(jù)每束鋼絞線的實際長度，將鋼絞線做好編號，然后分別進行存放。在對鋼絞線進行編號處理時，應(yīng)當在其兩端系鐵皮小牌，然后在小牌上注明編號，以此避免出現(xiàn)混雜的情況。同時在存放、移動鋼絞線的過程中，應(yīng)保證其順直性，且做好保護工作避免其受到損傷和污染。在搬運過程中，不能出現(xiàn)在地面上進行拖拉。

2．2．2穿束1)穿束方法。穿束過程中，如果為短束，則應(yīng)用人工穿束的方式;如果為長束，則應(yīng)用5t卷揚機進行穿束。2)穿束施工。在進行穿束施工時，首先將鋼絞線束前端套在卷揚機之上，然后由現(xiàn)場施工人員將鋼絞線端頭對準管道口，啟動卷揚機，使鋼束能夠逐漸進入到管道內(nèi)部。

2．3梁體張拉操作工藝

2．3．1縱向預(yù)應(yīng)力筋張拉縱向預(yù)應(yīng)力筋張拉在進行張拉時應(yīng)按照先外后內(nèi)的順序，且將梁中線作為對稱軸，以對稱的方式進行張拉，且在張拉過程中將不平衡束控制在1束內(nèi)。張拉工藝流程:0→初始應(yīng)力→控制張拉力(持荷5min)→卸工具錨和千斤頂。張拉錨具安裝程序:安裝工作錨→安裝限位板→安裝千斤頂→安裝工具錨→在工具錨夾片后鋼絞線上作量測伸長量的標記→張拉。初應(yīng)力的取值:取10%～15%，根據(jù)規(guī)范要求，預(yù)應(yīng)力筋張拉持荷穩(wěn)壓時間最小不少于5min，對超過50m的預(yù)應(yīng)力筋持荷時間應(yīng)不少于8min。實際張拉控制力的確定:在鋼束張拉前，應(yīng)對鋼束進行錨圈口摩阻損失測試以確定最終的張拉控制應(yīng)力，一般實際張拉控制力為設(shè)計張拉控制應(yīng)力的101%～103%。預(yù)應(yīng)力張拉:預(yù)應(yīng)力張拉應(yīng)從兩端同步開始，采用分級控制的方式，將兩端實際張拉伸長量與計算數(shù)值之間的偏差控制在±6%以內(nèi)，對符合的鋼束持荷5min，然后讓千斤頂緩慢回油錨固。

2．3．2豎向預(yù)應(yīng)力筋張拉豎向預(yù)應(yīng)力筋張拉應(yīng)用單端張拉的方式，選取中橫隔梁段中心、梁中線作為對稱軸線，以此對稱張拉。張拉工藝流程:0→初始應(yīng)力→1．05σk(持荷5min)→0．9σk→σk(錨固)。預(yù)應(yīng)力張拉:張拉采用雙控法，以油壓表讀數(shù)為主，伸長量的誤差不得超過±6%。張拉工藝流程:0→初始應(yīng)力→控制張拉力(持荷5min)→張拉端卸壓自錨→卸工具錨和千斤頂。張拉錨具安裝程序:安裝工作錨→安裝限位板→安裝千斤頂→安裝工具錨→在工具錨夾片后鋼絞線上作量測伸長量的標記→張拉。預(yù)應(yīng)力張拉:預(yù)應(yīng)力張拉單端交錯進行，分級控制，升壓或降壓均應(yīng)緩慢進行，伸長量與理論計算值比較，限差為±6%，符合者持荷5min，千斤頂緩慢回油錨固;彈性回縮值不大于6mm，卸下千斤頂;否則，應(yīng)重復(fù)張拉。

2．4管道壓漿

箱梁張拉完成后，在48h內(nèi)進行管道壓漿，壓漿采用真空壓漿工藝(見圖1)。1)密封。在進行管道壓漿施工的過程中，密封處理屬于關(guān)鍵施工環(huán)節(jié)，其主要應(yīng)用密封罩密封封錨端，如果密封的效果較好，在完成密封30min便能開始抽真空。所采用密封罩相較于封錨端稍大，應(yīng)能夠?qū)⒄麄€錨具全部罩住，然后應(yīng)用螺栓將之固定在錨墊板上，在密封處理過程中必須應(yīng)用密封橡膠墊，且為了增強密封性能，應(yīng)在密封橡膠墊上均勻涂抹適量玻璃膠。2)試抽真空及配置漿液。待一切準備完畢之后，將吸氣開關(guān)關(guān)閉，同時關(guān)閉其他閥門，開始進行抽真空操作，在抽真空時應(yīng)保證真空度低于－0．8MPa，并保證在停機后1s時間內(nèi)，真空度低于－0．6MPa，如果未能達到該要求，則證明密封效果存在不良，應(yīng)對之密封性進行檢查。在管內(nèi)處于負壓的狀態(tài)下，將按照試驗確定配合比配制完成的水泥砂漿，應(yīng)用壓漿設(shè)備將其壓入到管內(nèi)。3)壓漿。在滿足真空度要求的情況下，準備充足的漿液，然后啟動注漿泵，向管道內(nèi)注入漿液。在壓漿操作的過程中，必須保證真空泵持續(xù)工作，使管內(nèi)維持負壓狀態(tài)，保證注漿的順利性。4)停抽真空和保壓。在壓漿施工的過程中，應(yīng)在真空泵前端設(shè)置透明喉管、儲漿桶(如圖1所示)。當看到喉管之中出現(xiàn)水泥漿的時候，則立即將吸氣開關(guān)關(guān)閉，停止抽真空，避免水泥漿進入真空泵中。同時將排漿閥和排氣閥打開，在此過程中保持持續(xù)壓漿狀態(tài)，當端口溢出水泥漿的濃度與壓入端基本相同時，使之在0．6MPa壓力下持續(xù)壓漿2min，然后關(guān)閉壓漿泵、壓漿閥，完成整個壓漿施工。

2．5封錨及預(yù)留孔封堵

封錨應(yīng)在箱梁張拉后3d內(nèi)進行，封錨前應(yīng)先對錨具穴槽表面進行鑿毛處理，然后將表面產(chǎn)生的浮漿清理干凈，最后在縱向預(yù)應(yīng)力筋錨具、錨墊板四周做防水處理，應(yīng)用防水材料為881-1型聚氨酯防水涂料。在完成封錨鋼筋安裝后，對之進行混凝土灌漿封堵，在此過程中應(yīng)做好保濕養(yǎng)護處理，確保封堵混凝土不產(chǎn)生收縮裂縫。

3結(jié)語

預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)是橋梁建設(shè)的重要組成部分，具有很好的應(yīng)用效果。因此，在路橋建設(shè)規(guī)模迅速擴大的背景下，加大對預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的研究是十分重要的。在預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工過程中，為保證橋梁施工質(zhì)量，必須嚴格根據(jù)相關(guān)施工規(guī)范和技術(shù)標準進行施工，才能更好地保證預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工的效率與質(zhì)量。

參考文獻:

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作者：譚春騰 單位：湖南高速鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院