淺論預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的施工技術(shù)

王 紅 云

(太原市政建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西 太原 030002)

1 張拉設(shè)備及機(jī)具的選擇

由于錨具材料的好壞以及加工工藝的優(yōu)劣直接影響到錨具的安全可靠性，在實(shí)際施工中會(huì)影響到結(jié)構(gòu)的安全耐久性，同時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工人員的生命安全也會(huì)造成隱患，故在選擇生產(chǎn)廠家和驗(yàn)收時(shí)均應(yīng)慎重。

1)由于錨具種類(lèi)較多，僅對(duì)QM型預(yù)應(yīng)力張拉錨固體系和OVM型預(yù)應(yīng)力張拉錨固體系進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。

a.QM型張拉錨固體系：是一種以鋼絞線為預(yù)應(yīng)力筋的后張?bào)w系，它由錨環(huán)、夾片、錨座組成。錨具分為單孔和多孔兩種，錨具通過(guò)鋼絞線回縮自錨。與其相配套的是YCQ型千斤頂。它的缸體通過(guò)限位鋼板作用在錨環(huán)上，活塞的末端裝有自由式工具錨通過(guò)活塞向后運(yùn)動(dòng)擠壓工具錨進(jìn)行對(duì)鋼絞線的張拉工作，在施工過(guò)程中工具錨可以重復(fù)使用多次。

b.OVM型張拉錨固體系：是一種以鋼絞線或鋼絲束為主的預(yù)應(yīng)力錨固體系，由張拉錨具、固定錨具、連接器三部分組成，與其相配套的張拉千斤為YCM型系列穿心式千斤頂。其預(yù)應(yīng)力施加方法與QM基本相同。其夾片為兩片四開(kāi)式，內(nèi)部為鋸齒形螺紋對(duì)鋼絞線影響較小，自錨能力較強(qiáng)。

2)張拉設(shè)備的選定。

a.張拉千斤頂：選用張拉千斤頂?shù)膹埨Ρ仨毚笥谒鶑埨摬牡脑O(shè)計(jì)張拉力，并且必須有一定的富裕量；同時(shí)千斤頂行程必須大于鋼材設(shè)計(jì)伸長(zhǎng)值，油表的讀數(shù)必須能真實(shí)反映出工作時(shí)活塞上單位面積所受到的壓力。張拉千斤和油表必須經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行配套標(biāo)定，兩者需相互對(duì)應(yīng)，不得混亂。

b.錨夾具：選用的錨夾具必須有足夠的強(qiáng)度儲(chǔ)備、同時(shí)應(yīng)該選擇自錨性能較高、鋼材強(qiáng)度利用系數(shù)高、能重復(fù)使用、堅(jiān)固耐久、張拉錨固拆卸方便、構(gòu)造簡(jiǎn)單、體型較小、造價(jià)低與預(yù)應(yīng)力鋼材材質(zhì)、規(guī)格、張拉設(shè)備配套。其檢驗(yàn)必須由專(zhuān)業(yè)檢測(cè)公司進(jìn)行強(qiáng)度、硬度、錨固能力等的檢測(cè)。

2 預(yù)應(yīng)力張拉施工工藝

張拉按其施工工藝可分為先張法施工工藝和后張法施工工藝。

2.1 先張法施工工藝要點(diǎn)

1)張拉臺(tái)座的準(zhǔn)備與檢查。

a.底板：底板的寬度必須滿足結(jié)構(gòu)構(gòu)件的寬度要求，表面應(yīng)該平整光滑，可以使構(gòu)件在放張時(shí)能夠在底板上自由滑動(dòng)，不因?yàn)榈装宕植诙饦?gòu)件產(chǎn)生裂縫，甚至斷裂。

b.支撐架：由于是臺(tái)座的主要受力部分，因此需要支撐架必須有足夠的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性以滿足在張拉過(guò)程中的受力要求。

c.橫梁：作為傳遞張拉力的主要構(gòu)件，除需滿足剛度穩(wěn)定性的要求外，其斷面尺寸還應(yīng)滿足跨徑和張拉力的要求，它通常由型鋼或鋼筋混凝土制作。

d.定位板：一般用鋼板制作而成，用來(lái)固定預(yù)應(yīng)力筋的準(zhǔn)確位置，其定位孔孔徑應(yīng)大于預(yù)應(yīng)力筋2 mm～4 mm，以便于預(yù)應(yīng)力筋的穿束，它也必須滿足受到張拉力后不變形的剛度和穩(wěn)定性的要求。

e.固定端裝置：用于固定受力筋的位置或設(shè)置受力筋放松裝置。

2)模板與預(yù)應(yīng)力筋的制作要求。

a.可將臺(tái)座混凝土底板作為構(gòu)件底模，這就要求底板必須平整光滑，由于張拉施工時(shí)構(gòu)件兩端受力較大，故兩端底模應(yīng)有足夠的抵抗變形能力。端模預(yù)留孔洞應(yīng)與預(yù)應(yīng)筋位置相對(duì)應(yīng)，側(cè)模制作長(zhǎng)度需較構(gòu)件長(zhǎng)0.1%。

b.預(yù)應(yīng)力筋下料長(zhǎng)度應(yīng)按設(shè)計(jì)長(zhǎng)度，工作長(zhǎng)度聯(lián)合預(yù)應(yīng)力筋原始試驗(yàn)數(shù)據(jù)綜合確定，在穿束前應(yīng)對(duì)預(yù)應(yīng)力筋逐束編號(hào)，對(duì)應(yīng)其準(zhǔn)確位置對(duì)號(hào)入座防止穿錯(cuò)孔眼。預(yù)應(yīng)力鋼筋的接頭必須在冷拉前用閃光焊進(jìn)行焊接，由于鋼筋本身的質(zhì)量不均勻性每根鋼筋的屈服點(diǎn)和冷拉率不相一致，所以在施工中常常采用“雙控”來(lái)控制，即張拉應(yīng)力和伸長(zhǎng)率控制，并以張拉應(yīng)力為主，伸長(zhǎng)率為輔。

3)張拉注意事項(xiàng)。

a.以鋼絞線為例：0→初應(yīng)力→1.05倍張拉控制應(yīng)力→0.9倍張拉控制應(yīng)力→張拉控制應(yīng)力。若需進(jìn)行超張拉時(shí)可比設(shè)計(jì)增加5%，但不得超過(guò)0.8倍極限抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)。施工時(shí)為保證施工安全，應(yīng)在預(yù)應(yīng)力筋放松至0.9倍張拉控制應(yīng)力時(shí)進(jìn)行安裝模板、普通鋼筋、預(yù)埋件等。

b.預(yù)應(yīng)力筋張拉時(shí)，在控制張拉應(yīng)力的同時(shí)，應(yīng)隨時(shí)用實(shí)際伸長(zhǎng)值與理論伸長(zhǎng)值進(jìn)行比較，若誤差超過(guò)6%，則應(yīng)停止施工，查明原因并采取相應(yīng)措施后再進(jìn)行張拉。

2.2 后張法施工工藝要點(diǎn)

1)張拉前準(zhǔn)備。

a.施工前應(yīng)對(duì)構(gòu)件進(jìn)行全面檢查，其外觀尺寸和混凝土強(qiáng)度應(yīng)符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，其預(yù)埋錨墊板和孔道位置準(zhǔn)確，灌漿孔排水孔通暢，錨墊板、錨具接觸面上殘?jiān)愇镄枨宄?/p>

b.張拉順序應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙確定，如圖紙上沒(méi)有明確要求，則應(yīng)遵循均勻?qū)ΨQ、偏心荷載小的原則。為不使混凝土產(chǎn)生過(guò)大的拉應(yīng)力應(yīng)先張拉靠近截面形心軸的鋼束。

c.為滿足構(gòu)件張拉引起變形要求，減少構(gòu)件裂縫，對(duì)構(gòu)件軸向變形起約束作用的側(cè)模需拆除，而支架與底板則需施加足以能承受自重的預(yù)應(yīng)力之后才能拆除。

d.所選的張拉設(shè)備必須與構(gòu)件特點(diǎn)、預(yù)應(yīng)力筋、錨夾具、張拉力大小相配套，在使用前需進(jìn)行試車(chē)試驗(yàn)，若發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)排查原因并處理后方可正式張拉。

e.由于張拉現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)電線較多，張拉機(jī)具頻繁針對(duì)張拉施工特點(diǎn)，應(yīng)制定相應(yīng)的安全措施。

2)張拉程序及工藝。

a.以鋼絞線為例：普通松弛力筋：0→初應(yīng)力→1.03張拉控制應(yīng)力(錨固)。若需超張拉可比設(shè)計(jì)增高5%,但不得超過(guò)0.8倍極限抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)，兩端同時(shí)張拉時(shí)，為減少預(yù)應(yīng)力的損失應(yīng)先壓緊一端錨塞，待另一端補(bǔ)足至張拉控制應(yīng)力后再壓緊錨塞。

b.張拉時(shí)兩端千斤頂升降速度大致相等，梁的豎向應(yīng)力筋可一次性張拉至控制應(yīng)力，然后持荷5 min后進(jìn)行錨固。

c.認(rèn)真復(fù)核張拉應(yīng)力和油表讀數(shù)的關(guān)系，找出相應(yīng)的關(guān)系曲線，準(zhǔn)確計(jì)算，實(shí)測(cè)預(yù)應(yīng)力筋伸長(zhǎng)值與理論伸長(zhǎng)值若差值超過(guò)6%，則應(yīng)查找原因并解決后方可繼續(xù)張拉。

3 管道壓漿施工要點(diǎn)

1)無(wú)論何種形式結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力管道均應(yīng)設(shè)置壓漿孔及排氣孔，其孔徑一般為20 mm～25 mm，施工應(yīng)注意保護(hù)，不要將其進(jìn)行封堵，以免給以后的施工造成困難。

2)排氣孔一般設(shè)置在預(yù)應(yīng)力孔道最高處，一般用塑料管制作，管徑為20 mm～30 mm，與預(yù)應(yīng)力管道連接處用膠帶密封，同時(shí)排氣管應(yīng)高出混凝土面10 cm。

3)壓漿前應(yīng)對(duì)孔道進(jìn)行清理同時(shí)應(yīng)對(duì)孔道進(jìn)行潤(rùn)濕，在進(jìn)行沖洗后應(yīng)用空壓機(jī)對(duì)孔道進(jìn)行清洗，壓漿時(shí)水泥漿應(yīng)從低處壓入從排氣孔排除。壓漿時(shí)應(yīng)先壓注下層孔道。

4)壓漿應(yīng)緩慢、連續(xù)，必要時(shí)需進(jìn)行二次壓漿，在漿液中應(yīng)摻入適量膨脹劑。水泥漿從攪拌至壓入孔道的延續(xù)時(shí)間應(yīng)視氣溫而定，一般不超過(guò)30 min～45 min。壓漿后應(yīng)及時(shí)檢查壓漿的密實(shí)情況，如不密實(shí)則應(yīng)進(jìn)行二次注漿。

4 質(zhì)量控制及安全注意事項(xiàng)

4.1 質(zhì)量控制措施

1)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)張拉設(shè)備、錨具尺寸、錨塞硬度、錨環(huán)、預(yù)應(yīng)力筋的位置進(jìn)行檢查，若有偏差需及時(shí)調(diào)整。其中錨具、錨墊板、錨塞中心線均應(yīng)與預(yù)應(yīng)力管道中心線重合。

2)施工中應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行張拉程序，預(yù)應(yīng)力張拉工作應(yīng)在正溫下施工較為適宜。

3)對(duì)于埋置在構(gòu)件內(nèi)的錨具壓漿后應(yīng)將其周?chē)謇砀蓛舨⒒炷撩骅徝蟀丛O(shè)計(jì)要求安置鋼筋網(wǎng)和澆筑混凝土，若長(zhǎng)期外露的錨具需進(jìn)行防銹處理。

4.2 安全注意事項(xiàng)

1)張拉現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)有明顯標(biāo)志，張拉時(shí)千斤頂后方不應(yīng)站人，作業(yè)時(shí)應(yīng)有專(zhuān)人負(fù)責(zé)，操作時(shí)嚴(yán)禁碰撞力筋。

2)千斤支架必須與梁端墊板接觸良好，嚴(yán)禁多加墊塊，以免支架不穩(wěn)或受力不勻傾倒傷人。

3)在張拉完而尚未壓漿的梁，嚴(yán)禁劇烈震動(dòng)，以免預(yù)應(yīng)力損傷造成重大事故。

5 結(jié)語(yǔ)

預(yù)應(yīng)力橋梁的施工相對(duì)來(lái)說(shuō)施工要求較高，施工難度較大，操作工序較為復(fù)雜，預(yù)應(yīng)力一旦張拉錨固后無(wú)法直觀的檢查預(yù)拉應(yīng)力的變化狀況，所以要精心組織，精心施工,認(rèn)真做好現(xiàn)場(chǎng)各種施工記錄，對(duì)關(guān)鍵的施工工序要重點(diǎn)把關(guān)，制定相應(yīng)的專(zhuān)項(xiàng)施工措施，合理組織精心安排。對(duì)涉及到的專(zhuān)業(yè)設(shè)備應(yīng)及時(shí)檢驗(yàn)保證其完好率?？傊?，在施工中應(yīng)加強(qiáng)人員培訓(xùn)、自檢管理、編制適宜的施工方案才能取得高質(zhì)量的預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工成果。