淺談路橋施工中預應力技術(shù)的應用

張志超

（中鐵二十二局集團第三工程有限公司， 福建 廈門 361000）

1 預應力技術(shù)概述

路橋施工工程中，最常用的混凝土預應力技術(shù)是鋼筋混凝土，這種混凝土結(jié)構(gòu)輕度非常高，同時有著極強的抗裂性能和抗?jié)B透能力，和傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)相比，除了結(jié)構(gòu)強度優(yōu)勢以外，還能夠降低施工過程中原材料的用料，例如鋼材以及混凝土用量，同時通過降低結(jié)構(gòu)面積尺寸能夠有效的提升結(jié)構(gòu)強度，所以總的來說，預應力技術(shù)一方面能夠為路橋工程節(jié)省一部分的原材料消耗，另一方面還能夠保證工程質(zhì)量，提高路橋工程壽命。

2 預應力技術(shù)在路橋施工中的應用

2.1 工程介紹

民安大道與翔安大道立交工程，位于廈門市翔安區(qū)北部，馬巷收費站以南，為民安大道、翔安大道以及舊G324形成的互通立交，其中橋梁工程主要為新建翔安大道接同翔大道A橋，新建翔安大道接同翔大道B橋、新建G324主線右幅C橋。設計為現(xiàn)澆連續(xù)箱梁，采用現(xiàn)澆支架法施工。

2.2 工程橋梁設計參數(shù)

2.2.1 以翔安大道接同翔大道 A橋為例：北接現(xiàn)狀沈海高速馬巷分離立交橋,南接翔安大道，跨民安大道。平面位于緩和曲線以及圓曲線上，縱斷面位于i=4.0%、i=-3.5%及i=-5.0%坡段上。

孔跨布置為（3x29）+（33+2x35+32）+（29+31+24）+（30+2x36+32）+（25+2x35+26）+（2x26）+（32+30+31）m連續(xù)梁，橋梁全長為 708.7m，全橋?qū)?13.0m，共設 7聯(lián)預應力砼連續(xù)箱梁。預應力鋼束采用高強度低松弛?s15.2鋼絞線，張拉控制應力為1395MPa，錨具采用M15系列錨具及相應張拉設備。預應力管道采用塑料波紋管，K=0.0015，u=0.17，采用真空輔助壓漿技術(shù)，壓漿用水泥漿抗壓強度不得低于50MPa。混凝土強度及彈性模量達到90%，且齡期必須不小于7天，方可進行張拉。張拉應力控制程序W1--初應力--σcom--（持荷2min）--σcom（錨固）

2.3 預留管道施工

預留管道施工是預應力張拉控制的第一道工序，管道定位的精確性，將影響管道的摩擦力和鋼絞線的受力情況，預留管道施工一般采取三種方法：

1)采用抽拔橡膠管預留管道，膠管直徑應符合設計要求，其極限抗拉力不得小于7.5KN，且彈性恢復性能好。膠管內(nèi)應插入芯棒，芯棒可用鋼絲、鋼絞線等制作，芯棒與膠管內(nèi)徑之差不得大于 8mm。膠管接頭要處理好，避免漏漿。澆筑混凝土過程中應用力竄動橡膠管，使其伸展。預埋膠管應在混凝土強度達到4～8Mpa時拔出。

2）采用金屬波紋管，波紋管質(zhì)量、規(guī)格及定位應符合設計要求，固定波紋管采用?8圓鋼加工成“#”定位固定，對接時應采用大一號同形波紋管作接頭，每端搭接長度不得小于15cm，接頭位置應避開彎道處，搭接位置用密封膠封裹嚴密。管內(nèi)應先穿入塑料管或預應力筋束，并在混凝土初凝前竄動。

3）采用塑料波紋管，塑料波紋管制作材料和管道性能應符合《預應力橋梁用塑料波紋管》要求。接頭采用專門焊接機焊接。

預應力管道安裝完成后，應進行加固措施，一般采用鋼筋焊接到梁體箍筋定位，模板安裝時應防止管道位移。混凝土澆筑前應對管道位置及完好情況進行檢查，如有發(fā)現(xiàn)問題應及時整改。

2.4 錨端施工

錨端施工質(zhì)量好壞決定著張拉能否成功，在實際施工中經(jīng)常會遇到張拉時錨端混凝土被壓碎的情況，分析其原因：其一，混凝土振搗不密實，有蜂窩、空洞；其二，錨端鋼筋一般設計較為密集，施工不便，存在偷工減料的情況。錨端混凝土被壓碎修復處理技術(shù)難度相當大，可能導致梁體報廢。所以錨端施工質(zhì)量應嚴格控制。

2.5 張拉與錨固作業(yè)

1）張拉順序：按設計圖要求張拉；若設計無要求按先縱后橫，對稱張拉，縱向按腹板—底板—頂板張拉。

2）張拉要求：保證千斤頂、錨具和孔道位于同一軸線上，兩端張拉應同時進行，保持千斤頂加壓速度相近，使兩端同時達到同一荷載值。

3）張拉程序：0－初應力（終張拉控制應力10%，測鋼絞線伸長值并做記錄，靜停 3分鐘，使鋼絞線受力調(diào)整均勻）－張拉控制應力（測測鋼絞線伸長值并做記錄）-持荷5分鐘，校核張拉控制應力-主油缸回油錨固（油壓回零，測總回縮量，測量工具錨）-副油缸供油卸千斤頂。

4）張拉完成后，應在錨圈口處鋼絞線上做記號，便于觀察是否滑絲。24h復查合格后，用機械切割鋼絞線頭，切斷處距錨具外不宜小于30mm。

2.6 張拉質(zhì)量控制

1）伸長值計算

張拉端控制張拉力計算：P=бk×Ay×n×超張拉系數(shù)

Бk-張拉控制應力

理論伸長值計算： L＝ PpL/AyEg

△ L—理論伸長值

Pp—平均張拉力（N）

L— 預應力鋼材長度（cm）

Eg—預應力鋼材彈性模量（N/mm2）

Ay—預應力鋼材截面面積（mm2）

平均張拉力Pp的計算公式Pp=P[1-e-（kx+μθ）]/（kx+μθ）

式中： P—預應力鋼材張拉端張拉力

x—從張拉端至計算截面的孔道長度（m）

θ—從張拉端至計算截面曲線孔道部分切線的夾角之和（rad）

μ—預應力鋼筋與孔道壁的摩擦系數(shù)

k—孔道每米局部偏差對摩擦的影響系數(shù)

實際伸長值＝（0－10%бk）理論伸長值＋（10%бk－100%бk）測量伸長值伸長值校核＝（實際伸長值－理論伸長值）/理論伸長值×100%≤6%

2）張拉采用伸長量與張拉應力雙控措施，實測伸長值與計算伸長值的差值不應超過6%。

3）張拉完成后應實測梁體彈性上拱，實測值不宜大于1.05倍設計值。

4）每片梁斷絲及滑絲數(shù)量不應超過預應力鋼絞線總絲數(shù) 0.5%，并且不應位于梁體的同一側(cè)，且一束內(nèi)斷絲不應超過一絲。

2.7 壓漿

1）壓漿方式

A、一次壓漿，從一端向另一端壓漿，當另一端冒出濃漿時，關(guān)閉出口閥門繼續(xù)壓漿。壓漿最大壓力不宜超過0.6MPa，關(guān)閉出漿口后，應在不小于0.5Mpa的壓力下保壓5分鐘，然后關(guān)閉進漿口閥門，確保管道漿體飽滿。

B、二次分端壓漿，第一次由甲端壓入，待另一端（乙端）閥門流出的漿液與壓入端一致時，關(guān)閉乙端閥門。當壓力達到0.6Mpa后，關(guān)閉甲端閥門。30min后，打開甲端閥門，從乙端壓漿，要求同第一次。

C、真空輔助壓漿，壓漿前將管道內(nèi)真空度抽到-0.06～-0.1Mpa之間，穩(wěn)定后，開啟進漿口閥門壓漿，待排氣管流出的漿液與壓入端一致時，關(guān)閉排氣閥，按一次壓漿的要求進行壓漿。

2）同一管道壓漿應連續(xù)進行，一次完成。同一管道壓漿因故中斷時，應立即用水將孔道沖洗干凈。

2.8 封錨

1）錨具端應進行防銹處理。

2）封端處混凝土應鑿毛和清理干凈。

3）封端混凝土強度應符合設計要求，宜采用微膨脹細石混凝土。封端混凝土填充應分兩個步驟，首先用較干硬的混凝土填充至距錨穴頂2cm左右，搗固密實，然后用正常硬度混凝土填平，并在填充混凝土周圍做好防水處理。

3 結(jié)論

預應力技術(shù)在民安大道與翔安大道立交工程中的成功運用，進一步說明了預應力技術(shù)不但能有效地提升路橋工程的結(jié)構(gòu)強度、剛度和穩(wěn)定性，而且能延長路橋工程使用壽命，同時還能降低工程的成本，因此預應力技術(shù)將在更多的路橋工程施工中得到更廣泛地應用和推廣。

[1]馬俊杰.淺析路橋施工中預應力技術(shù)的應用[J]科技展望.2015

[2]李海洋.路橋施工中預應力技術(shù)應用[J]江西建材.2015