朱兆明
(山東省路橋集團有限公司,山東 濟南 250021)
在現代橋梁施工中,預應力混凝土技術由于不僅能夠使施工質量和效率得到明顯地提高,同時還降低施工的成本,實現更大的經濟效益,因此得到了越來越廣泛地應用。應用預應力混凝土技術進行橋梁工程的施工時,主要是利用鋼絞線來增強橋梁結構剛性以及穩定性,以達到保證橋梁工程整體結構安全的目的。此外,應用該技術進行橋梁工程的施工還可以減小對建筑材料的消耗,在客觀上減輕了橋梁的自重,改善橋梁結構的受力能力,從而使橋梁工程具有更好的通行性能,為交通的安全暢通提供可靠的保障。
所謂預應力混凝土施工技術也就是在混凝土構件承載前,先將一定的壓應力施加其上,從而促使其在外力荷載影響下產生相應的壓應力,以達到對其在承載外力載荷后所行程的拉應力加以消減的目的。這樣可以提高混凝土結構的剛性,同時也可以使混凝土構件出現彈性變形的概率降低,提高結構抗性以及受拉模塊強度,保證整體結構的安全性和穩固性。
應用預應力混凝土施工技術來進行橋梁工程的施工,可以使橋梁結構的抗裂性能得到改善。由于普通混凝土的抗裂性能主要取決于其自身的抗拉強度,因此其抗裂性比較差。當采用該技術后,可以使混凝土構件在承受外部載荷前產生壓應力,從而對混凝土的預應力進行有效的抵消[1]。此外,混凝土構件抗裂性能的提高也可以使橋梁整體結構的剛度得到增強,從而減少了裂縫等問題產生的概率,有效延長了橋梁工程的使用年限。
2.1.1 安裝張拉設備以及錨具
安裝張拉裝置和錨具施工時,應對正錨位,并將夾片打緊且對稱均勻,同時外露部分應保持一致。如果橋梁工程采用的是箱梁結構的,其端部工作錨孔應和設置在千斤頂上方的錨孔位排列相同[2]。在設置張拉力作用線時,要注意和孔道的中心線位置保持一致。安裝前應檢查錨具和限位板是否配套一致,同時應保證鋼絞線的順直。
2.1.2 開展張拉作業的技術要點
在進行張拉施工的過程中,施工人員應嚴格遵守設計標準和操作規范,確保由混凝土構件的設計受壓截面承受張拉合力,而在混凝土構件的邊緣位置則不應有拉應力產生,從而防止混凝土截面出現較大的偏心受壓現象。施工人員應根據伸長量以及張拉力參數來采用雙向控制的方式來控制張拉應力,特別是對張拉力的準確控制是主要的應力控制方式,同時通過伸長量參數來對張拉應力進行校核[3]。在施工過程中應對鋼絞線兩端的理論以及實際伸長量進行對比分析,并將誤差控制在正負6%以內,一旦出現誤差值超標的情況時,應及時查找問題原因并采取相應的處置措施,然后才能繼續進行張拉施工。
通常張拉施工應在完成混凝土澆筑作業的三天后,應對其強度以及彈性模量進行檢測。如果在設計要求中沒有對混凝土強度進行明確規定的,可以將設計強度的80%以及28 d混凝土的80%彈性模量值作為控制標準,確定其強度以及彈性模量達到施工要求后才能開始作業。施工人員在進行第一次張拉作業前,為了保證張拉質量應首先測定千斤頂的實際摩阻損失。張拉預應力混凝土施工時要根據橋梁工程的實際施工需要合理選擇張拉設備型號,監理人員應在現場進行監督,并根據設計編號來確定張拉順序。在實際張拉時,應嚴格按照施工要求以及操作規程來進行施工。
使用張拉設備前應首先對其進行校驗,確保壓力表讀書能夠準確反映實際的張拉力值。如果在施工中采用的是低松弛鋼絞線和自錨式千斤頂時,應首先將對初應力進行調整,一般應將初應力應為張拉控制應力值的10%到15%之間,這樣比較便于計算張拉施工時的伸長量,同時也能夠更好地確保兩端張拉的同步性。在對預應力筋進行張拉作業時,應確保箱梁結構同步均勻受力,防止其出現超應力而造成結構出現側彎或者扭轉變形的情況。
同時,張拉順序的確定還要充分考慮張拉設備應進行減少移動次數的因素,從而防止錨具組件出現滑脫而受損的問題,可以使錨固更加穩固并使張拉數據更加準確。張拉施工應在混凝土構件兩端同步進行,且兩端千斤頂應同時進行升降,伸長量和劃線的測量也應相互協調。張拉應允許緩慢進行,在向千斤頂設備供油時也應保持勻速,并通過對油泵節流閥的控制來對張拉速度以及油壓進行調整。此外,張拉施工時應采用分級張拉的作業方式,一個千斤頂設備完成其行程后,應對鋼絞線的實際伸長量進行及時的測量,之后再重新供油開展后續行程的張拉,并重復此循環,直到完成設計標準。當最后行程完成后應及時對油泵采取減壓回油措施,同時應在錨頭位置錨固好工作錨夾片。
預應力混凝土張拉施工完成后,施工人員可以利用砂輪切割機的那個手提設備切除預應力筋的外露部分。切除時應避免采取電弧切割方式,并應合理控制預應力筋的保留長度,一般應控制在30 mm左右。此外一般在張拉施工中所使用的千斤頂設備的張拉行程大多在150~200 mm之間,因此當需要張拉長預應力束時,應采取多次張拉施工的方式來進行施工,同時配合張拉作業還要進行相應的錨固,并準確計算每次張拉的伸長量,從而保證最終的張拉伸長量符合設計標準。
2.1.3 錨固施工技術要點
施工人員應打開高壓泵的截止閥,以便緩慢降低張拉缸的油壓。當油壓值歸零后,活塞將回程,同時錨具夾片將自動進行錨固跟進。施工人員可以通過砂輪切割機等設備對多余的鋼絞線進行割斷。在張拉控制應力處于穩定狀態下,施工人員應對滑絲以及伸長量進行檢測,并在相關參數達到設計標準后對其進行錨固作業。完成錨固施工后,應將多余長度切除。
加工鋼筋時,施工人員應嚴格按照設計規格尺寸來進行切割。在安裝鋼筋前應首先綁扎鋼筋,以提高其穩固性。對鋼筋進行綁扎時應利用定型模具來施工。綁扎板梁底部鋼筋時,由于其主筋的長度比較長,因此應采取兩點掛線的方式來綁扎,并要用標尺等工具隨時對其間距進行測量控制,以保證主筋綁扎順直且位置準確[4]。同時應按照設計標準對板梁鋼筋厚度進行檢測,以保證保護層厚度符合施工要求。此外,在施工前應根據保護層厚度來進行砂漿墊塊的預制,且墊塊強度應和混凝土強度等級相符。綁扎墊塊前應預先將墊塊在放置在水中,進行1小時的浸泡處理。放置墊塊時應采取相互錯開的布設方式,同一截面內應只有一個墊塊。內膜支撐鋼筋應保證其馬鐙高度相同,在完成布設后再和底部鋼筋進行綁扎連接。綁扎時應注意不要碰觸鋼絞線,以保證施工的安全。
預應力混凝土施工技術是在現代橋梁工程的建設中應用比較普遍的一種施工技術方法。該技術的應用不僅有效提高了橋梁工程的施工質量和效率,而且降低了橋梁結構的自重,減少了對施工材料的消耗,縮短了施工周期,因此施工單位應合理應用該技術,科學制定施工方案,嚴格遵守相關的操作規程和施工技術規范,加強質量控制管理,確保橋梁工程整體結構的穩定性和安全性,為交通的安全暢通奠定良好的基礎。