闡述高速公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的應(yīng)用

（山東華邦建設(shè)集團(tuán)有限公司，山東 濰坊 262500）

1 預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 應(yīng)用于混凝土結(jié)構(gòu)中

在高速公路橋梁建設(shè)中，大部分結(jié)構(gòu)為混凝土結(jié)構(gòu)，在混凝土結(jié)構(gòu)中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)能夠?qū)㈩A(yù)應(yīng)力處理技術(shù)的主導(dǎo)作用充分發(fā)揮出來，優(yōu)化處理高速公路橋梁的混凝土結(jié)構(gòu)，嚴(yán)格按照國家建筑技術(shù)指標(biāo)和施工工藝要求進(jìn)行高速公路橋梁混凝土結(jié)構(gòu)施工能夠?qū)⒆冃螁栴}發(fā)生的概率大大降低，對混凝土結(jié)構(gòu)中常見的變形、裂痕等問題進(jìn)行有效控制能夠?qū)⒏咚俟窐蛄旱氖褂脡勖娱L，提高高速公路橋梁建設(shè)的社會效益、經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。所以相關(guān)工作者應(yīng)當(dāng)高度重視高速公路橋梁鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用方法，尤其要注意合理地處理混凝土結(jié)構(gòu)裂縫問題，避免裂縫擴(kuò)大，及時進(jìn)行預(yù)應(yīng)力加固，合理控制鋼筋混凝土主體結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量[1]。

1.2 應(yīng)用于受彎構(gòu)件中

整條高速公路橋梁的使用壽命以及施工質(zhì)量都受到受彎主體構(gòu)建質(zhì)量的影響，為此，需要科學(xué)合理地控制高速公路橋梁結(jié)構(gòu)中的受彎構(gòu)件，工作人員要注意正確科學(xué)地使用各種預(yù)應(yīng)力施工材料和技術(shù)，保證嚴(yán)格按照操作規(guī)范開展高速公路橋梁受彎構(gòu)件的應(yīng)用和施工，將受彎構(gòu)件的整體強度提升，保證高效地發(fā)揮出受彎構(gòu)件的價值。在實際高速公路橋梁工程建設(shè)中國，加固整個受彎后構(gòu)件主體的材料主要為高強度的新型碳纖維構(gòu)件，這種碳纖維構(gòu)件的受彎抗拉強度極強，整個受彎主體構(gòu)件壓力差生的損壞可以最大限度地降低，有效避免嚴(yán)重的事故，所以整個受彎主體構(gòu)件及時在承受最大的壓力時也不會發(fā)生損壞等特殊情況，這種受彎構(gòu)件在高速公路橋梁穩(wěn)定性提升方面發(fā)揮著十分重要的作用，有效地保障了交通運行的安全。

1.3 應(yīng)用于公路橋梁加固中

預(yù)應(yīng)力加固法是當(dāng)前很多公路橋梁工程尤其是大型公路橋梁項目廣泛應(yīng)用的一種加固方法，預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的應(yīng)用功能需要提前綜合處理橋梁支撐構(gòu)建的各種預(yù)應(yīng)力，從而保證橋梁兩個承拉區(qū)（受力承拉區(qū)和受壓應(yīng)變區(qū)）能夠承受相反的兩個預(yù)應(yīng)力，逐漸減小橋梁構(gòu)件自身內(nèi)部的受壓應(yīng)變力，將橋梁構(gòu)件的整體承載力提升，確保橋梁結(jié)構(gòu)的整體安全性。在傳統(tǒng)的公路橋梁加固中常常采用預(yù)應(yīng)力下?lián)问嚼瓧U加固法（如圖1所示），隨著預(yù)應(yīng)力技術(shù)的不斷發(fā)展，當(dāng)前在橋梁主體框架結(jié)構(gòu)、路面層、增大橋梁體外補強加固層的補強加固方法也逐漸增多，體外錨噴預(yù)應(yīng)力的補強加固、增大體外截面以及同時增大體外配筋等都是當(dāng)前常見的高速公路橋梁體外預(yù)應(yīng)力補強加固措施。比如我國某公路橋梁T 梁建設(shè)中采用體外錨噴鋼筋混凝土的體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)處理了T 梁鋼束，有效地粘合了橋梁鋼束和梁體外層，達(dá)到了補強加固的效果，公路T 梁的主體抗彎能力得到大大提升，有效地減少了橋梁銹蝕、承載力不足等不良現(xiàn)象，工程整體質(zhì)量水平得到提升，使用壽命也得到進(jìn)一步延長[2]。

圖1 預(yù)應(yīng)力下?lián)问嚼瓧U加固法

2 預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)工藝

2.1 施工前準(zhǔn)備工作

傳統(tǒng)的預(yù)應(yīng)力施工中采用的是冷拉鋼筋，現(xiàn)如今所用鋼絞線比傳統(tǒng)的鋼筋有著更強的經(jīng)濟(jì)型和實用性，鋼絞線施工成本比傳統(tǒng)冷拉鋼筋節(jié)省了1/3的成本，并且有著更高的質(zhì)量參數(shù)，在節(jié)省成本以及提高施工質(zhì)量方面都有著明顯的優(yōu)勢，這得益于現(xiàn)代科技的發(fā)展。現(xiàn)代鋼絞線類型也存在多種，在具體施工中要根據(jù)鋼絞線的性能以及工程需求合理選擇鋼絞線。在選擇錨具時要注意對機(jī)械錨固和模組錨固進(jìn)行重點考慮，錨固類型不同適用范圍也存在一定差異性，施工人員要根據(jù)工程質(zhì)量要求合理選擇錨具。

2.2 預(yù)應(yīng)力技術(shù)施工工藝流程

2.2.1 鋼絞線下料與穿束

在高速公路橋梁預(yù)應(yīng)力施工中需要灌漿處理鋼管和錨墊板，此時可能發(fā)生粘結(jié)段，所以工作人員要清洗干凈粘結(jié)段鋼絞線的PE 層和油脂，確保鋼絞線表面干凈整潔，同時要充分考慮穿束和鋼絞線下垂過程中可能受到的影響，對張拉伸長影響進(jìn)行深入分析，切實采取措施保證張拉兩段有著一樣的伸長部分，保證合理地粘結(jié)好兩端的粘結(jié)段。在實際施工中，難以充分掌控鋼絞線下料穿束的位置和長度，這主要是因為通常需要穿梭的鋼絞線長度超過150m，有著較大的長度，加上受到墩頂導(dǎo)向槽、跨中轉(zhuǎn)向等諸多因素的影響，導(dǎo)致難以一次性完成12 根鋼絞線的穿束。此時可以調(diào)整穿索方式，采用逐根穿索的方式。為了避免發(fā)生纏繞，工作人員在具體施工中首先需要編號各種材料，比如密封蓋小孔、鋼絞線、工作錨板孔，然后按照編號順序逐次完成穿索作業(yè)，保證12 根鋼絞線能夠形成一個緊密結(jié)合的整體，鋼絞線位置再用橡膠墊進(jìn)行約束。最后，還要再次檢查確認(rèn)，明確是否存在纏繞問題[3]。

2.2.2 真空灌漿

高速公路橋梁中采用后張法預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)后期可能會受到外界環(huán)境影響腐蝕預(yù)應(yīng)力鋼筋束，一旦發(fā)生銹蝕會嚴(yán)重影響工程的質(zhì)量安全，甚至發(fā)生坍塌。為此，可以用壓力灌漿的放回寺將預(yù)應(yīng)力筋預(yù)埋孔道與預(yù)應(yīng)力筋之間的間隙填充密實，解決腐蝕問題的同時也提高了混凝土結(jié)構(gòu)的整體性。預(yù)應(yīng)力筋在高應(yīng)力狀態(tài)下很容易受到腐蝕，如果沒有及時采取處理搓死很容易導(dǎo)致腐蝕加劇最終發(fā)生斷面，對預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性產(chǎn)生不良影響。真空灌漿條件下可以將預(yù)應(yīng)力筋的抗腐蝕能力提高，有助于全面提升路橋的整體性能。

2.2.3 預(yù)應(yīng)力筋張拉

預(yù)緊張拉和高應(yīng)力張拉是預(yù)應(yīng)力筋張拉施工的兩個過程，如圖2圖3分別為錨具張拉端構(gòu)造圖和固定端擠壓錨具構(gòu)造圖。工作人員在實際開展預(yù)應(yīng)力張拉施工中需要按照編號張拉對應(yīng)的鋼絞線，從而避免在張拉過程中發(fā)生張拉交叉、纏繞等不良現(xiàn)象。張拉纏繞可以通過預(yù)緊張拉達(dá)到預(yù)防的目的，在正式開展高應(yīng)力張拉前需要理順鋼絞線，確保張拉的效果，提升路橋的整體質(zhì)量。鋼絞線有著較長的長度和較大的下垂量，在預(yù)緊張拉過程中為了避免鋼絞線兩端粘結(jié)長度較大需要注意保證兩端對稱。在高應(yīng)力張拉前還要檢查是否存在錯位、纏繞等不良現(xiàn)象。在完成預(yù)緊張拉施工后工作人員要根據(jù)設(shè)計要求對梁體結(jié)構(gòu)構(gòu)件幾何尺寸、孔道位置進(jìn)行仔細(xì)檢查。同時，需要校驗儀表、設(shè)備、機(jī)械，將預(yù)應(yīng)力筋張拉的施工質(zhì)量水平提高[4]。

圖2 錨具張拉端構(gòu)造

圖3 固定端擠壓錨具構(gòu)造

2.2.4 壓漿施工

可以采用局部粘結(jié)使用方法進(jìn)行公路橋梁的體外錨索固定橫梁，確保粘結(jié)度達(dá)標(biāo)。一般在粘結(jié)路段粘結(jié)力控制過程中需要嚴(yán)格按照設(shè)計規(guī)定控制壓漿密實度，做好張拉過程控制，保證按照施工規(guī)范進(jìn)行壓漿施工和錨具施工。在壓漿前，應(yīng)當(dāng)通過1：1 的模型試驗確定工程是否合格，當(dāng)確認(rèn)合格后方可正式壓漿作業(yè)。在預(yù)應(yīng)力張拉24h 后可以開展壓漿施工作業(yè)。施工中要可以利用手動壓漿機(jī)均勻地壓漿。

2.2.5 混凝土施工

分層澆筑和分層振搗是預(yù)應(yīng)力混凝土澆筑常用的兩種方式。箱梁混凝土有著較大的體積，可以從一端開始分層澆筑振搗，可以按照插入式振搗器為主、插釬式振搗器為輔的方法完成混凝土振搗，將混凝土密度、質(zhì)量提升[5]。

3 預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在高速公路橋梁中的應(yīng)用

3.1 工程概況

上三高速K15+860 頂板底板厚度和側(cè)板厚度分別為29cm 和27cm。該公路受到施工工藝的限制受到了較為嚴(yán)重的風(fēng)化，并且存在嚴(yán)重的超載現(xiàn)象，結(jié)構(gòu)碳化深度達(dá)到了5cm，強度僅僅為10MPa 左右，并且頂板存在較多的裂縫。該工程箱涵頂板加固以及側(cè)腹板碳化防護(hù)為加固維修的重點。

3.2 加固方法

加固方法選擇粘結(jié)預(yù)應(yīng)力體系。沿著道路中心向方向在箱涵頂板底面按照20cm 的間距布置預(yù)應(yīng)力鋼筋，固定方式為錨固方式，張拉方式為螺旋扣環(huán)拉緊器。在張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋后，為了保證預(yù)應(yīng)力鋼筋能夠牢固地粘結(jié)在加固梁體上，需要用3cm 的氧化鋁聚糖樹脂噴涂，鋼絲為兩股鋼絞線、高強螺旋肋鋼絲材料。

裂縫灌漿處理方法如下：第一，清理干凈混凝土表面的灰漿、沙粒等雜物；第二，拌和灌縫用膠，將配好的灌漿膠及時注入裂縫；第三，配置化學(xué)灌漿；第四，接通管道然后將所有灌漿嘴閥門打開，用0.2MPa 以上氣壓吹干凈管道及裂縫；第五，灌漿完成后將灌漿嘴拆除并且修整表面，封閉處理小于0.15mm 寬度的裂縫。

預(yù)應(yīng)力體系加固方法如下：第一，鑿除缺損部位表層劣質(zhì)混凝土將表面浮石清理干凈，人工清除干凈外露鋼筋的銹蝕痕跡，在鋼筋表面上涂刷防腐材料。第二，將結(jié)合面清洗干凈。第三，按照20cm 的間距布置預(yù)應(yīng)力鋼筋，固定方式為錨固方式，用角鋼固定鍍鋅軟鋼絲束。當(dāng)預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉達(dá)到960MP 后，用EC 聚合物砂漿澆筑3cm 厚度，保證鋼筋束能夠和梁體牢固地形成整體，然后開展為期2-3 天的養(yǎng)護(hù)作業(yè)。第四，修補混凝土結(jié)構(gòu)。

3.3 加固效果

采用粘結(jié)預(yù)應(yīng)力體系加固高速公路橋梁箱涵能夠用鍍鋅軟鋼絲將截面部分拉應(yīng)力分擔(dān)，將橋體縱向鋼筋荷載增加值有效減少，實現(xiàn)箱涵承載能力和安全性提升的效果。粘結(jié)預(yù)應(yīng)力體系的應(yīng)用不但提升了橋梁的安全性，也延長了其使用壽命，沒有影響高速公路的社會形象。

4 結(jié)語

在高速公路橋梁施工中應(yīng)當(dāng)加強控制預(yù)應(yīng)力技術(shù)的施工技術(shù)和流程，充分發(fā)揮預(yù)應(yīng)力技術(shù)的優(yōu)勢。