道路橋梁工程預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)研究

魏緒新

（山東高速舜通路橋工程有限公司，山東 濰坊 262100）

1 引言

路橋工程建設(shè)在質(zhì)量方面有著嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，因此，對(duì)施工技術(shù)的要求更加專業(yè)化，由于預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)能夠提高工程安全穩(wěn)定性，延長路橋使用壽命，因而受到廣泛關(guān)注。為顯著提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，降低裂縫等質(zhì)量病害發(fā)生率，合理落實(shí)預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)、把握技術(shù)要點(diǎn)是必要的。

2 工程簡述

項(xiàng)目全長16.59 km，為雙向4車道，路基寬26 m。施工段預(yù)制T梁有榕樹下高架橋等8個(gè)橋梁，均采用后張法預(yù)應(yīng)力混凝土T梁施工技術(shù)，T梁預(yù)制場采用C25混凝土硬化，厚度至少20 cm。其中，T梁跨徑、高度分別為30 m和2 m，每跨單幅T梁為6片，在預(yù)制梁構(gòu)件中，最大吊裝重量為：中梁757 kN、邊梁743 kN。

3 道路橋梁工程預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 孔道施工

為順利安裝管道，落實(shí)預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)時(shí)，施工人員應(yīng)注意管道的埋設(shè)位置，嚴(yán)格按照計(jì)算結(jié)果與施工設(shè)計(jì)內(nèi)容開展相關(guān)作業(yè)，從而確保鋼絞線受力合理，應(yīng)力有效分布。在實(shí)際作業(yè)中，施工人員應(yīng)以工程圖紙為基準(zhǔn)強(qiáng)化定位精度，并落實(shí)規(guī)范的加固處理，選用定位筋，有效綁扎定位鋼筋與腹板。為進(jìn)一步優(yōu)化固定效果，可以于骨架箍筋之間適量增設(shè)橫向鋼筋，以此保證后續(xù)施工質(zhì)量，避免出現(xiàn)移位等不良情況。安裝管道時(shí)，盡量減少彎曲現(xiàn)象，并在安裝后落實(shí)整體性的檢查工作，以管徑為基準(zhǔn)確保管端接長在管道直徑的5～7倍范圍內(nèi)。仔細(xì)檢查接頭部位，做好密封處理，為避免漏漿等情況的發(fā)生，將小直徑套管提前放置于管道內(nèi)部，從根本上杜絕管道堵塞問題[1]。

3.2 穿束施工

根據(jù)路橋工程的質(zhì)量要求，T梁混凝土強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%，且齡期不小于7 d。穿束前，對(duì)管道內(nèi)部雜物、垃圾、水等進(jìn)行清理，參照施工圖紙對(duì)錨墊板位置進(jìn)行檢查，將潤滑劑涂至鋼絞線上，完成上述各項(xiàng)作業(yè)后施工人員方可進(jìn)行鋼絞線穿束作業(yè)。為給后續(xù)張拉作業(yè)的順利展開奠定良好基礎(chǔ)，施工人員應(yīng)把握穿束要點(diǎn)，具體為：將鋼絞線穿入波紋管后，需對(duì)線束固定位置進(jìn)行合理把控，即將其固定在外徑小于波紋管內(nèi)徑5～10 mm的小鋼管上，然后將單根鋼絞線從孔道的另一頭拉出。

3.3 張拉施工

1）首次進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉作業(yè)前，施工人員應(yīng)以現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范與工程要求為基準(zhǔn)對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼束和錨圈口摩阻力、孔道摩阻力損失進(jìn)行測試，以此為基礎(chǔ)對(duì)張拉力數(shù)值進(jìn)行合理調(diào)整。需要注意的是，實(shí)際施工前施工人員應(yīng)復(fù)核計(jì)算張拉理論引伸量與張拉預(yù)應(yīng)力，以此保證有效預(yù)壓應(yīng)力值。

2）做好提早測試兩孔梁體管道摩阻等工作，最好在T梁試生產(chǎn)階段就展開，從而盡量提前確定預(yù)應(yīng)力在實(shí)際施工過程中出現(xiàn)的損失。另外，開展張拉作業(yè)前應(yīng)規(guī)范標(biāo)記拱度，然后在張拉后測量梁體上拱值，參照施工設(shè)計(jì)對(duì)比分析上拱值。做好錨墊板清理工作，并對(duì)施工細(xì)節(jié)進(jìn)行檢查，即錨墊板與孔道是否垂直、千斤頂軸線與錨墊板孔道軸線是否一致、油管接頭是否上緊等。

3）把握張拉順序。根據(jù)該工程實(shí)際情況與施工要求，明確張拉程序，并對(duì)伸長值進(jìn)行測量并校核，測量總的回縮量，若是發(fā)現(xiàn)油表參數(shù)下降，則要通過規(guī)范操作立即補(bǔ)油[2]。

具體而言，施工人員應(yīng)按要求安裝錨具，在此之上安裝夾片，然后將鋼絞線從千斤頂中心穿出。在張拉時(shí)，當(dāng)鋼絞線應(yīng)力值上升至10%σk時(shí)供油停止（σk為額定張拉力），檢查夾片狀態(tài)，畫線標(biāo)記。由于本次工程采用兩側(cè)同步對(duì)稱分級(jí)方式開展預(yù)應(yīng)力張拉作業(yè)，所以施工人員可以將其分為3個(gè)級(jí)別，即10%σk、20%σk與100%σk。每次達(dá)到施工設(shè)計(jì)的控制應(yīng)力時(shí)應(yīng)持荷2 min，然后對(duì)張拉至100%σk狀態(tài)的參數(shù)值進(jìn)行測量，主要是鋼絞線伸長量和錨夾片外露量，測量、分析結(jié)束后整機(jī)復(fù)位，重復(fù)上述工序環(huán)節(jié)，開展下一束張拉。值得注意的是，張拉作業(yè)結(jié)束后施工人員應(yīng)對(duì)同一束鋼絞線伸長量進(jìn)行校核，保證實(shí)際作業(yè)與施工設(shè)計(jì)伸長量之間的誤差在6%以內(nèi)。

3.4 壓漿工藝

新時(shí)期下，路橋工程施工工藝的信息化、智能化水平越來越高。在張拉壓漿環(huán)節(jié)，該工程主要選用智能壓漿設(shè)備完成，進(jìn)而確保預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的優(yōu)勢與作用得以充分發(fā)揮。工藝流程為：合理部署設(shè)備與控制臺(tái)—管路連接—漿液配制—調(diào)試施工設(shè)備—壓漿—完成作業(yè)。這一流程的技術(shù)要點(diǎn)如下：

1）控制智能壓漿臺(tái)車與施工點(diǎn)距離，不應(yīng)過遠(yuǎn)，同時(shí)將壓漿臺(tái)車與控制臺(tái)之間的距離控制在5～50 m范圍內(nèi)。

2）根據(jù)預(yù)制梁長度合理選擇施工模式。由于本工程預(yù)制梁長度在30 m以上，所以T梁預(yù)制場采用單孔孔外循環(huán)模式，連接方式如圖1所示。

圖1 管路連接方式（單孔孔外循環(huán)模式）

3）開展?jié){液配制工作時(shí)，由于該工程施工設(shè)計(jì)要求預(yù)應(yīng)力管道灌漿用漿水膠比數(shù)值在0.26～0.28區(qū)間，所以施工人員應(yīng)在此環(huán)節(jié)對(duì)初始流動(dòng)度進(jìn)行檢測與控制。為提高作業(yè)效率，選用高速制漿機(jī)開展?jié){液制備工作，轉(zhuǎn)速控制在1 420 r/min，為優(yōu)化漿體性能，適當(dāng)加入成品壓漿劑。使用方法為：控制材料與水的配比，將水倒入制漿筒，將壓漿料加入后啟動(dòng)機(jī)器，然后加入水泥。需要注意，水泥的加入要以緩慢速度進(jìn)行，以此保證拌和質(zhì)量。壓漿劑加入后機(jī)械運(yùn)行時(shí)間要控制在5 min之內(nèi)，然后將閥門開啟，實(shí)現(xiàn)漿液向低速攪拌桶的轉(zhuǎn)移[3]。

4）為避免機(jī)械設(shè)備運(yùn)行期間出現(xiàn)質(zhì)量問題，影響作業(yè)質(zhì)量，施工人員應(yīng)規(guī)范開展設(shè)備調(diào)試工作。由于該路橋工程采用的智能設(shè)備，所以施工技術(shù)人員接通設(shè)備電源后，運(yùn)用筆記本對(duì)其進(jìn)行調(diào)試即可。具體而言，按照設(shè)備要求安裝控制軟件并連接設(shè)備，在控制界面排查設(shè)備故障，確認(rèn)無任何問題后方可開展作業(yè)。設(shè)備調(diào)試要提前展開，避免耽誤施工進(jìn)度。

5）在壓漿施工期間，同樣依靠計(jì)算機(jī)對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行操作。回到主界面，檢查顯示框數(shù)據(jù)是否變化跳動(dòng)，結(jié)合實(shí)際施工作業(yè)核對(duì)壓漿梁號(hào)與管路連接情況，一切無誤后壓漿施工，即啟動(dòng)“梁孔擠水”。壓漿過程中，施工人員應(yīng)對(duì)流量值、壓力值進(jìn)行時(shí)刻關(guān)注，判斷其是否處于合理范圍，若是出現(xiàn)異常則要立即停止壓漿作業(yè)，立即解決異常，檢查合格后方可繼續(xù)作業(yè)。需要注意的是，中斷后的壓漿作業(yè)開始前，施工人員應(yīng)對(duì)線路、儀器連接進(jìn)行仔細(xì)檢查，完成一次壓漿作業(yè)后連接返漿管和接進(jìn)管，在高流量、低壓力的狀態(tài)下清洗設(shè)備與管路，直至其流出清水。

若是路橋工程現(xiàn)有條件需要開展真空壓漿作業(yè)，則要規(guī)范安裝抽真空機(jī)和壓漿機(jī)，做好短管接頭在管道兩側(cè)的增設(shè)作業(yè)，并將其與壓漿機(jī)、抽真空機(jī)相連接。把握灌漿順序，為確保漿液的密實(shí)性，采取由下至上的灌漿順序，此前要做好抽真空處理，避免孔道存在漏氣情況。在啟動(dòng)壓漿機(jī)前，施工人員要將管內(nèi)垃圾完全排出，一般是積水，然后將真空壓力值控制在-0.10～0.06 MPa范圍。壓漿初期控制施工速度，待壓力上升后合理加快壓漿速度，若是壓漿過程中發(fā)現(xiàn)真空管流出漿液，則要立即關(guān)閉閥門與真空機(jī)，同時(shí)開啟排廢管端閥門，確保漿液順利流出，直至其稠度達(dá)到適中狀態(tài)，關(guān)閉真空端閥門。若是壓力提高至0.5～0.6 MPa，則要及時(shí)落實(shí)保壓措施，時(shí)間控制在2 min，然后開啟壓漿泵，當(dāng)壓力在0.5 MPa以上時(shí)關(guān)閉壓漿端上閥門，關(guān)閉壓漿泵。

4 道路橋梁工程中預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)質(zhì)量控制要點(diǎn)

4.1 張拉技術(shù)的質(zhì)量要求與控制要點(diǎn)

1）張拉同一束鋼絞線時(shí)，施工人員應(yīng)確保兩端張拉的同步性，并根據(jù)張拉過程中呈現(xiàn)的各項(xiàng)數(shù)值對(duì)施工作業(yè)進(jìn)行靈活控制，主要是伸長量與油表讀數(shù)，時(shí)刻將實(shí)際伸長值與施工設(shè)計(jì)伸長值之間的偏差控制在6%以下。

2）張拉作業(yè)一定要在路橋工程梁體混凝土強(qiáng)度達(dá)標(biāo)的基礎(chǔ)上進(jìn)行，而且在實(shí)際張拉過程中，要做到兩端與兩邊同步對(duì)稱張拉，安排專人開展張拉記錄并歸檔，加強(qiáng)組織管理。若是在張拉過程中發(fā)現(xiàn)兩端的壓標(biāo)數(shù)值差在1.5 MPa以上，則要立刻停止張拉作業(yè)，卸掉荷載更換油表，然后再次張拉。

3）檢查滑絲數(shù)量，不可大于工程預(yù)應(yīng)筋總數(shù)量的0.5%，控制斷絲情況，一束內(nèi)其數(shù)量應(yīng)控制為0根，且不可位于一側(cè)。

4）張拉過程中，清空千斤頂后方區(qū)域，不得存在施工人員，禁止攀扶、踩踏油管。開展相關(guān)檢修作業(yè)時(shí)，尤其是油路系統(tǒng)和電路系統(tǒng)，不得帶壓、帶電操作。

5）根據(jù)路橋規(guī)模與施工條件，合理判斷預(yù)應(yīng)力張拉作業(yè)是否需要分階段完成，或是選擇一次性張拉完成，從而保證預(yù)應(yīng)力彈性模量與施工強(qiáng)度符合施工預(yù)期。

4.2 做好封錨工作

完成路橋工程預(yù)應(yīng)力張拉作業(yè)后，施工人員應(yīng)在2 d內(nèi)開展并完成錨具封堵作業(yè)，比如，使用干硬性補(bǔ)償收縮混凝土開展此項(xiàng)作業(yè)。作業(yè)前，為使混凝土材料充分發(fā)揮功能作用，應(yīng)做好防水處理，并將鋼筋網(wǎng)安裝至端口位置，面向完成綁扎的鋼筋骨架開展混凝土澆筑作業(yè)，最后全面涂抹防水材料，從而確保路橋工程質(zhì)量符合要求，滿足長久運(yùn)營要求。

5 結(jié)語

綜上所述，作為道路橋梁工程技術(shù)體系的重要組成，高質(zhì)量、規(guī)范預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的落實(shí)能夠提高路橋工程結(jié)構(gòu)整體安全穩(wěn)定性，避免裂縫等常見質(zhì)量問題的發(fā)生，延長路橋使用壽命。因此，應(yīng)立足于路橋工程深入研究預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)，從孔道施工、穿束施工、張拉施工、壓漿施工等方面分析技術(shù)要點(diǎn)，提升道路橋梁承載力等性能，從而滿足此類工程的高規(guī)格施工要求，推動(dòng)相關(guān)行業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展。