淺談?lì)A(yù)應(yīng)力施工技術(shù)路橋工程中的應(yīng)用

焦飛越

(貴陽宇建建設(shè)監(jiān)理有限公司，貴州 貴陽 550002)

引言

隨著我國(guó)現(xiàn)代技術(shù)的快速發(fā)展，高速公路在大規(guī)模建設(shè),其中出現(xiàn)的質(zhì)量問題和裂縫病害也不斷增多。預(yù)應(yīng)力作為廣泛運(yùn)用到建筑中的一項(xiàng)技術(shù)，它是現(xiàn)代科學(xué)不斷探究和發(fā)現(xiàn)的產(chǎn)物。目前全國(guó)各省市許多高速公路橋梁都采用了這項(xiàng)技術(shù)，但從檢查的情況來看，預(yù)應(yīng)力橋梁裂縫的問題比較普遍，其中箱梁橋尤為突出。預(yù)應(yīng)力技術(shù)不僅用于公路橋梁結(jié)構(gòu)，而且也運(yùn)用到橋梁的維修和加固、大件提升、頂推施工、邊坡或山體錨固等方面，其應(yīng)用范圍還在不斷擴(kuò)大，應(yīng)用前景會(huì)與日俱增。

1 路橋工程預(yù)應(yīng)力施工工藝存在的通病

近年來，為了提高預(yù)應(yīng)力混凝土的早期強(qiáng)度，在施工中通過摻加早強(qiáng)劑的方法，一般澆注砼后就會(huì)開始張拉預(yù)應(yīng)力，可是由于砼強(qiáng)度的增長(zhǎng)需要一定時(shí)間，且強(qiáng)度和彈性模量增長(zhǎng)并不同步，強(qiáng)度增長(zhǎng)比彈性模量增長(zhǎng)快，早期砼變形大，提前張拉預(yù)應(yīng)力會(huì)引起預(yù)應(yīng)力損失增加，導(dǎo)致橋梁承載能力不足，進(jìn)而出現(xiàn)裂縫。除此以外，采用同步養(yǎng)生試壓塊方法試驗(yàn)得出的早期砼強(qiáng)度，盲目替代現(xiàn)場(chǎng)結(jié)構(gòu)的實(shí)際砼強(qiáng)度，這種做法為日后的問題埋下了伏筆。據(jù)資料顯示，產(chǎn)生事故的結(jié)構(gòu)在最后驗(yàn)算時(shí)，實(shí)際強(qiáng)度并沒有達(dá)到試壓塊測(cè)得的強(qiáng)度，有時(shí)候甚至?xí)?。后張預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)以及張拉力控制的問題，預(yù)應(yīng)力的施工作業(yè)不夠標(biāo)準(zhǔn)，特別是張拉力控制不嚴(yán)格對(duì)預(yù)應(yīng)力橋梁的質(zhì)量影響很大。張拉作業(yè)時(shí)，一般都采用張拉力和預(yù)應(yīng)力筋伸長(zhǎng)量?jī)烧哌M(jìn)行雙控，以張拉力為主，以伸長(zhǎng)的效果數(shù)值與張拉力形成核對(duì)。通常張拉力的計(jì)量所采用的1.5級(jí)油壓，它的誤差比較大，甚至有的千斤頂沒有計(jì)量標(biāo)定就開始張拉，而且張拉人員很多都沒有經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)，施工作業(yè)人員的不專心，或盲目施工，這樣經(jīng)常容易出現(xiàn)比較大的誤差，甚至讀表時(shí)誤讀數(shù)，發(fā)生張拉力高低不均的現(xiàn)象。特別是在多束張拉時(shí)，由于不同束受力不均勻，這往往對(duì)預(yù)應(yīng)力筋的伸長(zhǎng)值計(jì)算不夠精準(zhǔn)，彈性模量取值比較混亂，實(shí)際張拉時(shí)很難把將伸長(zhǎng)量控制在規(guī)定范圍內(nèi)，進(jìn)而導(dǎo)致張拉力失控。

預(yù)應(yīng)力孔道壓漿質(zhì)量也是一個(gè)值得分析的問題，預(yù)應(yīng)力孔道壓漿具有兩個(gè)重要的作用，首先是保護(hù)預(yù)應(yīng)力筋不受到銹蝕；第二點(diǎn)則是保證預(yù)力筋和結(jié)構(gòu)之間共同工作。然而在實(shí)際工程中，壓漿孔被堵塞，預(yù)留的壓漿管道在砼澆筑過程中被破壞或被堵塞，壓漿前所采用稠度儀測(cè)得的數(shù)值不夠準(zhǔn)確，凈漿拌和時(shí)沒有嚴(yán)格按照配比施工，沒有按要求攪動(dòng)已拌制好的凈漿，壓漿機(jī)械的老化或壓力達(dá)不到實(shí)際要求等，致使預(yù)應(yīng)力孔道的壓漿不夠飽滿，密實(shí)度不符合標(biāo)準(zhǔn)，漏漿和漏灌現(xiàn)象相當(dāng)普遍，這已然成為了預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的通病。出現(xiàn)這種局面的主要原因，除了施工單位對(duì)孔道壓漿工序重視度不夠之外，目前國(guó)內(nèi)的壓漿工藝、漿體配置、留孔質(zhì)量等也存在著一定問題，主要是漿體的水灰比，距離相關(guān)規(guī)定值偏大。采用規(guī)范中所規(guī)定的水灰比以后，孔道漿體出現(xiàn)泌水，孔道不易密實(shí)和飽滿。

2 錨具存在的通病

近些年來，有些施工方為了減小截面尺寸，追求經(jīng)濟(jì)效益，在預(yù)應(yīng)力箱梁底板以及板梁結(jié)構(gòu)中采用尚有爭(zhēng)議的扁錨，這很明顯是不可取的。因?yàn)楸忮^的張拉工藝采用了逐根張拉，整體張拉的設(shè)備技術(shù)還不成熟，容易導(dǎo)致鋼絞線受力不均。采用扁波紋管留孔，扁孔空間很小，孔道摩阻大，特別是超長(zhǎng)孔道采用一端張拉工藝，問題更加嚴(yán)重。扁錨由于超長(zhǎng)束、扁孔的孔道摩阻大，一端逐根拉工藝的不合理，尚不能完全信任，在其他輔助方法的完善下雖然能夠考慮使用，但為了安全起見還是要考慮新的抉擇。另外，由于扁孔本身的空間小，孔道壓漿比較困難，無法讓孔道壓漿飽滿。據(jù)資料顯示，某高速公路25m跨預(yù)應(yīng)力空心板梁，采用扁錨預(yù)應(yīng)力，后因出現(xiàn)質(zhì)量事故，檢查發(fā)現(xiàn)只有兩端2m范圍內(nèi)的孔道有漿體，中間孔道幾乎不存在漿體，所以成橋后一旦通車出現(xiàn)裂縫是必然現(xiàn)象。結(jié)合相關(guān)資料，在此建議箱梁底板、空心板、腹板梁等一些結(jié)構(gòu)最好禁止使用扁錨。

錨具尺寸減小，進(jìn)而影響錨具質(zhì)量出現(xiàn)問題。目前有很多廠家把夾片長(zhǎng)度減為38mm至40mm，錨環(huán)厚度和直徑以及孔距減小，使錨具的質(zhì)量不能得到保證。錨具的所有相關(guān)幾何尺寸都是經(jīng)過專業(yè)機(jī)構(gòu)嚴(yán)格計(jì)算，反復(fù)試驗(yàn)確定的，無科學(xué)依據(jù)，不能隨便更改尺寸，否則會(huì)影響錨固性能。國(guó)內(nèi)外專家通過研究發(fā)現(xiàn)，夾片對(duì)高強(qiáng)度鋼絞線的夾持長(zhǎng)度，對(duì)錨具的錨固性能影響很大，夾持長(zhǎng)度過小，會(huì)引起鋼絞線滑移錨不住，這在預(yù)應(yīng)力橋梁的施工中會(huì)埋下隱患，因此對(duì)夾片長(zhǎng)度應(yīng)采取嚴(yán)格控制，根據(jù)相關(guān)資料，一般不宜小于 50mm。錨板尺寸和厚度過小，會(huì)影響錨具的承載力，因此隨意地減小錨具尺寸后果將會(huì)相當(dāng)嚴(yán)重。

3 預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)

隨著我國(guó)材料和機(jī)械工業(yè)的發(fā)展，作為預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的高性能混凝土和各種規(guī)格、強(qiáng)度的低松弛鋼絲和鋼絞線的生產(chǎn)國(guó)產(chǎn)化、各種型式錨具的系列化和性能改善的張拉設(shè)備。如張拉千斤頂、油泵、油表、穿束機(jī)、壓漿機(jī)等的完善配套以及為錨具和設(shè)備的專業(yè)生產(chǎn)廠的相繼建立和競(jìng)爭(zhēng)，使預(yù)應(yīng)力技術(shù)水平得到不斷提高，為預(yù)應(yīng)力技術(shù)廣泛應(yīng)用于公路橋梁上提供了保證，下面談?wù)勵(lì)A(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁上的應(yīng)用情況。預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁上一般運(yùn)用于空心板、簡(jiǎn)支T梁、連續(xù)箱梁、連續(xù)剛構(gòu)、300m～500m的混凝土斜拉橋以及更大跨徑的斜拉橋，除此之外預(yù)應(yīng)力技術(shù)還用到公路橋梁頂推法施工、邊坡或山體錨固、大件提升等方面。

預(yù)應(yīng)力在混凝土空心板：公路橋梁跨徑16m～25m，采用預(yù)應(yīng)力混凝土空心板、所使用的預(yù)應(yīng)力鋼筋、一般為高強(qiáng)、低松弛鋼絞線。先張法采用單根銅絞線；后張法采用扁錨或群錨（圓錨），中等張拉噸位。預(yù)制安裝或支架現(xiàn)澆并編有標(biāo)準(zhǔn)圖冷拔低碳鋼絲一般不采用了。在實(shí)際使用中，也有將預(yù)應(yīng)力混凝土空心板跨徑做到30m～35m。對(duì)于這種跨徑；一是材料用量較大；二是鋼度偏小，所以空心板跨徑到25m為宜。

預(yù)應(yīng)力在混凝土箱梁：跨徑40m～60m，采用等截面連續(xù)箱梁，強(qiáng)、低松弛鋼絞線。縱向預(yù)應(yīng)力采用中等或偏的張拉噸位，根據(jù)施工方法，可采用連接錨具續(xù)配置縱向預(yù)應(yīng)力鋼束；當(dāng)箱梁懸臂板懸出長(zhǎng)度在4.0m以上，要配置橋面板橫向預(yù)應(yīng)力鋼束一般采用扁錨3～5根鋼絞線為一束箱梁的施工方法，我國(guó)一般采用支架現(xiàn)澆或滑模逐孔澆筑?？鐝?0～200m采用變截面連續(xù)箱梁，除了按一般連續(xù)箱梁配置縱、橫預(yù)應(yīng)力鋼束以外，在箱梁腹板中配置精軋螺紋粗鋼筋的豎向預(yù)應(yīng)力稱為三向預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。施工方法多采用懸臂澆筑，也可以預(yù)制拼裝。

結(jié)束語

預(yù)應(yīng)力技術(shù)從理論到工程實(shí)踐經(jīng)過幾代人的研究和不斷創(chuàng)新，已發(fā)展為比較成熟的技術(shù)，然而經(jīng)調(diào)查和研究發(fā)現(xiàn)，由于張拉工藝不適合、孔道和錨具質(zhì)量不合規(guī)范等原因，造成預(yù)應(yīng)力施工中仍存在許多不足之處，本文針對(duì)預(yù)應(yīng)力橋梁施工中可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析，以期引起相關(guān)設(shè)計(jì)和施工人員的高度重視。

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