淺析公路工程道橋施工中預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的應(yīng)用

徐 偉

（盛世國際路橋建設(shè)有限公司，山東 高密 261500）

0 引言

在我國經(jīng)濟(jì)不斷建設(shè)發(fā)展的進(jìn)程中，對于公路工程道橋施工項(xiàng)目的重視程度不斷增加，全力支持公路工程道橋各個(gè)施工項(xiàng)目的建設(shè)工作[1]。施工單位本身所承載的是社會(huì)基本生活需求，因此各個(gè)區(qū)域的道橋工程建設(shè)工作開展需要從實(shí)際情況出發(fā)，結(jié)合當(dāng)?shù)氐氖┕きh(huán)節(jié)應(yīng)用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)。我國預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的應(yīng)用時(shí)間相對較短，但是卻能夠大大提升我國公路工程道橋施工項(xiàng)目的質(zhì)量技術(shù)水平，改善我國道橋施工工程的工程質(zhì)量，在延長公路工程施工壽命的同時(shí)也能為施工單位節(jié)約大量的經(jīng)濟(jì)成本。預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)本身所具備的技術(shù)特性讓該技術(shù)的發(fā)展速度極快，施工技術(shù)的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大[2]?，F(xiàn)如今我國預(yù)應(yīng)力技術(shù)體系應(yīng)用相對成熟，因此在業(yè)內(nèi)得到了廣泛認(rèn)可，促進(jìn)公路工程道橋施工工程的進(jìn)一步發(fā)展[3]。

1 預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)

我國現(xiàn)階段的公路工程道橋施工項(xiàng)目中常常應(yīng)用的構(gòu)件加固技術(shù)為預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)，相關(guān)研究表明，構(gòu)成預(yù)應(yīng)力混凝土的主要構(gòu)件有高強(qiáng)度的鋼筋以及混凝土。這是由于這2 種原材料在強(qiáng)度以及抗拉性方面有較強(qiáng)的應(yīng)用優(yōu)勢，將其應(yīng)用至公路工程道橋施工項(xiàng)目中，不僅能夠降低道橋施工項(xiàng)目中建筑裂縫出現(xiàn)的概率，也能發(fā)揮預(yù)應(yīng)力技術(shù)本身所具備的抗疲勞性特征以及抗?jié)B透性的應(yīng)用性能[4]。此外，在公路工程道橋施工過程中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)，能夠進(jìn)一步提升道橋施工項(xiàng)目的施工質(zhì)量，進(jìn)一步延長施工道橋建筑的應(yīng)用壽命，節(jié)省在后期運(yùn)維環(huán)節(jié)中的應(yīng)用資金，推動(dòng)我國公路建設(shè)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。為此施工單位需要全面應(yīng)用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)，明確預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)本身的應(yīng)用價(jià)值，提升公路工程道橋施工工程的整體施工速度[5]。

2 案例工程概述

案例工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)為雙向四車道高速公路，所設(shè)計(jì)的公路時(shí)速為120 km，但預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)應(yīng)用不當(dāng)時(shí)，極易導(dǎo)致道橋施工項(xiàng)目產(chǎn)生項(xiàng)目施工質(zhì)量問題，嚴(yán)重影響道橋項(xiàng)目的后期使用效果。為此該文開展公路工程道橋項(xiàng)目應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)研究工作。

3 分析公路工程道橋施工中預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的應(yīng)用

3.1 錨具的前期處理工作

公路工程道橋施工項(xiàng)目中所應(yīng)用的預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)常常應(yīng)用錨固處理技術(shù)，只有做好錨固處理工作才能提升建筑工程施工質(zhì)量。公路工程道橋施工過程中，錨固加固技術(shù)主要應(yīng)用至綜合橫梁建設(shè)環(huán)節(jié)中，導(dǎo)向槽設(shè)置環(huán)節(jié)中以及橫向跳轉(zhuǎn)中向環(huán)節(jié)中，每一個(gè)區(qū)域都需要開展質(zhì)量控制管理工作。案例工程所選用的預(yù)應(yīng)力錨具如圖1 所示。

圖1 預(yù)應(yīng)力錨具

3.2 下料處理工作

在我國預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用前需要做好下料處理工作，在鋼管以及錨墊板之內(nèi)進(jìn)行灌漿處理，借助黏結(jié)作用來提升預(yù)應(yīng)力筋的穩(wěn)定性。

第一，在后期進(jìn)行錨墊板與鋼管鋪設(shè)過程中，施工人員需要先利用灌漿施工技術(shù)來強(qiáng)化細(xì)節(jié)支出的穩(wěn)定黏合效果，加強(qiáng)整個(gè)公路工程道橋施工項(xiàng)目的整體牢固性。施工人員需要關(guān)注鋼筋材料的處理工作，在正常下料前需要提前做好清理工作，嚴(yán)格控制鋼絞線施工操作，在處理油脂層之后實(shí)現(xiàn)對材料的有效處理，全面提升工程項(xiàng)目的施工技術(shù)應(yīng)用水平。

第二，案例工程鋼絞線下料活動(dòng)的開展，需要由施工人員選擇砂輪切割機(jī)進(jìn)行切割。在進(jìn)行鋼筋線編束過程中需要應(yīng)用20 號鐵絲進(jìn)行綁扎，鐵絲與鐵絲之間的間距控制在2.5m～3m。在鋼絞線編束過程中，需要由施工人員進(jìn)行鋼絞線理順，確保各個(gè)鋼絞線松緊性的一致性。鋼絞下料長度計(jì)算如公式（1）和公式（2）所示。

式中：L為構(gòu)件的孔道長度；l1為夾片式工作錨厚度；l2為穿心式千斤頂長度；l3為夾片式工具錨厚度。

第三，案例工程鋼絲下料過程中，確保消除應(yīng)力后的鋼絲在放開后仍舊是直的，對其進(jìn)行切斷繼而直接下料。將鋼絲的應(yīng)力控制在0N/mm2～250N/mm2，而下料長度的誤差控制設(shè)置為4mm。這句是作者改的在進(jìn)行鋼絲編束過程中，需要確保鋼絲束兩端鋼絲排列順序的一致性，確保鋼絲穿束工作以及鋼絲張拉工作不會(huì)出現(xiàn)紊亂的問題。通過在距離鋼絲短區(qū)域8cm～15cm 區(qū)域進(jìn)行編扎。而鋼絲下料過程中，則需要利用鋼質(zhì)錐形錨具、錐錨式千斤頂進(jìn)行張拉，而鋼絲下料長度計(jì)算則如公式（3）和公式（4）所示。

式中：L為構(gòu)件的孔道長度；l1為錨環(huán)厚度；l2為千斤頂分絲頭至卡盤外端的距離。

3.3 墩壁施工技術(shù)

案例工程項(xiàng)目在開展墩壁施工工作時(shí)，需要根據(jù)設(shè)計(jì)要求對案例工程墩座預(yù)埋鋼板的位置進(jìn)行檢查，繼而開展外側(cè)模板的安全施工工作。

第一，案例工程所應(yīng)用的外側(cè)模板是由膠合板面以及方鋼骨架構(gòu)成，而設(shè)計(jì)并應(yīng)用的單面墩壁模型縱帶是以八號槽鋼為主要設(shè)計(jì)，將其通過與外斜腿桁架片橫向連接繼而完成相應(yīng)的施工工作。案例工程的工作人員需要提前設(shè)置臨時(shí)定位，同時(shí)需要安裝2 塊模板，通過考慮變形量因素后對模板進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

第二，案例工程的施工人員需要開展墩臂鋼筋的綁扎工作，通過對預(yù)應(yīng)力管道以及鋼筋進(jìn)行安裝工作，繼而設(shè)計(jì)相應(yīng)的勁性骨架。施工人員需要將預(yù)應(yīng)力管道設(shè)置在主筋區(qū)域上，鋼筋是以傾斜角度進(jìn)行布置，借住模板控制劃線的手段確定安裝位置，通過對臨時(shí)預(yù)應(yīng)力錨板進(jìn)行安裝，繼而確保工程項(xiàng)目施工效果。

第三，案例工程的拉桿設(shè)計(jì)是以28mm 鋼筋為主，通過將拉桿的兩端分別固定在主縱梁和外斜腿桁架上后，繼而開展相應(yīng)的施工工作。項(xiàng)目施工人員在墩壁混凝土灌注過程中，需要將墩壁兩側(cè)混凝土偏差控制在1.5 m3 以內(nèi)，將墩壁斜長設(shè)置為5 m。

3.4 孔道施工環(huán)節(jié)

第一，案例工程的與預(yù)應(yīng)力筋孔道形狀主要是由直線、曲線以及折線這3 種線構(gòu)成的。在案例工程中粗鋼筋的孔道直徑需要比焊接頭的外徑以及需要穿過孔道錨具外徑大13mm 左右，而鋼絲以及鋼絞線的孔道直徑設(shè)置需要比預(yù)應(yīng)力束外徑大12mm 左右，設(shè)計(jì)的孔道面積則是預(yù)應(yīng)力筋凈面積的4 倍。

第二，在進(jìn)行孔道布置過程中，需要確保距離構(gòu)件邊緣的凈距離在45mm，孔道與孔道之間的凈距離則是在55mm。

3.5 合理控制鋼筋安裝施工工作

公路工程道橋項(xiàng)目施工人員需要在施工過程中嚴(yán)格遵守相關(guān)規(guī)定及要求。

項(xiàng)目施工單位在應(yīng)用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)時(shí)，需要安排專門監(jiān)理工作人員開展監(jiān)督工作，由專業(yè)人員對施工人員開展統(tǒng)一化的專業(yè)培訓(xùn)指導(dǎo)工作。在公路工程道橋施工過程中常常會(huì)采取鋪設(shè)預(yù)設(shè)鋼筋的操作技術(shù)，為此需要將鋼筋長度控制在150m 以內(nèi)。在開展穿束工程工作時(shí)，預(yù)應(yīng)力鋼筋需要穿過多個(gè)導(dǎo)向槽以及跨中裝置。案例工程在開展12 根鋼筋穿束工作時(shí)，需要提升施工技術(shù)人員的操作技術(shù)水平，提升項(xiàng)目工程的施工質(zhì)量。

表1 為案例工程的鋼筋截取參數(shù)。

表1 鋼筋截取技術(shù)參數(shù)

3.6 鋼筋孔道施工

道橋項(xiàng)目施工人員開展預(yù)應(yīng)力鋼筋孔道施工過程中，需要嚴(yán)格控制抽芯時(shí)間，避免項(xiàng)目施工環(huán)節(jié)出現(xiàn)預(yù)應(yīng)力管道堵塞問題，根據(jù)相關(guān)預(yù)應(yīng)力設(shè)備操作規(guī)定開展管道精準(zhǔn)性定位活動(dòng)，避免出現(xiàn)管道施工曲折情況。

第一，在直線孔道成型過程中，需要選用鋼管抽芯法確?？椎莱叽缗c位置的正確性，確保接頭區(qū)域不會(huì)出現(xiàn)漏漿問題。所選擇的鋼管需要具備平直以及表面光滑的特性，每根鋼管的長度在16m 以內(nèi)，在應(yīng)用16m 以上鋼管時(shí)可利用中間套管對鋼管進(jìn)行連接。在進(jìn)行構(gòu)件固定中則利用鋼筋井字架進(jìn)行固定，且固定間距控制在0～1m。為了確保不會(huì)出現(xiàn)黏結(jié)問題，在澆筑過程中施工人員需要每隔15min 轉(zhuǎn)動(dòng)鋼管，而2 根鋼管的選轉(zhuǎn)方向也是要完全相反的。在抽管過程中，初凝后以及終凝前，施工人員需要用手指按壓砼，在并未有明顯性壓痕也不會(huì)黏連漿后便可進(jìn)行抽管活動(dòng)。

第二，在曲線孔道成型過程中，需要選用膠管抽芯法確保孔道尺寸與位置的正確性，確保接頭區(qū)域不會(huì)出現(xiàn)漏漿問題。在該方法應(yīng)用前需要將一端封堵，而另一端與閥門相連接，沖水壓以及充氣壓須控制為0.6MPa，確保膠皮管直徑能夠增大2mm。在利用鋼筋井字架對構(gòu)件固定期間，需要確保固定間距在0.5m 以內(nèi)。為了防止膠管發(fā)生黏結(jié)情況，在澆筑過程中施工人員不要轉(zhuǎn)動(dòng)膠管，僅在抽管前開展放水降壓或是放氣降壓工作，等待膠管管徑縮小與砼脫離之后，便可抽出膠管。

3.7 預(yù)應(yīng)力筋張拉工作

我國的預(yù)應(yīng)力技術(shù)研究應(yīng)用時(shí)間相對較短，因此在技術(shù)操作應(yīng)用的質(zhì)量控制方面存在一定的問題，造成預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用后的張拉施工項(xiàng)目無法達(dá)到預(yù)期施工目標(biāo)。

第一，施工人員需要對預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行編號，避免纏繞問題的發(fā)生，同時(shí)需要在張拉過程中確保張拉規(guī)范有序開展。張拉過程中需要確保兩端對稱開展，確保張拉力度的適中性，最大程度確保預(yù)應(yīng)力筋的受力均勻性，有效避免纏繞以及錯(cuò)位等問題的出現(xiàn)。為此需要做好張拉延伸量的計(jì)算工作。案例工程所應(yīng)用理論伸長值如公式（5）所示。

式中：PP所表示的為預(yù)應(yīng)力筋的平均張拉力；L為預(yù)應(yīng)力筋的長度；AP為預(yù)應(yīng)力筋的截面面積；EP為預(yù)應(yīng)力筋的彈性模量。

第二，案例工程在進(jìn)行豎向預(yù)應(yīng)力施工過程中，需要選擇25mm 的螺紋鋼筋進(jìn)行施工，同時(shí)需要在施工前進(jìn)行鐵皮管的敷設(shè)工作，預(yù)應(yīng)力鋼筋是需要直接穿到鐵皮管中，而鋼筋的一端是需要借助螺母對鋼筋進(jìn)行固定，做好相應(yīng)的密封工作，避免發(fā)生漏漿問題，而鋼筋的另一端則是進(jìn)行張拉端工作，通過選取控制力與伸長值雙重控制管理的方法進(jìn)行張拉，在進(jìn)行切割過程中則需要利用砂輪切割機(jī)進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼筋的切割工作，而在張拉錨固過程中，則需要利用穿心式單作用千斤頂單側(cè)開展相應(yīng)的張拉工作。為此直線預(yù)應(yīng)力筋需要設(shè)置為在30m 以下，而曲線預(yù)應(yīng)力筋的錨固損失影響程度則在0.5L以上。張拉參數(shù)設(shè)置以油壓表數(shù)據(jù)為準(zhǔn)，而油壓誤差需要控制在±2%以內(nèi)，而張拉的伸長量誤差則需要控制在±1%以內(nèi)。在張拉完成工作后，需要提前做好質(zhì)量檢查工作，對于相關(guān)設(shè)備以及儀表進(jìn)行檢驗(yàn)，最大程度確保施工現(xiàn)場秩序的有序性，大大增加公路工程道橋施工項(xiàng)目的張拉施工質(zhì)量。

3.8 壓漿施工工作

在該施工環(huán)節(jié)中，預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用的主要目的為固定體外索錨橫梁。

第一，鋼筋張拉施工環(huán)節(jié)完成之后需要盡快開展孔道灌漿工作，有效確保預(yù)應(yīng)力筋不會(huì)被銹蝕，同時(shí)也能確保預(yù)應(yīng)力筋能夠與砼有效黏結(jié)。為此需要嚴(yán)格控制超載期間的裂縫間距以及裂縫寬度，有效減輕梁端錨具的負(fù)荷程度。在具體施工過程中，需要由項(xiàng)目施工人員借助局部黏結(jié)的方法來提升其黏結(jié)度。只有道橋施工項(xiàng)目的壓漿密實(shí)度滿足相關(guān)施工標(biāo)準(zhǔn)，才能提升體外索錨橫梁黏結(jié)力。所選用的灌漿料強(qiáng)度等級需要高于33 級配制的普通硅酸鹽水泥，灌漿食物哦應(yīng)用的水灰比例為1︰1.45，在其充分?jǐn)嚢韬螅?h 灌漿料的泌水率為2%～3%，而灌漿料的泌水能夠在24h 內(nèi)重新被灌漿料所吸收，且攪拌過后的灌漿料抗壓強(qiáng)度需要大于33N/mm2。

第二，施工人員在結(jié)束張拉施工的24h 內(nèi)需要立即進(jìn)行壓漿，借助手動(dòng)壓漿劑來保證壓漿的均勻性、穩(wěn)定性。為了能最大程度確保公路工程道橋施工質(zhì)量，在灌漿施工前，需要注意構(gòu)件孔道、灌漿孔、泌水孔以及排氣孔的暢通性，對于案例工程內(nèi)抽芯成孔的孔道采取壓力水沖洗的方法進(jìn)行濕潤。在灌漿過程中，需要先對下層孔道進(jìn)行灌漿，之后在對上層孔道進(jìn)行灌漿，灌漿活動(dòng)需要均勻緩慢地進(jìn)行，灌漿期間需要確保灌漿行為的連續(xù)性以及排氣活動(dòng)的通暢性，在出漿口冒出灌漿料后對排氣口進(jìn)行封閉，同時(shí)對其進(jìn)行加壓，在加壓至0.6N/mm2后，穩(wěn)壓2min，對于灌漿口進(jìn)行封閉。在底模支架拆除時(shí)，需要確?？椎拦酀{強(qiáng)調(diào)16N/mm2在范圍值以上。在進(jìn)行砼澆筑過程中，需要確保振動(dòng)器不會(huì)接觸預(yù)應(yīng)力筋以及鋼筋支架。

第三，案例工程對孔道直徑相對較大時(shí)開展灌漿活動(dòng)，需要采取“二次壓漿”技術(shù)方法，案例工程的壓漿機(jī)參數(shù)見表2。

表2 手動(dòng)壓漿機(jī)設(shè)置的各項(xiàng)參數(shù)

4 結(jié)語

案例工程項(xiàng)目應(yīng)用的預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)，大大提升了案例工程的施工效率，增加案例工程項(xiàng)目的施工經(jīng)濟(jì)效益，不僅便于施工項(xiàng)目的現(xiàn)場管理，同時(shí)也能有效提升公路工程道橋項(xiàng)目的施工質(zhì)量。

在我國偏遠(yuǎn)地區(qū)、地理?xiàng)l件復(fù)雜的區(qū)域也紛紛開始公路建設(shè)工作，國家為了提升公路工程道橋的質(zhì)量，不僅提出了道橋建設(shè)的相關(guān)規(guī)定制定，同時(shí)也明確了相關(guān)操作建設(shè)技術(shù)[6]。為了能夠適應(yīng)公路工程道橋施工建設(shè)發(fā)展需求，需要不斷改善現(xiàn)有的施工劑數(shù)，全面提升施工技術(shù)應(yīng)用水平，幫助施工單位克服施工難度，滿足社會(huì)的建筑需求。道路橋梁工程項(xiàng)目施工工作開展關(guān)乎社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，不僅對人民群眾的生命安全有極大的影響，同時(shí)對我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平也有極大的影響。為此在道路橋梁工程項(xiàng)目施工工作開展過程中，需要合理應(yīng)用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)，提高各個(gè)施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量管理水平，推動(dòng)我國道路交通行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。