朱兆明
(山东省路桥集团有限公司,山东 济南 250021)
在现代桥梁施工中,预应力混凝土技术由于不仅能够使施工质量和效率得到明显地提高,同时还降低施工的成本,实现更大的经济效益,因此得到了越来越广泛地应用。应用预应力混凝土技术进行桥梁工程的施工时,主要是利用钢绞线来增强桥梁结构刚性以及稳定性,以达到保证桥梁工程整体结构安全的目的。此外,应用该技术进行桥梁工程的施工还可以减小对建筑材料的消耗,在客观上减轻了桥梁的自重,改善桥梁结构的受力能力,从而使桥梁工程具有更好的通行性能,为交通的安全畅通提供可靠的保障。
所谓预应力混凝土施工技术也就是在混凝土构件承载前,先将一定的压应力施加其上,从而促使其在外力荷载影响下产生相应的压应力,以达到对其在承载外力载荷后所行程的拉应力加以消减的目的。这样可以提高混凝土结构的刚性,同时也可以使混凝土构件出现弹性变形的概率降低,提高结构抗性以及受拉模块强度,保证整体结构的安全性和稳固性。
应用预应力混凝土施工技术来进行桥梁工程的施工,可以使桥梁结构的抗裂性能得到改善。由于普通混凝土的抗裂性能主要取决于其自身的抗拉强度,因此其抗裂性比较差。当采用该技术后,可以使混凝土构件在承受外部载荷前产生压应力,从而对混凝土的预应力进行有效的抵消[1]。此外,混凝土构件抗裂性能的提高也可以使桥梁整体结构的刚度得到增强,从而减少了裂缝等问题产生的概率,有效延长了桥梁工程的使用年限。
2.1.1 安装张拉设备以及锚具
安装张拉装置和锚具施工时,应对正锚位,并将夹片打紧且对称均匀,同时外露部分应保持一致。如果桥梁工程采用的是箱梁结构的,其端部工作锚孔应和设置在千斤顶上方的锚孔位排列相同[2]。在设置张拉力作用线时,要注意和孔道的中心线位置保持一致。安装前应检查锚具和限位板是否配套一致,同时应保证钢绞线的顺直。
2.1.2 开展张拉作业的技术要点
在进行张拉施工的过程中,施工人员应严格遵守设计标准和操作规范,确保由混凝土构件的设计受压截面承受张拉合力,而在混凝土构件的边缘位置则不应有拉应力产生,从而防止混凝土截面出现较大的偏心受压现象。施工人员应根据伸长量以及张拉力参数来采用双向控制的方式来控制张拉应力,特别是对张拉力的准确控制是主要的应力控制方式,同时通过伸长量参数来对张拉应力进行校核[3]。在施工过程中应对钢绞线两端的理论以及实际伸长量进行对比分析,并将误差控制在正负6%以内,一旦出现误差值超标的情况时,应及时查找问题原因并采取相应的处置措施,然后才能继续进行张拉施工。
通常张拉施工应在完成混凝土浇筑作业的三天后,应对其强度以及弹性模量进行检测。如果在设计要求中没有对混凝土强度进行明确规定的,可以将设计强度的80%以及28 d混凝土的80%弹性模量值作为控制标准,确定其强度以及弹性模量达到施工要求后才能开始作业。施工人员在进行第一次张拉作业前,为了保证张拉质量应首先测定千斤顶的实际摩阻损失。张拉预应力混凝土施工时要根据桥梁工程的实际施工需要合理选择张拉设备型号,监理人员应在现场进行监督,并根据设计编号来确定张拉顺序。在实际张拉时,应严格按照施工要求以及操作规程来进行施工。
使用张拉设备前应首先对其进行校验,确保压力表读书能够准确反映实际的张拉力值。如果在施工中采用的是低松弛钢绞线和自锚式千斤顶时,应首先将对初应力进行调整,一般应将初应力应为张拉控制应力值的10%到15%之间,这样比较便于计算张拉施工时的伸长量,同时也能够更好地确保两端张拉的同步性。在对预应力筋进行张拉作业时,应确保箱梁结构同步均匀受力,防止其出现超应力而造成结构出现侧弯或者扭转变形的情况。
同时,张拉顺序的确定还要充分考虑张拉设备应进行减少移动次数的因素,从而防止锚具组件出现滑脱而受损的问题,可以使锚固更加稳固并使张拉数据更加准确。张拉施工应在混凝土构件两端同步进行,且两端千斤顶应同时进行升降,伸长量和划线的测量也应相互协调。张拉应允许缓慢进行,在向千斤顶设备供油时也应保持匀速,并通过对油泵节流阀的控制来对张拉速度以及油压进行调整。此外,张拉施工时应采用分级张拉的作业方式,一个千斤顶设备完成其行程后,应对钢绞线的实际伸长量进行及时的测量,之后再重新供油开展后续行程的张拉,并重复此循环,直到完成设计标准。当最后行程完成后应及时对油泵采取减压回油措施,同时应在锚头位置锚固好工作锚夹片。
预应力混凝土张拉施工完成后,施工人员可以利用砂轮切割机的那个手提设备切除预应力筋的外露部分。切除时应避免采取电弧切割方式,并应合理控制预应力筋的保留长度,一般应控制在30 mm左右。此外一般在张拉施工中所使用的千斤顶设备的张拉行程大多在150~200 mm之间,因此当需要张拉长预应力束时,应采取多次张拉施工的方式来进行施工,同时配合张拉作业还要进行相应的锚固,并准确计算每次张拉的伸长量,从而保证最终的张拉伸长量符合设计标准。
2.1.3 锚固施工技术要点
施工人员应打开高压泵的截止阀,以便缓慢降低张拉缸的油压。当油压值归零后,活塞将回程,同时锚具夹片将自动进行锚固跟进。施工人员可以通过砂轮切割机等设备对多余的钢绞线进行割断。在张拉控制应力处于稳定状态下,施工人员应对滑丝以及伸长量进行检测,并在相关参数达到设计标准后对其进行锚固作业。完成锚固施工后,应将多余长度切除。
加工钢筋时,施工人员应严格按照设计规格尺寸来进行切割。在安装钢筋前应首先绑扎钢筋,以提高其稳固性。对钢筋进行绑扎时应利用定型模具来施工。绑扎板梁底部钢筋时,由于其主筋的长度比较长,因此应采取两点挂线的方式来绑扎,并要用标尺等工具随时对其间距进行测量控制,以保证主筋绑扎顺直且位置准确[4]。同时应按照设计标准对板梁钢筋厚度进行检测,以保证保护层厚度符合施工要求。此外,在施工前应根据保护层厚度来进行砂浆垫块的预制,且垫块强度应和混凝土强度等级相符。绑扎垫块前应预先将垫块在放置在水中,进行1小时的浸泡处理。放置垫块时应采取相互错开的布设方式,同一截面内应只有一个垫块。内膜支撑钢筋应保证其马镫高度相同,在完成布设后再和底部钢筋进行绑扎连接。绑扎时应注意不要碰触钢绞线,以保证施工的安全。
预应力混凝土施工技术是在现代桥梁工程的建设中应用比较普遍的一种施工技术方法。该技术的应用不仅有效提高了桥梁工程的施工质量和效率,而且降低了桥梁结构的自重,减少了对施工材料的消耗,缩短了施工周期,因此施工单位应合理应用该技术,科学制定施工方案,严格遵守相关的操作规程和施工技术规范,加强质量控制管理,确保桥梁工程整体结构的稳定性和安全性,为交通的安全畅通奠定良好的基础。