于子翔 昆明理工大学城市学院土木工程系
随着社会经济的发展,桥梁建筑工程的数量不断增加。为确保桥梁建筑工程的施工质量,必须采用科学的施工技术。预应力连续梁施工技术是桥梁建筑工程中的一种关键技术,通过在混凝土工程施工中应用该技术,能够确保混凝土在构造时及时生成预应力,减少、排除荷载带来的拉应力,提高桥梁建筑的抗压强度。预应力连续梁施工技术对提高桥梁建筑工程的施工质量及使用寿命具有重要的意义。
预应力连续梁是一种预应力技术,在桥梁建筑工程中,这项技术主要应用在混凝土工程中。通过在混凝土工程中应用预应力连续梁,可以使混凝土在构造过程中及时产生预应力,达到减小甚至完全消除外在荷载带来的拉应力,可有效提高混凝土的抗压强度,有效预防混凝土发生破裂。预应力连续梁在20 世纪80 年代后在道路桥梁工程领域得到了广泛的应用。
预应力连续梁拥有两个明显的优势。第一,实用性比较强。将预应力连续梁应用在桥梁建筑工程中,可以减少材料的用量及结构截面积[1]。目前,用地资源紧张问题日益加剧,应用预应力连续梁可以缩减立交桥的高度以及引道的长度,从而能够有效减少对土地资源的占用,可提高桥梁建筑工程的经济效益与社会效益。同时,应用预应力连续梁,还有利于预防混凝土裂缝问题的发生,实现了建筑结构的改良,能够有效确保桥梁建筑的质量。第二,空间效应较好。桥梁建筑结构设计施工过程中,应综合考虑地下管道敷设情况、城市规划情况等,并在此基础上进行精准布局。将预应力连续梁应用在桥梁建筑工程中,能够使桥梁结构的受力体系更加复杂,实现了受力情况的改善与均衡,有利于提高桥梁建筑的抗渗性、抗裂性,有效减少甚至避免碱、盐、水等物质对桥梁的腐蚀,可以延长桥梁的使用寿命。
桥梁建筑中应用预应力连续梁时,地基处理是一项基础性内容,应注意以下几点:第一,地基处理前,应对施工现场进行全面调查,以施工标准为依据,对标高进行合理控制,从而为地基施工奠定良好的基础;第二,地基施工中,应确保施工的连续性,注意预防不均匀沉降;第三,地基施工中,应注意顶面,确保顶面平整,在两侧设置纵向排水沟,确保降水可以顺利流出;第四,地基施工结束后,应开展承载试验,即在施工现场设置承压板,设置合理的竖直载荷,对承压板的压力、地基变形程度进行准确检测,并将检测结果绘制成曲线图。如果曲线趋向于直线,说明地基的抗剪强度大于剪应力,整体相对稳定[2]。
桥梁建筑中应用预应力连续梁时,支架施工是一个非常重要的环节。支架施工中,应注意以下几点:第一,施工前应进行测量放样,确定支架的平面方位,对所有支架结构进行全面检查,以确保支架施工质量;第二,支架施工过程中,应严格按照设计方案的要求进行施工,在选择搭设方式的时候,可以从中间向两端,也可以从一端到另一端。不建议从两端向中间,以避免支架搭建过程中合拢失败,影响施工质量。
桥梁建筑中应用预应力连续梁时,底板安装与预压施工也是一个关键内容。在底模、支撑梁搭设与安装过程中,应严格按照设计方案进行操作。一般分为预测、预压、卸载3 个步骤。第一,预测。预测指综合考虑地基、支架的情况,对预压观测点进行设置,地基预测点设置在每跨的1/4 处、1/2 处以及3/4 处,支架观测点设置在桥墩边缘1/4 跨处、1/2 跨处以及3/4跨处[3]。3 个地基预测点、3 个支架观测点要对称布设。第二,预压。预压荷载包括钢筋混凝土重量、外模板重量和底模重量3个方面。第三,卸载。加载完成后,不仅要在观测点位置进行观测,还要检查地面、支架、模板受载后的变化情况,并对记录的数据进行仔细分析,计算各点的沉降值和平均沉降值。
在桥梁建筑工程中,结构参数是基本资料,确保资料的真实性、准确性是保障施工方案合理性、科学性的重要前提。例如,混凝土必须满足设计要求,才能进行多层多跨预应力筋张拉施工,以保障施工安全、施工质量。
桥梁建筑施工中应用预应力连续梁时,应采取相应的监测手段,以保障施工进度符合安全施工标准的要求。例如,应采取有效的检测手段对机械设备、施工图纸进行检测,确保其符合工程要求[4]。预应力连续梁施工中,如果设备不符合要求,则会影响施工质量。加强对施工工艺的监管,对施工条件进行准确分析,才能确保工程质量。
桥梁建筑施工中应用预应力连续梁时,必须结合工程的实际情况。例如,针对跨度比较大的桥梁,一般采用2 ~5 孔一联的方式,以减少连续梁过长而导致的附加影响、维护费用。再如,预应力连续梁施工中,可根据实际情况选择等跨或不等跨、等高或不等高的结构形式。
桥梁建筑施工中应用预应力连续梁时,为确保施工质量,应对施工中用到的各种材料、工具进行合理选择。钢绞线与锚具是主要的材料、工具,在实际施工中应对钢绞线与锚具进行优化,从而充分发挥预应力连续梁的作用与优势。钢绞线的类型较多,比较常用的包括普通钢绞线、矫直回火性钢绞线以及低松弛性钢绞线等,应根据工程要求对钢绞线进行合理选择。低松弛性钢绞线具有施工方便、成本较低、效果较好的优势,因此得到了广泛应用。在选择钢材时,应注意钢材表面状态、伸长率、断裂荷载度、产品规格要求等指标。常用的锚具包括机械锚、摩阻锚,应根据不同的施工方法合理选择锚具。
为确保预应力连续梁的顺利施工,在施工前应制订科学、可行的施工方案。施工单位应对城市建设规划以及道路交通、给排水、电力、燃气等线路的布置情况进行全面调查、分析,充分考虑各方面的因素,制订科学、合理的施工方案,以减少返工现象。一方面,应做好与各管线单位的沟通协调工作以及长远规划,避免施工过程中对管线布置进行反复调整;另一方面,应严格按照国家标准规范的要求,对施工方案进行制订、审批,避免竣工验收的时候由于工程不达标而导致无法完工。
一般情况下,混凝土工程是桥梁建筑施工中难度较高的部分,在使用高质量施工材料的基础上,也要设置科学的应急预案。混凝土施工中,应确保供电设备、运输设备、搅拌设备、泵送设备等准备齐全、功能完好[5]。混凝土工程施工中,对振捣技术有着较高的要求,在振捣过程中应确保振动棒快速插入,而拔出振动棒的时候要缓慢进行。同时还要根据混凝土的实际情况,对振捣时间进行合理确定,确保无气泡,否则便要进行二次振捣。
桥梁建筑施工中,一般需要采取加固的方式提高桥梁的承载性能。加固施工过程中,需要进行构件补强,也可以改善构件结构。加固的方法有很多,如可以通过加固桥面补强层、提高外部预应力、改变受力体系等方式来提高桥梁的承载性能。但是,在加固施工中应用预应力技术,可以使桥梁在受拉区产生拉应力,进而起到良好的加固效果。采取预应力技术可以达到节约资源与成本的目的。桥梁建筑施工过程中,碳纤维也得到了广泛应用,有些碳纤维具有较高的强度,施工也比较方便,且会产生与混凝土应变增量有关的应力。如果混凝土的初始应力大于碳纤维产生的应力,则桥梁构件便会遭受破坏,导致碳纤维无法发挥其应有的作用。面对这样的情况,应合理使用预应力技术,提前进行加载,使其具备一定的初始应力基础,以提高碳纤维的整体效用。
预应力连续梁施工中,应加强对施工质量的管控,可以从以下几个方面入手。第一,提高施工精度。施工过程中,连续梁悬臂浇筑可以不断对各节段的误差进行调整,从而实现提高精准度、经济效益的目标,保障施工效果。第二,设置施工预留拱度,找出施工的最佳参考标准,减少不利因素。同时也可以结合施工人员的经验进行适当调整,以确保连续梁的悬臂浇筑质量[6]。例如,箱梁钢绞线施工中需要注意很多事项,尤其要高度重视预应力张拉中钢绞线的张拉顺序,横向的钢绞线是自上而下地进行拉张,在腹板拉张中则是自下而上进行张拉。在拉张后应根据环境情况,对预应力管道进行压浆作业,并避免在雨天施工。第三,建立科学的质量监管体系,严格遵循相关规范标准的要求进行质量检查,签订质量保证书,确保技术人员的专业能力过关,确保相关数据的准确性,从而保障工程施工质量。
综上所述,桥梁建筑中应用预应力连续梁施工技术的时候,应把握好地基处理技术、支架施工技术、底板安装与预压施工等要点,并采取科学的监测手段。此外,还要合理选择材料与工具,科学确定施工方案,加强施工质量管控,从而充分发挥预应力连续梁施工技术的作用,以确保桥梁建筑的施工质量。