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桥梁工程的施工比较复杂,桥体结构需要有足够稳定的支撑,才能维持桥梁正常的使用状态。桥梁工程施工中,主体部分的重量会对其他结构产生影响,而预应力拉张技术的应用可以减轻桥体自重,增强桥梁承重能力,有效延长桥梁的使用寿命。
在高速公路桥梁工程中,混凝土开裂是常见、危害性大的病害类型,如果出现长度10mm 左右、宽度0.5-1.5mm 的不同数量裂缝问题就需要加以重视,一旦裂缝延伸到腹板必须及时采取技术性措施。裂缝出现的原因一般与箱梁的数根预应力筋锚固处于同一断面有关,通过该断面的预应力筋都利用一端的张拉锚固在梁端,导致预应力的损失过多,两侧的预应力效应变化明显,随之齿板外部出现拉应力,受到载重车辆通行的影响,梁底出现超出混凝土抗拉强度的拉应力,最终出现了裂缝问题[1]。
某高速公路路线全长11.766km。全线主线共有桥梁8 座,其中特大桥2 座、大桥4 座、中桥2 座;跨主线天桥2 座。涵洞、通道30 道。全线填方数量约111.6 万m3,挖方数量约131.8万m3。
严格按照设计图纸的图示尺寸进行下料制作,并集中在钢筋加工车间统一加工成半成品。钢筋加工完成后运至现场安装,按照设计图纸的要求在预制底座上捆扎钢筋骨架。预应力管道成孔需要采用波纹管,使用钢筋对其进行固定,对孔道曲线位置进行加密处理。钢筋安装好后,应在钢筋与模板之间设置垫块,垫块应与钢筋扎紧,并相互错开,钢筋保护层厚度应符合设计和规范要求[2]。
在进行高速公路桥梁工程混凝土浇筑和养护过程中,施工方通常可采用插入式振捣器应用于箱梁混凝土的浇筑中,同时在施工过程中,施工人员还需要在每一层浇筑完成后,再次采用插纤式的振捣器进行二次加工,并且在混凝土浇筑作业开展之前,还需要对桥梁施工中的模板和钢筋进行仔细检查。如果在检查中发现波纹管存在破损现象,施工人员就应当立即采用胶带对波纹管进行密封,这样才可以保证在混凝土浇筑施工过程中,波纹管内部不会涌入砂浆。在混凝土浇筑施工完成后,现场的验收人员还需要对混凝土浇筑作业进行验收,在确保浇筑施工达到相应的工程质量要求后,才可以开展后续的施工。在进行混凝土的浇筑过程中,施工人员通常是采用水平的斜向分层浇筑法,通过这种浇筑方式可以严格地控制混凝土的浇筑厚度,将混凝土的浇筑厚度保持在30cm 左右。并且在浇筑过程中,施工方最好利用龙门吊的配料斗分前后2 班进行纵向作业,这样就可以控制混凝土浇筑过程中上层和下层之间的距离。在完成混凝土浇筑作业过后,现场的监理工程师在确保混凝土表面收浆初步凝结后,便可以通知施工方进行侧面的贴膜施工,在施工中主要是将土工布覆盖于混凝土的上方,从而对混凝土做好养护工作[3]。
使用张拉预应力钢束的前提是保障混凝土的强度及弹性模量完全达到设计参数要求。钢束预应力是采取两端对称型张拉,长度为40m 的桥梁张拉顺序依次为N1、N3、N5、N2、N4 号钢束。
(1)对于30m 和40m 的高速公路桥梁张拉而言,其操作流程为0 →0.12σcon →0.22σcon →张拉控制应力σcon(含锚口摩阻损失)持荷6min 锚固(自锚式千斤顶及低松弛钢绞线张拉)。在熟练掌握预应力张拉流程的基础上,还要正确使用预应力张拉方式,使用率最高的是双控法,即借助控制应力对桥梁进行张拉,视钢绞线的伸长量为标准。需要注意的是,在测量钢绞线伸长量时,0 →0.1σcon 的伸长量用推算的方式,不应该实际去测量,推算结果和实际的伸长量之间的误差保持在±5%以内,一旦超出该误差范围,需要重新测量。
(2)对于50m的T型桥梁张拉而言,操作流程为0 →0.17σcon →0.32σcon →张拉控制应力σcon(含锚口摩阻损失)持荷2min 锚固(自锚式千斤顶及低松弛钢绞线张拉)。50m 的T 型桥梁张拉技术类似于上述的30m 高速公路桥梁,都是采取双控法进行操作,同样在测量钢绞线伸长量时,0 →0.17σcon 的伸长量用推算的方式,不应该实际去测量,推算结果和实际的伸长量之间的误差保持在±5%以内,若超出规定误差范围,需要仔细查明误差来源并再次开展张拉操作[4]。
综上所述,运用预应力技术的过程需要分析工程的实际情况,不仅可以将该技术用于高速公路桥梁建设,还可以在加固维修中运用,该技术优势在于既不影响工程外观,又可以提高结构承载能力,所以预应力技术在高速公路桥梁施工中具有广阔的前景。预应力张拉技术是将拉力提前附加在构件中来承受来自钢结构的载荷,施工时一般需要钢绞线或预应力筋、锚塞、锚环、垫板等构件辅助。在预应力钢绞线绑扎时,施工人员需要对钢筋的预应力孔道进行加固,同时在钢绞线的穿束作业期间,施工人员还应当预留100cm 左右钢绞线穿束孔。