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(貴州遵義路橋工程有限公司,貴州 遵義 563000)
20 世紀80 年代,我國開始將預應力技術應用于橋梁施工中,在一定程度上提高了我國橋梁工程的建設質量。近十年來,隨著工程施工經(jīng)驗的積累和科學技術的發(fā)展,預應力技術的施工標準不斷完善,預應力技術的施工水平不斷提高。然而,在實際施工中,仍存在諸多問題,要求施工單位在實施預應力技術時加強工程質量管理,不斷規(guī)范預應力技術應用,最大限度地發(fā)揮該技術在橋梁施工中的優(yōu)勢,為橋梁工程整體質量提供有力保證,發(fā)揮橋梁工程的承載作用,促進我國交通運輸行業(yè)的發(fā)展。
預應力技術在路面混凝土施工中有較高的應用價值,科學應用預應力技術可以顯著提高鋼筋配置的合理性,提升路面施工質量。同時,通過對鋼筋數(shù)量的合理分配,可以有效控制路面的混凝土結構,從而有效避免因拉應力過大而產(chǎn)生裂縫現(xiàn)象。在施工過程中,應提前做好施工準備工作,全面掌握橋梁及施工場地的各種信息,如約束力、氣溫、相對濕度、摩擦和道路承重載荷等,并制定相應措施,以避免因高溫效應和道路收縮等因素產(chǎn)生的裂縫問題。
混凝土結構裂縫是橋梁施工中較為常見的一種現(xiàn)象,也是一種典型的施工質量問題,在大型橋梁工程中這種現(xiàn)象更為普遍。采用預應力技術能夠顯著提升橋梁主體構件的質量,并且能極大程度地降低橋梁工程建設過程中裂縫出現(xiàn)的概率。在橋梁混凝土結構施工前,針對主體構件,通常需要開展相應的混凝土壓力試驗,張拉結束時,鋼筋會發(fā)生回縮的情況,需要進行壓力試驗。通過兩類壓力試驗,對鋼筋混凝土構件的外部壓力進行有效測算,以便獲得鋼筋混凝土構件所受的預應力數(shù)據(jù),通過試驗數(shù)據(jù)采取科學合理的施工方案,可以有效地避免拉伸現(xiàn)象的發(fā)生,減少了鋼筋混凝土構件的開裂概率。
在較大型橋梁工程施工中,往往需要設計較多的混凝土承重構件。雖然配比科學的混凝土結構具備較高的強度與剛度,可以承受較大的壓力,但其承受的壓力主要是橫向荷載,對于縱向荷載,混凝土承重構件的承壓能力往往不足。因此,在橋梁工程施工中,混凝土承重構件易出現(xiàn)變形或斷裂,尤其是在混凝土承重構件側面壓力很大時,壓力的影響更容易擴散至混凝土承重構件內(nèi)部。當壓力超過混凝土承重構件本身的強度和剛性時,極易出現(xiàn)形變和開裂。結合預應力技術原理,針對混凝土承重構件及其表層,制訂科學合理的防護方案,如在混凝土表層添加碳纖維等,可以明顯提高混凝土承重構件的強度與剛性,有效避免其在后期應用期間產(chǎn)生形變及斷裂等問題。
在橋梁工程施工中,鋼絞線的施工工序較為復雜,為保證施工質量,施工過程中需要嚴格遵守相關要求[1]。
第一,進行外部預應力張拉施工時,必須根據(jù)實際施工狀況制訂嚴格的鋼絞線張拉施工程序,并保證實際操作時所有細節(jié)準確無誤。
第二,預應力張拉方式應結合實際情況而定,通常是自上而下。
第三,鋼絞線張拉容易受天氣條件的限制,特別是在長時間暴雨天氣后,鋼絞線非常容易發(fā)生銹蝕現(xiàn)象。因此,在實際施工過程中,需要密切關注天氣狀況,并制訂相應的防護方案,最大程度地發(fā)揮預應力張拉的作用。
在橋梁工程施工中,橋梁工程的跨度在25~26m范圍內(nèi),使用混凝土空心板時,建議選用經(jīng)過預應力加工處理的空心板。根據(jù)相關試驗結果,當預應力混凝土空心板的長度在30~35m 時,相應的結構強度會隨著長度的增加而降低。因此在實際工程應用中,一般將混凝土空心板的最大長度設為25m,充分發(fā)揮混凝土空心板的作用,保證施工質量。
在橋梁工程施工中,混凝土澆筑完成后波紋管極易發(fā)生堵塞現(xiàn)象,導致預應力鋼絞線不能順利從中通過。波紋管堵塞的主要原因如下[2]:
第一,施工人員的精細化施工意識較差,波紋管施工時,沒有嚴格按照規(guī)范展開作業(yè),使得波紋管位置選擇、實際松緊度、彎曲程度等方面出現(xiàn)問題。這種情況下,在后期應用過程中波紋管便容易堵塞。
第二,波紋管裝配后,未對其進行規(guī)范檢查和驗收,導致波紋管質量問題未能得到及時發(fā)現(xiàn)和解決。
第三,混凝土澆筑作業(yè)時,施工人員沒能嚴格按照實際技術要求進行作業(yè),導致波紋管出現(xiàn)損傷,混凝土流入管內(nèi),進而造成波紋管堵塞。
為防止此類問題,必須嚴格依照建筑行業(yè)的規(guī)章制度進行波紋管施工,并按照科學的安裝流程開展波紋管定位作業(yè)。為防止波紋管扭曲變形或者破損折斷,必須高度重視鋼筋混凝土構件施工各環(huán)節(jié)的工作,從根源上防止波紋管堵塞、避免波紋管斷裂。
在鋼筋混凝土預應力結構施工中,一端張拉技術應用廣泛。然而,為了提高項目總體的施工效率,提升鋼筋混凝土構件的預應力,施工人員通常采用兩端對稱的張拉方式。
根據(jù)相應的規(guī)范和標準,對于長度達到30m 的預應力橋梁,需要采取一定的措施,保證橋梁的承載能力,確保鋼筋混凝土構件的最大抗彎矩架設能力達到合理水平,且張拉作業(yè)需兩端同時進行。在實際施工過程中,對于一些荷載能力不足的地方,如若不增加相應的張拉結構,極易產(chǎn)生地基裂縫,但往往受限于客觀條件。在實施張拉的過程中,鋼筋規(guī)格選擇錯誤導致承載力不夠或者施工人員在技術工藝操作上出現(xiàn)偏差,無法體現(xiàn)張拉結構的有效性,最終產(chǎn)生大量裂縫,從而降低了橋梁工程施工質量[3]。
針對橋梁工程施工質量,當采用預應力技術,特別是在張拉力控制時,必須嚴格按照相應的技術要求實施作業(yè),否則會影響橋梁工程施工質量。
然而,在實際的工程應用中,部分施工人員未能掌握張拉力的控制技術,加之施工單位為減少建筑成本,并未聘用專業(yè)水平高的技術人員進行施工,無法確定合理的張拉結構,進一步影響張拉力的計算,最終導致施工過程中存在誤差。正是這些原因,造成張拉力難以控制,從而影響預應力技術效能充分發(fā)揮?;诖?,根據(jù)施工現(xiàn)狀建立科學合理的建筑規(guī)程,并組建一支標準化的施工隊伍極為必要,此外,也可以通過購買一些新型的機械設備,加強橋梁路面的養(yǎng)護作業(yè),增強橋梁的結構強度,進而在根源上解決這方面的難題[4]。
在對鋼筋混凝土構件完成澆筑后,由于外界溫度變化以及自身干縮等因素,難以避免裂縫問題,對橋梁工程的建設水平提出了更高的要求。在實際工程應用中,裂縫的形成會使預應力技術失去優(yōu)勢,降低項目整體的結構剛度和美觀性。根據(jù)相關工程經(jīng)驗,鋼筋混凝土構件往往在張拉前極易產(chǎn)生裂縫,且構件干燥后的收縮效應和溫度效應是裂縫形成的主要原因?;诖耍瑸榱藴p少裂縫的產(chǎn)生,必須制訂有針對性的方案,對溫度進行嚴格的把控,從而降低預應力構件出現(xiàn)裂縫的概率。在高溫狀態(tài)下施工作業(yè),必須選用低溫水化熱混凝土為主要原料;在低溫狀態(tài)下施工作業(yè),更要注重保溫工作,通常采用模板固定的方式組成整體保溫層,提高系統(tǒng)溫度的可靠性。此外,橋梁路面的表層也易產(chǎn)生裂縫,且裂縫的寬度和深度存在較大差別,解決的方法通常是從短且淺的裂縫切入,探尋其中的規(guī)律,進而采取相應的施工方案進行處理[5]。
在橋梁施工中,必須對預應力的基礎構件采用鋼筋設計進行張法施工。但是,在實際施工中,預應力鋼筋孔道堵塞或塌陷現(xiàn)象頻頻發(fā)生,極大地降低了預應力構件的剛度。目前,合理控制抽芯時間是解決預應力鋼筋孔道堵塞問題的關鍵,通常在確?;炷翉姸葷M足規(guī)定條件后,方可開展抽芯作業(yè)。此外,在實際施工時,需要及時對預應力鋼筋孔道堵塞的原因加以分析,不斷完善施工方法。
針對以上橋梁工程中預應力技術的應用難點,提出以下質量管控措施[6]。
施工人員在對波紋管進行安裝時,要確保波紋管能夠經(jīng)受住鋼筋混凝土產(chǎn)生的荷載,防止在接頭部位發(fā)生漏漿情況。如果施工時,兩種波紋管規(guī)格一致,施工人員必須選用大號的波紋管用作接頭連接管,同時,嚴格控制連接管的尺寸,其長度不得超過0.3m。
施工人員在現(xiàn)場安裝鋼筋時,必須對鋼筋的數(shù)量以及安裝部位進行精確的測算,實現(xiàn)合理布置。施工人員應嚴格根據(jù)事先設定的圖紙進行施工,不得隨意更改鋼筋的數(shù)量和部位,從而確保構件的剛度與預期結果相符。同時,施工人員安裝預應力鋼筋時,預應力鋼筋與模板必須垂直,且承壓板須安裝牢固,科學地控制和測量混凝土澆筑時鋼筋產(chǎn)生的位移,并確保移動距離限制在規(guī)定范圍內(nèi)。
在灌漿階段,確保漿體飽滿有助于提高灌漿質量。在孔道灌漿階段,必須經(jīng)過嚴密的測算以確保漿體飽滿,同時,在施工的每一階段,都要對含水量進行嚴格測量,避免含水量超標。在混凝土漿體拌和過程中,施工人員應避免用水量超過設計要求,同時,在完成混凝土的拌和工作后,須及時進行灌漿施工,禁止將拌好的混凝土長時間放置。
為防止混凝土澆筑時漏漿和異物流入管道造成管道堵塞現(xiàn)象,在橋梁施工時,需要嚴格對孔道端口及接口連接處進行包裹,且對鋼絞線進行施工時,要加強混凝土澆筑時的防護措施,從而有效避免管道外部出現(xiàn)損傷的情況。同時,在預應力鋼絞線施工時,應盡可能避免焊接處理,如果在處理中無法避免采用焊接手段,則需要采取相應的保護措施。
在預應力技術施工中,盡管施工人員有詳盡的施工方案,但由于工程建設要求和建筑環(huán)境條件等諸多因素的影響,實際施工情況和方案設計結果難免會產(chǎn)生誤差?;诖?,工程設計人員可以通過模擬施工要求,獲得施工參數(shù),進而以此作為參考,及時調整完善施工方案。在現(xiàn)場施工時,如果施工方案設計低于實際承載力,在結構抗裂能力弱的工作狀態(tài)下,預應力鋼筋承載巨大的負荷,久而久之可能發(fā)生斷裂,導致出現(xiàn)重大的安全事故。所以施工人員在進行張拉施工時,除及時對張力進行測試外,還必須對預應力鋼筋的拉伸系數(shù)作出合理調整,以確??傉`差能夠控制在6%以內(nèi)。
預應力技術在張拉之前產(chǎn)生的裂縫,有分布均勻、整體寬度較窄并且多分布于構件表面等特點。同時,鋼筋混凝土在澆筑時,由于受溫差和干縮等問題的影響也會產(chǎn)生裂縫。因此,在橋梁施工中,應充分發(fā)揮預應力技術的應用價值,對張拉前產(chǎn)生裂縫的問題加以重點研究。同時,在橋梁施工中要加強對預應力結構內(nèi)在溫度的管控,避免結構內(nèi)外溫差過大。在氣溫較高時,可采用低溫水化熱混凝土;在氣溫較低時,采取相應的保溫措施或延長拆模時間,保證預應力構件實現(xiàn)緩慢降溫,進而有效控制張拉前裂縫現(xiàn)象的產(chǎn)生。
橋梁工程施工質量作為道路安全的重要保障,在國家整體經(jīng)濟建設進程中發(fā)揮重要作用。目前,預應力技術由于涉及范圍廣且施工難度高,難以適應我國社會經(jīng)濟快速發(fā)展的需要,因此,優(yōu)化預應力技術措施對于我國經(jīng)濟發(fā)展和社會進步具有重要意義。通過對橋梁施工中預應力技術的應用難點進行分析,并提出相應的改進措施,以期進一步增強我國橋梁工程的安全性和可靠性。同時,橋梁施工應通過制訂相關方案和加強質量管控,提升預應力技術的應用價值,不斷完善施工工藝,吸納專業(yè)技術人才,鼓勵引導施工人員勇于創(chuàng)新,從而充分發(fā)揮預應力技術的優(yōu)越性。