任波

【摘 要】我國(guó)近些年來經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，基礎(chǔ)建設(shè)發(fā)展速度明顯加快。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)公路建設(shè)也得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)由于自身優(yōu)異的力學(xué)性能在交通工程中被廣泛的應(yīng)用到橋梁工程中。但是由于預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)由于鋼筋長(zhǎng)時(shí)間處于高應(yīng)力狀態(tài)，所以，預(yù)應(yīng)力鋼筋在使用過程中更加易于銹蝕。一旦鋼筋出現(xiàn)銹蝕斷裂等現(xiàn)象，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)就會(huì)出現(xiàn)不可逆的損壞，并會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的耐久性以及安全性造成極大的損害。結(jié)合對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的理論研究并結(jié)合實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)后張法預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)在橋梁中的使用，針對(duì)施工技術(shù)方面進(jìn)行了以下幾點(diǎn)研究：（1）針對(duì)現(xiàn)有的后張法預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)原理進(jìn)行相應(yīng)的理論研究，并對(duì)不同的預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)的特點(diǎn)分析；（2）在原有的理論基礎(chǔ)上引入對(duì)真空壓漿技術(shù)進(jìn)行相應(yīng)的研究，特別是針對(duì)HDPE在真空壓漿技術(shù)中的配套應(yīng)用進(jìn)行研究。（3）結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出在實(shí)際施工中消除孔道和漿液中的氣泡的施工方法，并提出如何保證漿體的密實(shí)度、強(qiáng)度以及飽滿度。

【關(guān)鍵詞】后張法 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu) 橋梁施工技術(shù) 真空壓漿技術(shù) HDPE

1 概述

隨著我國(guó)交通工程的快速發(fā)展，后張法預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)被大范圍的應(yīng)用到橋梁建設(shè)中去。后張法技術(shù)的大規(guī)模推廣也加速了我國(guó)橋梁工程的發(fā)展速度。雖然我國(guó)橋梁工程發(fā)展速度迅速且接近國(guó)際領(lǐng)先水平，但是由于在施工過程中由于技術(shù)管控的問題，導(dǎo)致我國(guó)大量后張法預(yù)應(yīng)力橋梁在未達(dá)到壽命期期限便出現(xiàn)了大量諸如漏漿、裂縫等病害。

后張法預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)最早在我國(guó)使用是在制作預(yù)應(yīng)力屋架等結(jié)構(gòu)上面[1]，隨著技術(shù)的逐漸進(jìn)步，我國(guó)的后張法預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)開始在橋梁工程方面廣泛應(yīng)用[2]。歐美國(guó)家為了緩解后張法預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中鋼材料的腐蝕程度[3]，首先開始在預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)中大量采用深加工的鋼絞線、鋼絲繩等高強(qiáng)度材料[4]。并隨之加大預(yù)應(yīng)力管束的密封性，通過采用保證壓漿密實(shí)、設(shè)置鋼筋網(wǎng)等措施保證鋼材與空氣的接觸，從而保證鋼筋銹蝕程度滿足使用要求[5]。

2 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)研究

預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)主要通過利用高強(qiáng)度鋼材料對(duì)混凝土受拉區(qū)施加拉應(yīng)力來保彌補(bǔ)混凝土結(jié)構(gòu)在抗拉強(qiáng)度上的缺陷[6]。不同的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)在受力結(jié)構(gòu)上存在著較大的差異，且對(duì)施工方法與技術(shù)有著較大的影響。

2.1 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)類型研究

隨著工程技術(shù)的發(fā)展，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)展為多種類型，不同類型根據(jù)設(shè)計(jì)與施工的特征影響，在承載力與耐久性方面具有不同的力學(xué)性質(zhì)。根據(jù)理論研究，我們可以認(rèn)為預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)可以分為以下幾類：

（1）先張法預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)與后張法預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)：根據(jù)張拉力施加的時(shí)間可以將混凝土結(jié)構(gòu)區(qū)分為先張與后張兩種結(jié)構(gòu)。但是由于自身施工技術(shù)限制，后張法由于不需要永久性張拉臺(tái)座，所以在實(shí)際施工過程中比先張法更加具有環(huán)境適應(yīng)優(yōu)勢(shì)。

（2）外部預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)與內(nèi)部預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)：根據(jù)預(yù)應(yīng)力來源部位可以將預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)區(qū)分為外部預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)與內(nèi)部預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。施工過程中通過對(duì)超靜定結(jié)構(gòu)施加外力，可以對(duì)結(jié)構(gòu)有效的施加預(yù)應(yīng)力。

（3）體外預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)與體內(nèi)預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)：根據(jù)預(yù)應(yīng)力鋼絞線在混凝土結(jié)構(gòu)中的位置可以將預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)區(qū)分為體外預(yù)應(yīng)力與體內(nèi)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。在大跨徑橋梁工程中，體內(nèi)外結(jié)合預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)可以更加有效地適應(yīng)橋梁荷載形式。

2.2 后張法預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)施工工藝研究

由于后張法預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)在施工過程中施工簡(jiǎn)便，不需要永久性的張拉臺(tái)座被廣泛用于橋梁施工。根據(jù)多年現(xiàn)場(chǎng)施工經(jīng)驗(yàn)對(duì)后張法預(yù)應(yīng)力混凝土施工技術(shù)進(jìn)行一下幾點(diǎn)總結(jié)：

（1）構(gòu)件檢查與清理：在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)施工前，必須對(duì)結(jié)構(gòu)的外觀與尺寸進(jìn)行嚴(yán)格檢車，并對(duì)預(yù)應(yīng)力管道進(jìn)行嚴(yán)格的清理，保證構(gòu)建外觀尺寸滿足設(shè)計(jì)要求，保證孔道干燥清潔。

（2）張拉采用分階段、分批次張拉：預(yù)應(yīng)力張拉作為預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)施加預(yù)應(yīng)力的主要工序，必須嚴(yán)格控制，保證預(yù)應(yīng)力按照分階段，分批次施加到混凝土結(jié)構(gòu)上，嚴(yán)禁直接張拉至極限應(yīng)力。

（3）合理設(shè)置張拉順序：在張拉過程中，必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求安排張拉順序，保證張拉過程中混凝土結(jié)構(gòu)受力平衡。嚴(yán)禁不經(jīng)計(jì)算直接進(jìn)行張拉。

（4）嚴(yán)格把控模板支架質(zhì)量：模板與支架的質(zhì)量直接決定了預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的澆筑質(zhì)量，為了保證預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量必須對(duì)模板與支架質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格管控。在進(jìn)行縮短值計(jì)算時(shí)，可以按照每米梁縮短長(zhǎng)度為0.2mm計(jì)算。

3 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)橋梁施工技術(shù)研究

3.1 HDPE材料波紋管應(yīng)用研究

在后張法預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)中成孔材料作為預(yù)應(yīng)力體系的主要組成結(jié)構(gòu)，直接決定了預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。如果在施工過程以及使用過程中成孔材料出現(xiàn)損壞，將會(huì)將混凝土結(jié)構(gòu)直接暴露出來。傳統(tǒng)施工中后張法預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的主要成孔材料主要為鋼材，但是在使用過程中由于受到水害的影響，直接導(dǎo)致鋼材銹蝕最后使得預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)損壞。所以針對(duì)這一現(xiàn)象，HDPE材料波紋管具有以下幾點(diǎn)明顯的優(yōu)點(diǎn)：

（1）防腐性能好：HDPE材料由于自身性質(zhì)特點(diǎn)直接決定了。

（2）絕緣性能好：由于預(yù)應(yīng)力管道內(nèi)存在大量液態(tài)氫氧化鈣溶液這些氫氧化鈣溶液由于電解作用會(huì)直接導(dǎo)致管道內(nèi)產(chǎn)生大量的雜散電流，這些雜散電流會(huì)加速鋼筋的銹蝕。采用HDPE管道可以由于自身絕緣作用減緩電解銹蝕的產(chǎn)生。

（3）抗疲勞性能優(yōu)越：根據(jù)長(zhǎng)期工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果我們可以發(fā)現(xiàn)，HDPE材料管道的抗疲勞性能明顯優(yōu)于金屬管道。

3.2 后張法預(yù)應(yīng)力混凝土壓漿技術(shù)研究

后張法預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)在預(yù)應(yīng)力張拉結(jié)束后，需要對(duì)管道進(jìn)行相應(yīng)的壓漿處理，漿液壓制效果直接決定了預(yù)應(yīng)力筋在混凝土結(jié)構(gòu)中的力學(xué)性能能否滿足設(shè)計(jì)要求。根據(jù)多年施工經(jīng)驗(yàn)，關(guān)于管道壓漿提出了以下幾點(diǎn)施工技術(shù)建議：

（1）嚴(yán)格控制壓漿施工工序，在將灌漿接頭與孔道連接后必須立即關(guān)閉閥門，且接頭螺紋部分應(yīng)當(dāng)纏繞具有防漏防滲作用的生膠帶，生膠帶纏繞應(yīng)當(dāng)搭接平鋪，不得有破損，保證無漏漿溢漿現(xiàn)象；

（2）在進(jìn)行正式壓漿之前，應(yīng)當(dāng)對(duì)真空泵進(jìn)行試驗(yàn)。保證真空泵以及壓漿系統(tǒng)各部位不得存在漏漿漏氣等現(xiàn)象。壓漿前必須派專人檢查接頭處等易漏漿部位的接頭情況，保證密封情況良好后在進(jìn)行壓漿施工。

（3）灌漿過程中應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格保證真空泵真空度達(dá)到-0.06—0.09MPa之間，壓漿應(yīng)當(dāng)持續(xù)到漿液從上方排氣孔中溢出，無氣泡出現(xiàn)時(shí)方可進(jìn)行封堵停止壓漿。壓漿過程中必須嚴(yán)格控制真空泵真空度，不得出現(xiàn)波動(dòng)以及真空度不足等現(xiàn)象。

4 結(jié)論與展望

通過對(duì)不同的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的理論分析，并針對(duì)常年工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，對(duì)后張法進(jìn)行了相應(yīng)的技術(shù)總結(jié)。采用改進(jìn)后的橋梁后張法預(yù)應(yīng)力混凝土施工技術(shù)進(jìn)行施工會(huì)增加1%的造價(jià)，但可以節(jié)省預(yù)應(yīng)力鋼材成本約2%，經(jīng)過成本分析可以發(fā)現(xiàn)總體成本有效下降10%。既可以節(jié)約成本也可以提高使用期限。在施工中可以通過利用HDPE管道以及嚴(yán)格控制管道壓漿將真空度控制在經(jīng)驗(yàn)值附近可以有效地提高工程質(zhì)量。

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