吳昊翰
(中鐵十九局集團(tuán)第二工程有限公司,遼寧遼陽(yáng) 111000)
預(yù)應(yīng)力混凝土是由高強(qiáng)度混凝土和高強(qiáng)度鋼材混合而成,在混凝土結(jié)構(gòu)中預(yù)加壓力,對(duì)高質(zhì)量鋼材進(jìn)行張拉,利用其回縮力,促使混凝土受拉區(qū)預(yù)先受到壓力,將預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)拉應(yīng)力控制在小范圍內(nèi),預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)在外荷載壓力下,先抵消受拉區(qū)混凝土中的預(yù)壓力,隨著負(fù)載增加引起混凝土受拉,能有效緩解混凝土裂縫,提高混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度,改善工程建設(shè)質(zhì)量。因此,橋梁施工中需合理使用預(yù)應(yīng)力混凝土施工技術(shù),同時(shí)加強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土施工質(zhì)量,延長(zhǎng)橋梁使用壽命。
相較于普通混凝土,預(yù)應(yīng)力混凝土在橋梁施工中有如下優(yōu)點(diǎn):
(1)預(yù)應(yīng)力混凝土能夠有效推遲混凝土裂縫時(shí)間,提高橋梁工程的抗裂性、剛度和耐久性。
(2)預(yù)應(yīng)力混凝土可減小混凝土梁的豎向剪力和主拉應(yīng)力。橋梁可采用曲線鋼筋束預(yù)應(yīng)力混凝土,以此降低橋梁支座豎向剪力,在荷載作用下主拉應(yīng)力相應(yīng)減小,從而降低橋梁預(yù)應(yīng)力混凝土自重。
(3)提高橋梁構(gòu)件的受壓穩(wěn)定性。由于橋梁投入使用后,橋梁構(gòu)件長(zhǎng)期處于受壓狀態(tài),而普通鋼筋混凝土在長(zhǎng)期受壓下容易破壞其穩(wěn)定性,影響行車、行人安全。采用預(yù)應(yīng)力混凝土能夠?qū)︿摻罨炷林┘宇A(yù)應(yīng)力,促使縱向鋼筋增加張力,避免鋼筋壓彎,提高混凝土的受壓穩(wěn)定性。
(4)預(yù)應(yīng)力混凝土能夠有效節(jié)省材料,減少自重。由于預(yù)應(yīng)力混凝土對(duì)其材料要求很高,需采用高強(qiáng)度混凝土和高強(qiáng)度鋼材,因此可以適當(dāng)減少混凝土和鋼材用量、降低材料自重,對(duì)于橋梁施工大跨度工程來(lái)說(shuō)具有較高的應(yīng)用價(jià)值。
(5)提高橋梁耐疲勞性能。采用預(yù)應(yīng)力混凝土,在施工期間能夠降低負(fù)載引起的應(yīng)力變化,有效提高橋梁抗疲勞強(qiáng)度。
預(yù)應(yīng)力混凝土根據(jù)預(yù)加應(yīng)力的方法不同,分為先張法預(yù)應(yīng)力混凝土和后張法預(yù)應(yīng)力混凝土。先張法預(yù)應(yīng)力混凝土具有施工簡(jiǎn)單、操作便捷的特點(diǎn),適用于中小型構(gòu)件工廠批量化生產(chǎn),能夠保證生產(chǎn)質(zhì)量。后張法預(yù)應(yīng)力混凝土具有工序復(fù)雜的特點(diǎn),適用于大型預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件生產(chǎn)。橋梁多采用后張法預(yù)應(yīng)力混凝土進(jìn)行施工,在施工前先澆灌混凝土,達(dá)到橋梁施工要求時(shí)再?gòu)埨┻^(guò)混凝土內(nèi)預(yù)留孔道中的鋼筋,并在兩端錨固。
利用預(yù)應(yīng)力原理進(jìn)行橋梁工程施工時(shí),首先應(yīng)考慮橋梁的整體結(jié)構(gòu)和各項(xiàng)參數(shù)。橋梁按受力特點(diǎn)可分為梁式橋、拱式橋、懸索橋、斜拉橋、剛構(gòu)橋和組合體系橋6 種類型,不同的橋梁結(jié)構(gòu)所受到的預(yù)應(yīng)力大小也會(huì)不同。橋梁的長(zhǎng)度、寬度、高度和跨度等各項(xiàng)參數(shù),與橋梁工程整體受力程度密切相關(guān)。因此利用預(yù)應(yīng)力原理進(jìn)行橋梁工程施工前,應(yīng)進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算,再利用先進(jìn)的設(shè)備進(jìn)行施工,從而保障橋梁工程的整體質(zhì)量。
溫度的變化會(huì)影響預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工技術(shù)的應(yīng)用效果。由于太陽(yáng)光對(duì)橋梁各個(gè)部位的日照強(qiáng)度不同,會(huì)對(duì)混凝土的凝固效果產(chǎn)生不同影響,因此會(huì)降低橋梁工程的受力程度,對(duì)橋梁工程的施工產(chǎn)生極大阻礙。
利用預(yù)應(yīng)力原理,進(jìn)行混凝土橋梁工程施工時(shí),通常會(huì)采用大量的監(jiān)測(cè)設(shè)備。而施工監(jiān)測(cè)中的誤差,會(huì)嚴(yán)重影響橋梁工程的施工,甚至?xí)鸢踩鹿拾l(fā)生。導(dǎo)致施工監(jiān)測(cè)設(shè)備出現(xiàn)誤差的原因,主要有人為因素和客觀因素兩方面。由于施工監(jiān)測(cè)設(shè)備安裝時(shí)穩(wěn)定性不足,因此進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)工作時(shí)容易產(chǎn)生誤差,且橋梁工程的施工技術(shù)較為復(fù)雜、數(shù)據(jù)計(jì)算步驟較為繁瑣,較容易導(dǎo)致監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)誤差,阻礙橋梁工程的有序施工。
橋梁施工中預(yù)應(yīng)力混凝土材料直接決定了混凝土質(zhì)量,在材料選擇上,需遵循以下方法和原則:
(1)高強(qiáng)度鋼筋。由于預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉應(yīng)力在施工中容易出現(xiàn)應(yīng)力損失,若鋼筋強(qiáng)度較低,容易導(dǎo)致施工期間應(yīng)力損耗殆盡,與普通鋼筋混凝土無(wú)明顯差別,影響橋梁施工質(zhì)量。
(2)保持良好的塑性。鋼筋強(qiáng)度過(guò)大會(huì)導(dǎo)致鋼筋發(fā)生脆性斷裂,其塑性明顯降低,因此在鋼材選擇時(shí)需選擇有足夠的塑性和良好的加工性能的鋼材。
(3)高黏度混凝土。預(yù)應(yīng)力混凝土需保持較高的混凝土粘結(jié)力,便于澆灌混凝土,還能有效融合鋼筋,提高預(yù)應(yīng)力混凝土材料整體質(zhì)量。
由于橋梁施工多采用后張法預(yù)應(yīng)力混凝土,需要在施工前進(jìn)行混凝土澆筑,其澆筑質(zhì)量直接決定了施工質(zhì)量,因此在混凝土澆筑工作中施工人員需嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行澆筑,同時(shí)施工人員需加強(qiáng)鋼絞線的優(yōu)化,避免鋼絞線移動(dòng)或布料機(jī)壓倒鋼絞線管道,以提高澆筑質(zhì)量。另外,在混凝土澆筑工作中,控制錨固件上、下混凝土位置振搗充分,能夠減少蜂窩、鋼筋外露情況,進(jìn)一步提高其施工質(zhì)量。
橋梁鋪設(shè)是橋梁施工中的重要工作,能夠有效提高橋梁路面的平整性和光滑度。在預(yù)應(yīng)力混凝土鋪設(shè)工作中,施工人員需嚴(yán)格按照橋梁施工要求和規(guī)范操作,正確采用預(yù)應(yīng)力混凝土施工技術(shù),有效提高混凝土耐壓性,改善橋梁施工質(zhì)量。同時(shí),施工部門還需對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)督控制,在保證路面鋪設(shè)質(zhì)量的情況下,減少預(yù)應(yīng)力混凝土材料的浪費(fèi),降低施工成本,提高施工工程的經(jīng)濟(jì)效益。在路面鋪設(shè)工作中,還需進(jìn)行路面振搗,提高混凝土鋪設(shè)的平整度,改善橋梁路基的穩(wěn)固性,避免橋梁路面出現(xiàn)變形坍塌情況。
由于橋梁施工多采用后張法預(yù)應(yīng)力混凝土施工,在張拉、錨固、施工過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)預(yù)應(yīng)力損傷情況,施工完成后逐漸趨于穩(wěn)定,因此會(huì)導(dǎo)致橋梁實(shí)際有效預(yù)應(yīng)力和最初給予預(yù)應(yīng)力存在一定差異。施工人員在進(jìn)行鋼筋、混凝土張拉時(shí),需合理計(jì)算預(yù)應(yīng)力損失量,并給予足夠大的預(yù)壓力,保證預(yù)應(yīng)力混凝土的使用質(zhì)量。分析預(yù)應(yīng)力損失主要分為3 個(gè)部分:
(1)管道摩擦損傷應(yīng)力。鋼筋張拉時(shí)容易與管道壁接觸形成摩擦力,導(dǎo)致應(yīng)力損失,可進(jìn)行兩端張拉或超張拉,減少應(yīng)力損失。
(2)錨固損失。由于預(yù)應(yīng)力混凝土張拉后容易出現(xiàn)錨固變形情況,導(dǎo)致錨固無(wú)法重復(fù)使用,同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致鋼筋回縮,導(dǎo)致應(yīng)力損失,可采用變形情況小的錨固,減少應(yīng)力損失。
(3)混凝土收縮損失。由于后張力混凝土需先澆筑,混凝土在高粘性下結(jié)硬后會(huì)出現(xiàn)不同程度的體積縮小情況,導(dǎo)致鋼筋回縮,應(yīng)力損失,可采用高強(qiáng)度混凝土,提高混凝土振搗質(zhì)量,降低應(yīng)力損失。
為使預(yù)應(yīng)力混凝土施工技術(shù)在橋梁工程中發(fā)揮更大優(yōu)勢(shì),必須加強(qiáng)施工質(zhì)量控制。通過(guò)對(duì)施工人員的管理和培訓(xùn),提升施工人員的技術(shù)水平,能夠保障數(shù)據(jù)計(jì)算的準(zhǔn)確性,提高橋梁工程的穩(wěn)定性,也可以加快橋梁工程的施工速度,提升橋梁工程的施工安全。加強(qiáng)施工質(zhì)量控制,除了提升施工人員的技術(shù)水平外,還應(yīng)定期對(duì)監(jiān)測(cè)儀器進(jìn)行檢查和維修。通過(guò)提高儀器對(duì)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)的精準(zhǔn)度,能大幅提升橋梁工程的施工質(zhì)量,同時(shí)充分發(fā)揮預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在橋梁工程中的優(yōu)勢(shì)。
對(duì)施工材料進(jìn)行嚴(yán)格把控,不僅能降低橋梁工程的施工風(fēng)險(xiǎn),還可以增強(qiáng)橋梁工程的整體穩(wěn)定性。選用合理達(dá)標(biāo)的施工材料,可以加快橋梁工程的施工進(jìn)度,使預(yù)應(yīng)力原理與橋梁工程施工完美融合,從而降低施工成本,提升企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力。
對(duì)施工工序進(jìn)行優(yōu)化,是提升預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁工程施工水平的重要措施,也是增強(qiáng)施工單位核心競(jìng)爭(zhēng)力的主要手段。通過(guò)實(shí)踐的方式,對(duì)施工工序進(jìn)行優(yōu)化和改善,能夠全面提升橋梁工程的施工速度,降低橋梁工程的施工成本,縮短橋梁工程的施工工期,促進(jìn)橋梁施工行業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展。
綜上所述,橋梁的施工質(zhì)量直接影響橋梁的使用壽命與安全。預(yù)應(yīng)力混凝土作為橋梁施工的重要施工材料,能夠有效提高橋梁的抗壓耐久性,節(jié)省施工材料,減少橋梁自重,改善橋梁塌陷、裂縫情況,延長(zhǎng)橋梁使用壽命。由于預(yù)應(yīng)力混凝土制作工藝復(fù)雜,因此施工人員需合理選擇預(yù)應(yīng)力混凝土材料,充分考慮預(yù)應(yīng)力損失情況,保證預(yù)應(yīng)力混凝土澆筑質(zhì)量和鋪設(shè)質(zhì)量,從而提升橋梁工程的施工質(zhì)量,促進(jìn)橋梁施工技術(shù)快速、穩(wěn)定的發(fā)展。