李 濤
(安陽(yáng)市公路事業(yè)發(fā)展中心,河南 安陽(yáng) 455000)
預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)以其工程機(jī)械重量小、穩(wěn)定性能高、操作簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)成本較低等優(yōu)勢(shì)成為我國(guó)路橋建設(shè)中不可或缺的施工技術(shù),在我國(guó)道路工程中得到大規(guī)模應(yīng)用。預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)運(yùn)用于路橋建設(shè),能夠一定程度上優(yōu)化路橋性能、提高路橋質(zhì)量、延長(zhǎng)路橋使用壽命,提高路橋建設(shè)的安全性與穩(wěn)定性,全面提升路橋經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。
預(yù)應(yīng)力混凝土施工技術(shù)概念最早是由法國(guó)工程師弗雷西奈(F.Freyssinet)提出的。隨著預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的不斷進(jìn)步,該項(xiàng)技術(shù)在我國(guó)公路橋梁建設(shè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)能夠改善原有施工結(jié)構(gòu),增加負(fù)荷承受量,防止路橋間出現(xiàn)裂縫。在道路工程中利用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)可以防控公路橋梁建設(shè)出現(xiàn)的各種應(yīng)力問(wèn)題,提高公路橋梁的穩(wěn)定性與實(shí)用性。另外,預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)抗?jié)B透能力強(qiáng)、防拉裂性能高,在路橋建造過(guò)程中,能夠提升路橋的結(jié)構(gòu)性能,減輕路橋材料基本負(fù)重,使預(yù)應(yīng)力抵消外來(lái)超負(fù)荷力,延遲路橋開(kāi)裂時(shí)間,增加其使用年限,延長(zhǎng)其使用壽命[1]。
應(yīng)用于不同地形、不同地域等施工環(huán)境的預(yù)應(yīng)力施工技術(shù),在不同施工環(huán)境中有不同的表現(xiàn),有的地方能夠發(fā)揮其優(yōu)勢(shì),有的地方則可能受到某種限制。我們要密切關(guān)注施工過(guò)程中出現(xiàn)的預(yù)應(yīng)力問(wèn)題,并及時(shí)修正、優(yōu)化施工方案。我國(guó)幅員遼闊,地形地貌復(fù)雜,平原地區(qū)、高山丘陵地區(qū)、荒漠沙漠地區(qū)等地形地貌千差萬(wàn)別,熱帶亞熱帶、寒中暖溫帶和特殊的青藏高寒區(qū)等溫差巨大,在這些施工環(huán)境中建設(shè)公路橋梁采取的預(yù)應(yīng)力控制技術(shù)應(yīng)因時(shí)因地制宜。施工中預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)一旦出現(xiàn)失誤,就必然帶來(lái)難以估量的損失,輕者造成建筑損耗,重者造成重大施工事故,因此在施工過(guò)程中一定要提高處理與控制預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)細(xì)節(jié)的能力[2]。
在公路橋梁工程實(shí)踐中,發(fā)揮預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)優(yōu)勢(shì)是工程質(zhì)量控制的關(guān)鍵。在我國(guó)極為復(fù)雜的公路橋梁施工環(huán)境中,應(yīng)用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)有:①我國(guó)公路選線選址、橋梁的橋型選擇等主要取決于自然地形和客觀需求,有的筆直、有的彎曲,有的平坦、有的起伏,這就為工程施工提出了不同要求,而預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)結(jié)構(gòu)能夠最大程度保證公路橋梁的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,提高路橋使用的安全性。②對(duì)于那些跨度較長(zhǎng)、張力結(jié)構(gòu)較大的橋梁來(lái)說(shuō),預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)能夠調(diào)整橋梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)力,提高路橋的穩(wěn)定性。③利用高密度混凝土結(jié)構(gòu)可以增強(qiáng)路橋的抗壓性與抗張性,減輕路橋自身重量,從而延長(zhǎng)公路橋梁的使用壽命。
①預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在路橋鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用。大型的公路橋梁經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)裂縫等問(wèn)題,此類問(wèn)題多為路橋鋼筋混凝土的預(yù)應(yīng)力穩(wěn)定性差所致。在公路橋梁鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù),能夠有效解決大型公路橋梁建造或者使用過(guò)程中出現(xiàn)的巨大裂縫問(wèn)題,增強(qiáng)路橋的穩(wěn)定性。預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)應(yīng)用于路橋鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),有助于保障路橋路面質(zhì)量,提高公路橋梁使用壽命。
②預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在公路橋梁加固工程施工中的應(yīng)用。隨著道路工程技術(shù)的進(jìn)步和路橋建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大,預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣,不僅新建在建路橋工程廣泛運(yùn)用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù),而且在既有路橋加固施工中的應(yīng)用也越來(lái)越普遍。由于公路交通運(yùn)輸壓力持續(xù)增加,公路橋梁生命周期內(nèi)損毀情況不斷發(fā)生,公路橋梁的使用性能面臨諸多挑戰(zhàn),對(duì)公路橋梁狀況提出了更高的要求。因此,要運(yùn)用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)對(duì)公路橋梁的主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固,最大限度減少路橋損壞,提高路橋主體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與承載力度,延長(zhǎng)公路橋梁的使用壽命。
③預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在多跨連續(xù)橋梁工程中的應(yīng)用。多跨連續(xù)橋梁中間部分受力面積較小,整體重量較大,因此在建造與使用過(guò)程中,多跨連續(xù)橋梁由于壓力過(guò)大、張力不足、抗壓性能比較差,容易出現(xiàn)損壞與坍塌現(xiàn)象[3]。在多跨連續(xù)橋梁工程中運(yùn)用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù),能夠減少橋梁整體尤其是橋梁中部的重量,緩解建造過(guò)程中的混凝土張力與壓力,增強(qiáng)其受重能力,極大減少橋梁裂縫、防止發(fā)生坍塌等現(xiàn)象,提高多跨連續(xù)橋梁的穩(wěn)定性與安全性。
我國(guó)公路橋梁建設(shè)工程浩大,按照2021年中共中央、 國(guó)務(wù)院印發(fā)的《國(guó)家綜合立體交通網(wǎng)規(guī)劃綱要》的規(guī)劃,到2035年,僅國(guó)家高速公路網(wǎng)、普通國(guó)道網(wǎng)公路就將達(dá)46萬(wàn)公里左右。工程質(zhì)量乃百年大計(jì),只有建立在高質(zhì)量基礎(chǔ)上的道路工程建設(shè)才是符合交通強(qiáng)國(guó)要求的工程。預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)是保證施工質(zhì)量的主要措施之一。我國(guó)公路橋梁建造過(guò)程中雖然已經(jīng)廣泛應(yīng)用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù),但是在建造管道、建造張力、建造材料、建造標(biāo)準(zhǔn)等方面仍然存在一系列問(wèn)題,這些問(wèn)題如果得不到徹底解決,必將對(duì)公路橋梁工程建設(shè)質(zhì)量產(chǎn)生不良影響,嚴(yán)重沖擊公路橋梁的穩(wěn)定性、安全性。預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在公路橋梁施工中存在的主要問(wèn)題有:
①有的施工單位不能嚴(yán)格落實(shí)施工規(guī)定,致使預(yù)應(yīng)力管道阻塞。在公路橋梁施工實(shí)踐中,有的施工單位不能嚴(yán)格遵守施工規(guī)范,不能嚴(yán)格落實(shí)工程施工規(guī)定,為趕工期而不嚴(yán)格按照規(guī)定進(jìn)行混凝土澆筑,從而導(dǎo)致出現(xiàn)鋼管堵塞等問(wèn)題[4]。鋼管一旦堵塞,預(yù)應(yīng)力施工鋼筋就不能夠順利從中通過(guò),拉伸效果就得不到保障。在鋼筋拉伸過(guò)程中由于預(yù)應(yīng)力孔道存在缺陷,就有可能出現(xiàn)連接不到位、鋼絞線堵塞、鋼絞線廢棄等現(xiàn)象,從而嚴(yán)重影響工程質(zhì)量。
②預(yù)應(yīng)力受混凝土彈性模量影響而收縮徐變。在公路橋梁施工中,影響預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量的因素很多,其中最主要的有兩個(gè),一是混凝土收縮徐變,一是混凝土彈性模量。這兩個(gè)因素會(huì)造成混凝土鋼筋結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力損耗,進(jìn)而可能會(huì)隨著工程進(jìn)展而破壞預(yù)應(yīng)力施工結(jié)構(gòu),導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)開(kāi)裂,從而影響公路橋梁的使用安全性與穩(wěn)定性,甚至還會(huì)導(dǎo)致一系列預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)、張力抗壓力結(jié)構(gòu)等發(fā)生改變。
③預(yù)應(yīng)力施工張力控制不到位。在公路橋梁工程施工中,如果預(yù)應(yīng)力張力控制效果達(dá)不到工程技術(shù)規(guī)范要求,就會(huì)對(duì)公路橋梁工程整體產(chǎn)生一定影響。出現(xiàn)此類問(wèn)題的原因,一是施工人員主觀上不重視,致使工程施工的預(yù)應(yīng)力張力控制不符合工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),從而降低了路橋施工質(zhì)量,影響了工程進(jìn)度。二是受預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)制約,無(wú)法達(dá)到工程預(yù)期,影響了施工效果[5]。
④道孔預(yù)留與結(jié)構(gòu)件預(yù)留拉力不足問(wèn)題。橋梁與公路建造結(jié)構(gòu)中,會(huì)有扁錨與扁錨連接器使用問(wèn)題,有時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)扁錨張力不足,或者鋼絞線張拉過(guò)程匯總受力不均,出現(xiàn)預(yù)留孔道加勁不足現(xiàn)象。另外在公路橋梁建造過(guò)程中,可能在施工過(guò)程中還會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)預(yù)留拉力偏大或者偏小現(xiàn)象,對(duì)整個(gè)公路橋梁建造會(huì)產(chǎn)生一定不良影響。
①嚴(yán)格執(zhí)行施工規(guī)定,控制工程材料質(zhì)量。預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在路橋建設(shè)工程中發(fā)揮著不可小覷的作用,但是隨著應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大,一些始料未及的問(wèn)題逐漸暴露出來(lái)。因此,在施工之前,路橋管理部門就要制定嚴(yán)格的施工規(guī)定,要求建設(shè)單位嚴(yán)格按照施工章程進(jìn)行施工。同時(shí),要不斷提高各類施工人員的專業(yè)能力與綜合素質(zhì),確保施工人員嚴(yán)格按照施工規(guī)定作業(yè),杜絕施工失誤。另外,還要做好工程材料質(zhì)量控制,嚴(yán)把建筑材料質(zhì)量關(guān),確保路橋建設(shè)質(zhì)量。
②重視混凝土收縮徐變等。在公路橋梁建造過(guò)程中要重視鋼筋混凝土收縮徐變,重視鋼筋捆扎工藝,重視混凝土結(jié)構(gòu)匯總預(yù)應(yīng)力施工,最大程度減少路橋表面裂縫?;炷潦芡饨绛h(huán)境因素如溫度、濕度影響比較大,因此,要利用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)對(duì)混凝土建造結(jié)構(gòu)的輔助作用,根據(jù)不同氣候環(huán)境和建設(shè)環(huán)境特點(diǎn),嚴(yán)格遵守工程規(guī)范,優(yōu)化混凝土重量結(jié)構(gòu),最大程度實(shí)現(xiàn)路橋的穩(wěn)定性、安全性。
③做好受力張力的分析與控制工作。為了更加充分發(fā)揮預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在我國(guó)公路橋梁建造過(guò)程中的重要作用,工程管理部門與施工單位要做好預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)受力分析、張力分析、張力控制等工作,減少?gòu)埩刂撇蛔闼碌念A(yù)應(yīng)力施工技術(shù)受阻。我們要做好張力控制與處理工作,滿足公路橋梁設(shè)計(jì)要求與工程要求,掌握張力預(yù)測(cè)方法,減少?gòu)埩κЭ厍闆r,提高公路橋梁建造工程的穩(wěn)定性與耐用性[6]。
④重視預(yù)應(yīng)力道孔預(yù)留檢查工作,使結(jié)構(gòu)件預(yù)留拉力與需求相適應(yīng)。在公路橋梁施工建造過(guò)程中,要重視預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)結(jié)構(gòu)中道孔預(yù)留工作,做好道孔界面處檢查,道孔與灌漿孔、排氣孔連接處檢查。要使結(jié)構(gòu)件預(yù)留拉力與實(shí)際建造需求相互適應(yīng),避免出現(xiàn)預(yù)留拉力偏大或者偏小等情況,提高工程施工效率。
⑤嚴(yán)格控制水泥漿用量、添加劑含量與水量。公路橋梁建設(shè)中離不開(kāi)混凝土與水泥,要提高預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在整體路橋建造中的應(yīng)用效率,就應(yīng)該嚴(yán)格控制水泥漿用量、水量、添加劑含量,按照標(biāo)準(zhǔn)比例進(jìn)行攪拌。
綜上所述,在公路橋梁建造過(guò)程中必須重視預(yù)應(yīng)力施工技術(shù),提高公路橋梁的穩(wěn)定性、安全性,延長(zhǎng)其使用壽命。要保障預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)能夠發(fā)揮應(yīng)有的作用,就要嚴(yán)格遵行工藝規(guī)范,嚴(yán)格執(zhí)行工程施工標(biāo)準(zhǔn),提高各類施工人員專業(yè)素養(yǎng)。工程管理部門和施工單位都要高度重視預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)中存在的一系列問(wèn)題,提高公路橋梁建造質(zhì)量。
安陽(yáng)工學(xué)院學(xué)報(bào)2022年4期