［摘要］預(yù)應(yīng)力技術(shù)可被應(yīng)用在公路橋梁結(jié)構(gòu)中，也可參與到山體錨固以及工程維修等其他方面中，因此在公路橋梁施工中有著較為廣泛的使用。預(yù)應(yīng)力技術(shù)的使用要點較多，如果施工不當可能會造成預(yù)應(yīng)力損失，進而影響工程的整體質(zhì)量。對預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁工程中的表現(xiàn)進行了分析，提出了預(yù)應(yīng)力技術(shù)的施工工藝流程和技術(shù)要點及預(yù)應(yīng)力施工中的檢測技術(shù)要點，探討了預(yù)應(yīng)力的六大損失與措施，通過對預(yù)應(yīng)力技術(shù)的綜合分析，以期能達到提升預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量的效果。
［關(guān)鍵詞］公路橋梁；施工技術(shù)；預(yù)應(yīng)力技術(shù)
當前我國公路橋梁施工過程中，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的使用極其廣泛，可保證公路橋梁工程的安全性、耐久性及穩(wěn)定性。如果在應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)時，沒有掌握相應(yīng)的技術(shù)要點，很有可能會影響到公路橋梁工程的使用壽命。公路橋梁工程的建設(shè)由于工程建設(shè)時間長、工程環(huán)節(jié)繁雜，如果使用壽命較短，則會造成更多的資金浪費，不利于交通行業(yè)的高速發(fā)展。因此，在公路橋梁工程施工過程中，須重視預(yù)應(yīng)力技術(shù)的有效應(yīng)用，確保預(yù)應(yīng)力技術(shù)的使用效果。
1工程概況
小花特大橋主橋跨水陽江（72+118+72）m連續(xù)箱梁采用懸臂現(xiàn)澆。主梁采用變高度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，單箱單室截面，箱梁全寬13m，橋面凈寬12m，單箱底板寬7m，兩側(cè)懸臂長3m。箱梁頂面設(shè)置雙向2%橫坡，通過頂板頂面傾斜形成，頂板底面為水平；頂板與腹板設(shè)置1.8m×0.35m的加腋，底板與腹板設(shè)置0.6m×0.25m的加腋。
2公路橋梁工程中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用
2.1在多跨型橋梁中的應(yīng)用
預(yù)應(yīng)力技術(shù)在多跨型橋梁中可實現(xiàn)加固效果，能提升多跨型橋梁的穩(wěn)定性、抗剪能力及抗彎能力，對于多跨型橋梁后續(xù)的使用有重要的積極影響[1]。在實際的多跨型橋梁建設(shè)中，橋梁會根據(jù)結(jié)構(gòu)的層面進行劃分，以正彎矩和負彎矩2種形式存在，為保證多跨型橋梁的荷載能力，需要利用預(yù)應(yīng)力技術(shù)進行加固。
2.2在受彎構(gòu)件中的應(yīng)用
受彎構(gòu)件在公路橋梁施工中屬于重要的組成部分，為提高受彎構(gòu)件的應(yīng)用效果，需要對構(gòu)件進行加固。在以往的受彎構(gòu)件加固工程施工中，會使用碳纖維，主要是由于碳纖維具有較高的強度，對于受彎構(gòu)件的加固效果較好。但在加固施工前，公路橋梁建設(shè)中所使用的混凝土就會產(chǎn)生較強的應(yīng)變拉力，給受彎構(gòu)件帶來較大壓力，不利于后續(xù)公路橋梁的使用安全性。通過預(yù)應(yīng)力技術(shù)的使用可提升受彎構(gòu)件的加固效果，提升構(gòu)件承載區(qū)域的負荷能力。
3預(yù)應(yīng)力技術(shù)的施工工藝流程以及技術(shù)要點
3.1模板制作和施工要點
模板的制作和施工是保證后續(xù)預(yù)應(yīng)力技術(shù)施工效果的重要條件，在制作模板時首先需要保證模板的制作質(zhì)量[2]?？蛇x擇定型鋼模板，施工人員需要對定型鋼模板進行質(zhì)量檢驗，為后續(xù)預(yù)應(yīng)力技術(shù)的使用打好質(zhì)量基礎(chǔ)。在安裝模板和拆卸模板時，需要按照施工設(shè)計要求進行施工，提升施工的規(guī)范性，保證符合后續(xù)施工的需求。
3.2鋼筋施工要點
在預(yù)應(yīng)力技術(shù)施工過程中需要使用到鋼筋材料，預(yù)應(yīng)力技術(shù)對于鋼筋的強度、韌性系數(shù)都有著嚴格的要求，因此在使用預(yù)應(yīng)力技術(shù)時需要保證鋼筋的質(zhì)量，使鋼筋具備理想的應(yīng)用效果。如果鋼筋的質(zhì)量無法得到保障，會影響預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用效果，進而給公路橋梁的使用帶來安全隱患。首先，要選擇符合標準的鋼筋，確保鋼筋工程使用材料的合格。其次，專業(yè)人員要對公路橋梁的長度等多項數(shù)據(jù)進行計算和評估，計算出鋼筋的使用量和使用位置[3]。最后，要在正確的位置對鋼筋進行規(guī)范的處理和施工，避免出現(xiàn)不必要的鋼筋浪費。
3.3預(yù)應(yīng)力孔道施工要點
預(yù)應(yīng)力技術(shù)的施工需要擁有相應(yīng)的孔道，在對預(yù)應(yīng)力孔道進行施工的過程中，需要明確預(yù)應(yīng)力孔道的施工要點。目前在預(yù)應(yīng)力技術(shù)施工過程中，多數(shù)都使用金屬波紋管預(yù)留張拉孔道和壓漿孔道，施工人員需要注重對金屬波紋管的施工操作進行把控，使金屬波紋管在后續(xù)公路橋梁的使用過程中能夠控制預(yù)應(yīng)力[4]。另外，需要對金屬波紋管進行性能測試，保證達到預(yù)應(yīng)力技術(shù)的施工需求，同時需要保證金屬波紋管沒有破損的狀況，一旦發(fā)現(xiàn)有破損的問題應(yīng)及時采取干預(yù)措施。金屬波紋管的質(zhì)量會影響預(yù)應(yīng)力鋼筋預(yù)埋階段的施工效果，也是影響預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用效果的重要方面。
3.4張拉以及灌漿階段的施工要點
3.4.1智能張拉系統(tǒng)工作原理及施工智能張拉系統(tǒng)的施工主要包括2部分，第一部分是安裝張拉設(shè)備，第二部分則是進行智能化張拉控制[5]。智能張拉系統(tǒng)在應(yīng)力控制方面應(yīng)保持較好的精度，精度差值在1.5%之內(nèi)即可，并進行實時的伸長值誤差校對，需要保證伸長值偏差在±6%之內(nèi)。安裝張拉設(shè)備分為5個工序。（1）安裝限位板，在限位板上帶有止口以及錨板定位。（2）安裝千斤頂，需選擇專門應(yīng)用在智能張拉系統(tǒng)中的千斤頂，將千斤頂?shù)闹箍诤拖尬话鍖?。千斤頂之間張拉力所產(chǎn)生的同步誤差控制在±2%的差值內(nèi)最為適宜，并且需要千斤頂最少能夠保證5min的持荷時間。（3）安裝工具錨，工具錨和智能張拉系統(tǒng)前端的張拉端錨保持孔位一致，使2種錨具呈對稱的狀態(tài)。在工具錨的夾片上涂抹退錨靈，保持涂抹的均勻度。（4）連接好千斤頂，接通油表和油泵電源[6]。（5）開動油泵，使用千斤頂活塞來回打出，將千斤頂中存在的空氣排出，避免缸體內(nèi)部仍然存在殘余氣體。智能張拉系統(tǒng)的施工過程分為5點。（1）啟動系統(tǒng)平臺，由現(xiàn)場的管理人員和操作人員進行攝像，啟動張拉系統(tǒng)。（2）通過油泵給千斤頂?shù)膹埨透坠┯?，根?jù)五級加載的原則不斷上升油壓，將最初的應(yīng)力值作為伸長值的計算起點，按照1/10,1/5,2/5,3/5,4/5,1的比例分別增加。（3）在張拉的過程中每一級所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)和信息都會被系統(tǒng)自動記錄下來，與此同時還會計算伸長值以及計算值之間所產(chǎn)生的偏差。（4）利用系統(tǒng)平臺和系統(tǒng)對千斤頂?shù)募虞d速度進行控制，保證可以正常、有序地向千斤頂供油[7]。（5）如果在使用過程中，實際所得出的伸長值和理論計算中的伸長值有較大差距，如正負值大于6%，系統(tǒng)則會馬上停止張拉[8]。以本次工程為例，本橋主橋采用變高度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，為三向預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，分為主梁縱向預(yù)應(yīng)力束、頂板橫向預(yù)應(yīng)力束和腹板豎向預(yù)應(yīng)力束。縱向預(yù)應(yīng)力腹板束采用19-s15.2高強度低松弛鋼絞線，頂、底板束和合龍束均采用15-s15.2高強度低松弛鋼絞線，采用ovm15-19型和ovm15-15型錨具及配套設(shè)備。頂板橫向預(yù)應(yīng)力束采用每束3股s15.2鋼絞線，逐根張拉，張拉控制應(yīng)力為σcon=0.75fpk=1395mpa，單根鋼絞線設(shè)計張拉力為195.3kn，采用單端張拉方式。腹板預(yù)應(yīng)力束和中墩橫梁預(yù)應(yīng)力束均采用jl32精軋螺紋鋼筋，抗拉強度標準值為785mpa，張拉控制應(yīng)力σcon=0.9fpk=706.5mpa，單根設(shè)計張拉力568.2kn，采用梁頂單端張拉方式，相應(yīng)錨具為精軋螺紋鋼錨具jlm-32。
3.4.2智能壓漿技術(shù)工作原理智能壓漿系統(tǒng)由制漿、壓漿、測控及循環(huán)回路4個部分組成。漿液會在智能壓漿系統(tǒng)形成一個持續(xù)循環(huán)的路徑，排出管道內(nèi)部空氣，及時解決管道堵塞的問題。在智能壓漿系統(tǒng)中，管道的進漿口和出漿口都會設(shè)置監(jiān)測壓力值的儀器，測控系統(tǒng)會收到主機反饋后所發(fā)出的指令，并調(diào)整壓力值[9]。漿液從攪拌到壓入孔道的時間需控制在40min之內(nèi)，攪拌過程中不能出現(xiàn)停頓的現(xiàn)象。對于水平狀態(tài)或者曲線狀態(tài)孔道，壓漿的壓力值需保持在0.5~0.7mpa，超長孔道壓漿壓力值應(yīng)控制在1.0mpa，豎向孔道壓漿壓力值應(yīng)控制在0.3~0.4mpa。當施工工程是在南京地區(qū)的夏天時，由于南京溫度較高，如果白天的氣溫高于35℃，則需要在夜間開展壓漿工作。當在氣溫較低的地區(qū)施工時，在壓漿的過程中或者在壓漿后的2d之內(nèi)如果氣溫在5℃以下，就需要對混凝土采取保溫措施。在施工過程漿體的配置比例中會出現(xiàn)問題，影響孔道的飽滿度和密實度，為提高施工使用普通硅酸鹽水泥的效果，灰漿的水灰比例可以取0.3，摻量為內(nèi)摻15%。
3.5混凝土施工要點
3.5.1合理拌制混凝土在攪拌混凝土之前要對混凝土進行合理配比，按照施工的要求設(shè)定配置比例，選擇合適的材料，保證混凝土具有符合要求的強度。施工人員在攪拌混凝土的時候，需要使用電子秤對混凝土進行相關(guān)的測量，保證混凝土內(nèi)部的含水量符合相關(guān)要求。如果在雨天進行混凝土攪拌，應(yīng)及時檢測混凝土中的含水量，避免由于空氣濕度高導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)過多水分，影響混凝土的攪拌效果[10]。
3.5.2混凝土運輸要點混凝土主要是運用專門的攪拌車進行運輸，且要根據(jù)實際的施工情況和自然環(huán)境因素確定運輸混凝土的時間。如果是在20~30℃運輸混凝土，則需要使用無攪拌的設(shè)施在30min內(nèi)運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，如果使用有攪拌的設(shè)施，則應(yīng)在60min內(nèi)運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場。對混凝土進行再次攪拌時需注意水和其他材料的比例，否則會影響混凝土的質(zhì)量。
3.5.3混凝土澆筑和振搗工作要點混凝土的澆筑質(zhì)量需要符合相關(guān)的規(guī)定要求，其主要要求為：不存在色差、平整光滑、沒有漏漿等，應(yīng)控制好澆筑模板的傾斜高度和澆筑混凝土的坡度[11]。在混凝土澆筑結(jié)束之后需立即進行搗實施工，在實際混凝土施工過程中經(jīng)常使用插入式的方法進行振搗，當發(fā)現(xiàn)在振搗時混凝土的表面不再出現(xiàn)冒泡問題時則視為振搗工作合格。插入式振搗可能會導(dǎo)致孔道出現(xiàn)變形，因此在振搗時應(yīng)注意振搗器是否觸及套管，在孔道處采用外部振搗器進行振搗，強化振搗效果。在模板的角落部位或者振搗器不能觸及的區(qū)域，可以利用插針振搗，保證混凝土表面光滑度。在混凝土搗實之后的24h之內(nèi)不能受到振動，否則會影響搗實效果。
3.5.4提升混凝土養(yǎng)護效果混凝土的養(yǎng)護工作對于工程質(zhì)量起著重要的作用，并且還可降低后期混凝土出現(xiàn)裂縫等問題的概率。在完成混凝土澆筑等待混凝土表面收漿之后實施養(yǎng)護措施，可利用灑水或者覆蓋塑料膜的方式，養(yǎng)護時間至少需要1周。灑水養(yǎng)護需要使用噴霧器，對混凝土進行不間斷的濕養(yǎng)護，進而形成良好的干濕循環(huán)。在養(yǎng)護混凝土的同時也需要對預(yù)應(yīng)力鋼束留置的孔道進行監(jiān)管，避免其他雜物進入孔道內(nèi)部。
3.6鋼絞線施工要點
孔道穿束施工是預(yù)應(yīng)力技術(shù)實施中的核心環(huán)節(jié)之一，對于添加預(yù)應(yīng)力的效果有著重要的影響，應(yīng)根據(jù)實際的施工狀況對孔道穿束施工方法進行分析[12]。為提升孔道穿束的施工效果，需要先分析鋼絞線和鋼絞線編束的處理方法，在確保鋼絞線處理效果的基礎(chǔ)上進行孔道穿束。鋼絞線的處理分為鋼絞線施工和鋼絞線穿束施工，如果沒有掌握施工技術(shù)要點，會直接影響預(yù)應(yīng)力技術(shù)的使用效果。
3.6.1鋼絞線的處理當公路橋梁工程在實施錨固作業(yè)時，鋼絞線的張拉應(yīng)力對于錨固作業(yè)的效果有著重要的作用。但是由于施工步驟的復(fù)雜性，公路橋梁的局部區(qū)域會產(chǎn)生擠壓應(yīng)力，這就需要保證錨墊板的方向和位置的準確性。施工人員需要對鋼絞線彎折位置的半徑進行準確測量，并打磨鋼絞線的端部，保證鋼絞線的平滑性，避免鋼絞線在受到張拉力的影響時出現(xiàn)擠壓問題。
3.6.2鋼絞線穿束施工要點鋼絞線張拉施工結(jié)束后，需要實施灌漿處理，保證鋼管和錨墊板之間存在粘結(jié)段，在進行鋼絞線下料作業(yè)時要對其上方的油脂層進行清洗。在實際施工過程中，施工人員無法有效地對鋼管和錨墊板之間存在的粘結(jié)段進行精準控制，這是由于在控制期間鋼絞線可能會出現(xiàn)下垂的現(xiàn)象[13]。在實施鋼絞線穿束施工時，鋼絞線需要通過多個轉(zhuǎn)向裝置，施工環(huán)節(jié)稍有難度，因此要使用單根穿索的方法來施工。在進行鋼絞線穿束的過程中需要注意鋼絞線是否出現(xiàn)纏繞的現(xiàn)象，若出現(xiàn)了纏繞問題需及時進行干預(yù)，保證鋼絞線的順直性，否則會影響施工過程中的有效預(yù)應(yīng)力。
4預(yù)應(yīng)力的六大損失與措施
4.1錨固損失
損失因素：錨固損失主要是由于預(yù)應(yīng)力技術(shù)在施工過程中錨具出現(xiàn)了變形、錨具滑絲等問題，進而導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力鋼筋在施工過程中出現(xiàn)回縮或者滑移的狀況。解決錨固損失措施：在預(yù)應(yīng)力技術(shù)施工時可選擇變形程度小的錨具，或者可選擇預(yù)應(yīng)力鋼筋內(nèi)縮程度小的錨具，盡可能地減少墊板的數(shù)量；對先張法構(gòu)件，選擇長臺座。對錨具的滑絲進行檢查，如果滑絲失效則應(yīng)及時更換錨具。
4.2摩擦損失
損失因素：摩擦損失是由于預(yù)應(yīng)力鋼筋在張拉時，和孔道壁產(chǎn)生了摩擦，或者也可能是先張法的預(yù)應(yīng)力鋼筋和錨具產(chǎn)生了摩擦?？椎肋^于彎曲，彎曲度越大，則孔道的摩擦損失越大，如果是刮碰或者孔道偏差增加了摩擦損失，很可能是因為孔道的長度和質(zhì)量所致，彎道和長度兩者之間彎道因素所引起的摩擦損失較為嚴重。解決摩擦損失的措施：為解決摩擦損失，需要減少先、后張法預(yù)應(yīng)力鋼筋和孔道壁及錨具之間的摩擦，因此對于長度較長的構(gòu)件，可在構(gòu)件的兩端采取張拉的措施，或者使用超張拉的措施[14]。為減少摩擦損失需要對孔道的施工技術(shù)進行改進和革新，使孔道的線形符合施工要求，在必要的情況下可選擇減摩劑。
4.3溫差損失
損失因素：先張法預(yù)應(yīng)力鋼筋在進行熱養(yǎng)護的過程中會引起預(yù)應(yīng)力出現(xiàn)溫差損失的問題。具體來講，是在利用蒸汽等方法開展混凝土養(yǎng)護時，預(yù)應(yīng)力鋼筋和臺座之間會產(chǎn)生溫差，出現(xiàn)溫差損失的問題。解決溫差損失的措施：當發(fā)現(xiàn)先張法預(yù)應(yīng)力鋼筋出現(xiàn)溫差損失后，可提升溫度，重復(fù)熱養(yǎng)護措施。二次升溫養(yǎng)護不會導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力出現(xiàn)損失的問題，在養(yǎng)護過程中，初次升溫應(yīng)將升高的溫度保持在20℃內(nèi)，也可選擇在常溫下進行養(yǎng)護。當混凝土的強度達到1.5~10n/mm2之后可再次升溫。在鋼膜上對預(yù)應(yīng)力鋼筋進行張拉。
4.4預(yù)應(yīng)力松弛損失
損失因素：如果預(yù)應(yīng)力鋼筋的長度沒有變化，但是在高應(yīng)力的作用下會出現(xiàn)松弛的問題，導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力出現(xiàn)松弛損失。這主要是由于鋼絞線的內(nèi)部出現(xiàn)了斷絲的問題，鋼絞線松弛率超出限度也會出現(xiàn)預(yù)應(yīng)力松弛損失的狀況。預(yù)應(yīng)力松弛的損失和鋼材類型、溫度變化、初拉應(yīng)力、持荷時間等多方面因素都有關(guān)。在計算預(yù)應(yīng)力松弛損失時應(yīng)先判斷構(gòu)件屬于先張法構(gòu)件還是后張法構(gòu)件，前者根據(jù)損失總量的50%計算，后者則根據(jù)建立預(yù)應(yīng)力后的時間計算。解決預(yù)應(yīng)力松弛損失措施：選擇張拉或者松弛小的預(yù)應(yīng)力鋼筋，對鋼絞線的松弛率進行仔細檢查，在張拉的過程中需要采取雙向控制，即張拉力控制以及引伸量控制。如果鋼絞線斷絲率出現(xiàn)了超限的問題，應(yīng)及時更換錨具以及預(yù)應(yīng)力筋。
4.5混凝土變化損失
損失因素：混凝土變化可分為收縮變化和徐變，這2種狀況都會引起預(yù)應(yīng)力損失。當混凝土凝結(jié)后，硬度會有所提升，因此會逐漸發(fā)生變化，導(dǎo)致構(gòu)件也逐漸變短，預(yù)應(yīng)力則會隨著構(gòu)件的變化回縮。解決混凝土變化損失的措施：選擇高質(zhì)量的水泥，并在混凝土攪拌過程中減小水灰比以及水泥的使用量。使用標準骨料，強化對混凝土的振搗施工，在混凝土施工之后進行有效的養(yǎng)護，注意振搗器是否觸及套管，并利用插針進行輔助振搗。預(yù)應(yīng)力混凝土的養(yǎng)護時間需要適當延長，直至預(yù)應(yīng)力完全施加后方可結(jié)束，在混凝土養(yǎng)護期間如果強度在2.5mpa之下，則混凝土上方不可放置工具或者走路。
4.6環(huán)形配筋損失
損失因素：螺旋式應(yīng)力鋼筋作配筋的環(huán)形構(gòu)件，由于環(huán)形配筋受到混凝土的擠壓產(chǎn)生的損失。波紋管線的設(shè)計和管理也會影響預(yù)應(yīng)力的損失情況，如在澆筑混凝土?xí)r波紋管沒有進行有效固定，導(dǎo)致波紋管出現(xiàn)變形和移動等問題。波紋管出現(xiàn)堵塞或者波紋管破損、漏洞都會影響預(yù)應(yīng)力技術(shù)施工效果。解決環(huán)形配筋損失的措施：提升混凝土的施工質(zhì)量，對混凝土的施工工序進行嚴格管理，可適當減少水泥的使用。在施工的過程中需要把握混凝土的施工要點，即攪拌、運輸、澆筑、振搗以及養(yǎng)護5方面的技術(shù)要點，盡量減少由于環(huán)形配筋所引起的預(yù)應(yīng)力損失。在設(shè)計時需要保證波紋管符合施工要求，并在進行混凝土澆筑工作時對波紋管采取保護措施，避免出現(xiàn)波紋管破損的狀況。
5結(jié)束語
預(yù)應(yīng)力技術(shù)作為公路橋梁工程中的重點應(yīng)用技術(shù)，對公路橋梁的質(zhì)量起著重要的保障作用。但是，當前在公路橋梁施工建設(shè)過程中由于缺乏有效的監(jiān)管等多項原因，導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力技術(shù)的發(fā)展受到了一定的限制，降低了工程建設(shè)的效率。相關(guān)領(lǐng)域需要加快對預(yù)應(yīng)力技術(shù)的創(chuàng)新，提升預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁施工中的應(yīng)用效果，為公路橋梁的建設(shè)提供技術(shù)支持。