预应力施工技术在公路工程道桥施工中的应用研究

2023-01-12龚万林

建筑与装饰 2022年18期

关键词：垫板孔道压浆

龚万林

葛洲坝集团交通投资有限公司湖北武汉 430030

引言

现阶段，在公路工程道桥施工中应用较为广泛的加固技术，即为预应力技术，其对象主要为混凝土构件，由于其主要构成部分为钢材与混凝土，因而具有较强的抗拉伸能力，在实际的施工中应提高预应力技术的应用，促进公路道桥工程的健康、可持续发展。

1 公路工程道桥施工中预应力施工技术的应用

1.1 下料处理

在应用预应力技术前的重点工作为下料处理，通过在钢管中进行灌浆作业的方，式提高预应力的稳定性和可靠性。施工人员需要采用灌浆技术，不断加强黏合效果，保证锚垫板和钢管在铺设过程中具有较强的稳定性。因此，在下料前应做好清理工作，加强钢绞线以及油脂层的处理，不断提高工程项目的施工技术水平。在进行钢绞线的下料时，应采用砂轮切割机进行有效的切割，通常情况下，钢筋线编束则需要采用20号铁丝进行绑扎，铁丝间距保持在3～4.5m之间。编束时应提前理顺好钢绞线，保证钢绞线具有一致的松紧程度。钢丝在应力消除后应保持一定的直度，切断完成后即可下料。钢丝应力通常需要控制在5～300N/mm2，下料长度误差需要在3.5mm范围内。除此之外，钢丝的下料应采用钢质锥形锚具进行张拉操作。

1.2 墩壁施工

在进行墩壁施工时，应依据设计标准进行墩座预埋钢板的检查，保证外侧模板施工安全。在此过程中使用的外侧模板主要由胶合板面、钢骨架构成。工作人员在施工作业前，应进行提前定位，定位完成后应及时加装模板，综合考量形变后进行模板的调整。做好墩壁钢筋的绑扎工作，当完成预应力管道、钢筋的安装时，需要设计劲性骨架，先需要将预应力管道放置在主筋区域上，钢筋采用倾斜角的方式进行布置，利用模板控制划线的方式进行安装位置的精确测量，安装临时预应力锚板的方式提高工程施工效率。拉杆两端需要固定在主纵梁与外斜腿桁架上，浇筑墩壁混凝土后保证墩壁两侧的混凝土偏差能够保持在1.2m3范围之内，墩壁的斜长通常为4.5m。

1.3 孔道施工

预应力筋孔道形状主要由直线、曲线、折线三种类型构成。粗钢筋孔道直径应大于焊接头外径，钢绞线孔道直径则需要大于预应力的束外径，孔道的面积则需要大于预应力筋净面积。孔道需要与构件边缘距离保持在40mm以内。

1.4 钢筋孔道施工

在进行预应力钢筋孔道施工时，应做好抽芯时间的控制工作，防止项目施工发生预应力管道堵塞问题，依据预应力的实际操作内容进行管道的精准性定位，防止发生管道弯折。对于直线孔道的成型应以钢筋抽芯方式保证孔道尺寸和位置相对一致，防止接头区域发生漏浆。钢管应保持平直和光滑性，钢管的长度需要控制在15m范围内，当钢管长度超过15m时，则可采用中间套管的方式进行钢管的连接。构件固定主要以钢筋井字架为主，同时为避免发生黏结问题，施工人员在实际的浇筑过程中应保持钢管的持续转动，钢管的转动方向应相反。抽管初凝后应利用手指对砼进行按压，当未发生明显压痕时即可进行抽管操作。当曲线孔道成型时，应利用胶管抽芯法保证孔道尺寸和位置一致，避免接头位置发生漏浆。做好封堵工作，保证阀门与其中一端相接，冲水压应保持在0.8MPa左右，保证胶皮管直径具有一定的伸缩性。钢筋井字架构件固定时，应将固定间距控制在0.3m内。为避免发生胶管黏结，不得在浇筑时转动胶管，只能在抽管前进行防水降压，当胶管管径缩小到和砼脱离后，即可将胶管抽出[1]。

2 预应力施工技术在公路工程道桥施工中优化措施

2.1 加强锚具管理

公路道桥预应力施工过程中常见的技术为锚固处理技术，是保证公路道桥施工质量的基础性工艺。为加强锚固的处理，需要施工人员能够综合考量横纵梁建设，依据工程的实际情况设置相应的导向槽。施工人员应保证锚垫板能够在指定位置，在进行导向槽、横肋前应做好调查与研究，保证施工方案能够顺利进行。做好弯折精度控制与顶端处理工作，为保证打滑工作的顺利进行，需要及时预留相关位置。从而为提升公路道桥工程施工质量奠定基础，避免钢线发生挤压。

2.2 把握张拉时间

为满足预应力张拉时间要求，在进行公路道桥工程施工过程中应注重张法施工技术的有效应用。一方面，在实际施工过程中需要严格控制混凝土的浇筑时间，防止发生混凝土浇筑较快的问题。另一方面，则需要严格依据施工图纸与施工规范进行合理的布置，做好预应力筋切割处理工作。当完成预应力切割后，需要保证钢绞线的周围覆盖相应的湿布，最终完成预应力的钢筋管道安装工作[2]。

2.3 优化压浆施工

在进行预应力技术的应用过程中，作为施工人员应严格依据公路道桥工程施工要求有效控制索锚横梁黏结程度，依据规定和要求进行张拉值的设定，严格把控压浆密实度，保证压浆黏结力高于施工过程中所设定的张力。在施工前，需要依据一定的模型参数比进行小阶段的试验，当试验结束后即可进行下一阶段的施工。当完成公路道桥工程预应力张拉施工后应做好压浆压力控制工作，保证能够在压浆压力的控制过程中不断提高公路道桥施工的稳定性和可靠性。

2.4 加强下料处理

做好下料处理工作有助于提升公路道桥施工质量和水平，为保证预应力的实际施工质量，相关施工人员应依据相关规范标准开展下料工作。当张拉施工结束前应及时做好钢管灌浆施工工作，在钢管灌浆过程中产生的黏结性保证预应力的可靠性。除此之外，在进行公路道桥工程施工过程中，作为工程施工人员需要做好施工现场的黏结段长度的控制工作，在进行穿束钢筋时需要综合考量钢绞线下垂问题。

3 预应力施工技术在公路工程道桥施工中应用实例分析

3.1 工程概况

某市东环一期工程路段总长度为1321m，该路段为双向四车道，断面标准宽度设置为32m。其中，匝道为双车道，长度为10.2m。在该工程路段共设有58个墩柱以及6座桥台，桥墩高度在8～10m之间，双立柱施工过程中主要采用两段浇筑墩柱的方式，通过先浇筑直线段再浇筑圆弧段的方式进行施工。其中，单立柱在进行施工过程中主要采用一次浇筑成型的方式，在本次工程中主要以预应力技术为主。

3.2 施工技术

3.2.1 系梁钢筋绑扎。在进行系梁钢筋绑扎过程中，在选择钢筋、钢绞线、锚具等材料时，应保证上述材料质量满足实际施工要求，选择具有资质的生产厂家，确保公路道桥施工的顺利进行。通过现场取样的方式对材料的标准进行有效检验，只有检验合格后方可正常使用，同时需要做好钢筋的分类存放工作。钢筋需要存放在钢筋台座上，在钢筋台座的上方需要覆盖相应的遮雨布。在进行钢筋的加工作业前应做好钢筋表面的清洁工作，保证钢筋表面无污迹和锈迹，钢筋的加工应在钢筋加工棚中完成。与施工图纸相对照后进行适当的标记，避免发生混淆问题而影响施工。钢筋的焊接多以单面搭接焊为主，采取点焊、铁丝绑扎的方式进行钢筋的固定。需要注意的是，在进行铁丝的绑扎时不得将尾部深入到保护层中。为提高钢筋保护层的保护效果，在实际绑扎过程中可选择增加保护层厚度的方式进行保护层的保护，多以垫块的方式进行保护。在本次工程中，采用的主要是强度较高的C40砂浆预制块，钢筋承受应力数值较低的位置需要设置相应的钢筋接头，将钢筋接头面积控制在一定的范围内，避免集中布置影响施工质量[3]。

3.2.2 钢绞线制作安装。在该工程中钢绞线的数量为4束，以塑料波纹管为主。钢绞线需要设置在主线中间，即主桥墩系梁的位置上，采用单侧张拉的方式。绑扎钢筋前需要做好钢绞线和张拉端锚垫板和锚筋的安装工作。在进行波纹管的下料时，应保证下料长度满足施工设计要求，并将其控制在一定的范围内。波纹管在安装和固定时，应保证波纹管与锚垫板相垂直，螺旋钢筋则需要固定在锚下位置。将钢绞线穿束完成后，采用波纹管进行临时封堵，防止混凝土混入到波纹管中。

3.2.3 圆弧段模板安装。在进行圆弧段模板安装时，需要先将底层模板法兰盘清理干净，并将密封条准确贴在法兰盘中。采用30t吊车进行吊装模板，将定位销打入后做好螺丝的拧紧工作。当完成模板安装后，需要对模板再次检查，保证轴线位置以及水平标高能够满足施工要求。对模板接缝以及尺寸进行后续的检查，保证接缝完整，尺寸合理。对于模板的顺直程度多以钢尺测量、拉线的方式进行，保证模板的垂直度能够与设计相符合。

3.2.4 圆弧段墩柱混凝土浇筑。只有模板检验合格后方可进行混凝土的浇筑，在进行浇筑的过程中应注意以下3个方面的问题：其一，保证浇筑设备满足设计要求，确保浇筑设备高度和垂直度。其二，为避免管位发生偏差，需要在浇筑过程中与波纹管保持一定的距离，做到两者不接触。其三，在振捣过程中应保证强度的有效性，避免强度过强或过弱。

3.3 墩柱钢绞线张拉及压浆封锚

3.3.1 钢绞线张拉。张拉施工前应做好张拉设备的校验工作，对千斤顶、配套油表等进行精确校对，保证上述设备满足施工要求时才能正式施工。对锚垫板的垂直度和平整度进行仔细检查，防止在张拉过程中发生锚垫板后缩问题，保证张拉端和锚固端混凝土密封严实且无漏浆问题发生。当发生漏浆问题时，需要及时终止张拉，并采取相应措施。通常情况下利用环氧树脂加固的方式加固到锚垫板位置，当符合施工强度时再次进行张拉。在张拉的过程中通过控制张拉力主线的方式，将引伸量作为辅线，当张拉结束时采用砂轮切割。

3.3.2 压浆封锚。孔道中的压浆应保证水泥浆抗压强度较小，水泥浆的初凝时间控制在3.5h以内，而终凝时间则需要控制在18h以内。需要注意的是，应保证其24h内的自由泌水率为0，自由膨胀率在2.8%以内，含气量在2.6%以内。当张拉结束后即可将外侧的钢绞线进行有效切除，切除完成后应进行及时封锚。将锚垫板表面清理完成后，需要及时将玻璃胶涂抹在保护罩底面和橡胶密封圈的表面，同时做好密封工作。保证锚垫板和保护罩能够紧密结合在一起后进行螺栓的拧紧，孔道需及时打扫干净，避免留存杂物。真空泵的真空度需要保持在-0.06到-0.04MPa之间，保证真空状态相对稳定。当管道压浆端阀门打开后，采用压浆泵进行持续压浆。当真空度无法满足实际要求时，则证明孔道密封不严，则需要进行及时检查。当无法进行及时泵送时需要持续搅拌浆液，防止浆液凝固。真空泵的真空维度通常需要控制在-0.06MPa左右，当阀门打开后应立即启动压浆泵，使得浆液能够迅速流入到透明的高压管中，当浆液流入到排浆阀门时，需要及时关闭负压容器的阀门。为保证操作顺利，应保证透明高压管长度在12m以内。当废浆筒的出浆相对稳定、通畅时，可对另一端的阀门以及压浆泵进行及时关闭，当再一次启动压浆泵时，需要在压浆数值控制在0.3MPa时才可关闭压浆阀门。注浆管的清洗多采用注入水流的方式，当注浆管清洗完成后即可将透明高压管拆除。当压浆完成后，依据施工设计图纸进行钢筋的绑扎和混凝土的浇筑，应保证混凝土的强度高于墩柱强度。