楊裕成

　　【摘要】：筆者通過對預(yù)應(yīng)力鋼絞線的選擇、預(yù)應(yīng)力錨具的選擇、預(yù)應(yīng)力體系的設(shè)計、預(yù)應(yīng)力效應(yīng)的分析幾個方面作出總結(jié)，并對施工過程中存在的主要問題作了總結(jié)和改善措施方面的探討和闡述。

　　【關(guān)鍵詞】：預(yù)應(yīng)力;真空灌漿;公路橋梁;橋梁施工

　　一 公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力的應(yīng)用

　　(一)預(yù)應(yīng)力鋼絞線的選擇

　　目前國內(nèi)外使用的預(yù)應(yīng)力鋼材主要有預(yù)應(yīng)力鋼筋、冷拉預(yù)應(yīng)力鋼絲、矯直回火預(yù)應(yīng)力鋼絲、低松弛預(yù)應(yīng)力鋇絲、普通預(yù)應(yīng)力鋼絞線和低松馳鋼絞線。作為預(yù)應(yīng)力鋼材最新一代的低松弛鋼絞線由于其高效、經(jīng)濟、施工方便，使建筑構(gòu)件輕薄美觀的優(yōu)點，已大量使用在世界各地最重要的建筑工程上，如大型橋梁核電站、高層大跨度房屋、高速及高架公路等。

　　使用預(yù)應(yīng)力鋼絞線至少可節(jié)省鋼材1/3以上，其經(jīng)濟效益和社會效益是十分顯著的。預(yù)應(yīng)力鋼絞線的選擇應(yīng)考慮以下幾個方面：鋼絞線性能參數(shù)，包括幾何參數(shù)、表面狀態(tài)、松散性、斷裂荷載、屈服荷載、伸長率、松弛等;鋼絞線標(biāo)準(zhǔn)，包括品種規(guī)格、破斷荷載、尺寸公差、松弛性、延伸率等。

　　(二)預(yù)應(yīng)力錨具的選擇

　　后張法預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)所使用的錨具，主要可分為機械錨固和摩阻錨固兩大類，機械錨固類錨具是在預(yù)應(yīng)力鑰材的端部采用機械加工形成一個適宜于錨碇的工作條件來加以錨固這類錨具通常用于錨旋高強度粗鋼筋或集束型高強鋼絲，個別也有錨旋單根或多根鋼鉸線的。其特點是錨具應(yīng)力損失較小連接比較方便，在未灌漿前可以重復(fù)張扣或放松以調(diào)整預(yù)應(yīng)力。摩阻錨固類錨具是利用楔形錨具，將預(yù)應(yīng)力鋼材“擠緊”形成錨旋作用，這類錨具品種較多，應(yīng)用較廣，其特點是錨力變化較多、噸位較大，穿索比較方便;不足之處是錨具應(yīng)力損失較大，要重復(fù)張拉或連接較不方便。

　　(三)預(yù)應(yīng)力體系的設(shè)計

　　預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁預(yù)應(yīng)力體系的設(shè)計通常采用OVM和XYM體系。該體系的頂板縱向鋼束均采用平豎彎曲相結(jié)合的空間曲線，集中錨固在腹板頂部承托上，底板鋼束則盡可能靠近齒板處錨固。這樣布束具有如下特點：

　　1 使預(yù)應(yīng)力具有最大力臂，較大限度地發(fā)揮力學(xué)效應(yīng)，同時由于布束接近腹板，預(yù)應(yīng)力以較短的傳力路線分布在全截面上。

　　2 頂板束錨固在承托中，不需設(shè)置復(fù)雜的齒板構(gòu)造，使箱梁尺寸完全由受力需要來控制設(shè)計。

　　3 頂、底板鋼束在平面上按同樣的S線型錨固于設(shè)計位置上，可以消除集中錨固點產(chǎn)生的橫向力。

　　(四)預(yù)應(yīng)力效應(yīng)的分析

　　在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計實踐中，通常是根據(jù)經(jīng)驗先假定預(yù)應(yīng)力鋼束的分布圖，而后進行應(yīng)力分析(也就是全橋正常使用極限狀態(tài)驗算)，檢查結(jié)構(gòu)各部截面的應(yīng)力狀態(tài)，當(dāng)不能滿足要求時，則改進鋼束分布，經(jīng)過多次嘗試，得到滿足應(yīng)力要求的鋼束分布圖。所以說，預(yù)應(yīng)力筋、預(yù)應(yīng)力錨具和預(yù)應(yīng)力體系設(shè)計歸根到底取決于預(yù)應(yīng)力效應(yīng)的分析。

　　預(yù)應(yīng)力損失的計算包括瞬時損失和后期損失兩個方面。瞬時損失是在鋼束錨固前或錨固時可能出現(xiàn)的損失值。對于后張預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，一般包括鋼束與預(yù)留孔道之間的摩阻損

　　失。張拉時構(gòu)件長度的縮短——即彈性壓縮損失以及錨具變形的損失。后期損失是在鋼束錨固后發(fā)生的損失，它包括鋼束松弛和棍凝土收縮、徐變及后期預(yù)應(yīng)力束張拉造成的前期鋼束預(yù)應(yīng)力減小等引起的損失。

　　二 預(yù)應(yīng)力施工中的主要問題及措施探討

　　(一)預(yù)應(yīng)力筋的定位

　　預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量嚴(yán)格按設(shè)計要求鋪設(shè)，保證位置準(zhǔn)確，平面順直，互不扭絞。張拉端設(shè)置時，應(yīng)保證預(yù)應(yīng)力筋與錨板垂直，承壓板安裝好后須固定牢固，防止混凝土澆筑時移位。當(dāng)在預(yù)應(yīng)力筋位置遇有施工洞及預(yù)留洞口時，預(yù)應(yīng)力筋的位置不斷也不繞，可離洞口邊30mm并束布置。

　　根據(jù)曲線預(yù)應(yīng)力筋的坐標(biāo)位置，核對與非預(yù)應(yīng)力筋的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力筋與非預(yù)應(yīng)力筋或其他布管(如電線管等)發(fā)生沖突時，經(jīng)分析確定優(yōu)先保證預(yù)應(yīng)力筋的鋪設(shè)，將普通鋼筋位置移動，確保預(yù)應(yīng)力管道位置正確，但禁止將鋼筋截斷，實際施工中有兩個部位鋼筋移位較大，采用同型號井字鋼筋加固。然后按照確認(rèn)的曲線坐標(biāo)制作、布筋。開始幫扎鋼筋前，在墊層上放出墻邊線和鋼筋位置，根據(jù)鋼筋的重疊順序，將縱橫鋼筋、封閉箍筋依次就位，按設(shè)計的鋼絞線在梁內(nèi)的位置，將專用支架牢固焊接在梁內(nèi)箍筋上，并在鋼筋籠中布置專用托輪若干，將絞線束由一端牽引、另一端傳送，緩慢輸送到位。牽引穿鋪中不得損傷護套，順次安放在專用支架的U形卡內(nèi)，隨即將U形卡扳成形，將絞線牢固固定。然后安裝承壓板，螺旋筋等，必須保證梁端40cm內(nèi)絞線束與梁軸線平行。穿入預(yù)應(yīng)力筋后再將上層

　　鋼筋依次就位，嚴(yán)格校對位置，固定牢固。

　　預(yù)應(yīng)力筋和波紋管安裝質(zhì)量是確保預(yù)應(yīng)力體系質(zhì)量的重要基礎(chǔ)，在施工中嚴(yán)格施工過程控制，保證灌注混凝土后波紋管不漏、不堵、不偏不變形，采取了如下措施：使用前對波紋管進行嚴(yán)格的檢查，是否存在破損，發(fā)現(xiàn)損傷無法修復(fù)的堅決廢棄不用;安裝波紋管前去掉端頭的毛刺、卷邊、折角;認(rèn)真檢查，確保波紋管定位必須準(zhǔn)確，嚴(yán)防上浮、下沉和左右移動，其位置偏差應(yīng)在規(guī)范要求內(nèi)，波紋管定位用的鋼筋網(wǎng)片與波紋管的間隙不應(yīng)大于3mm，設(shè)置間距;直線段不大于1m，曲線段不大于0.5m;電氣焊作業(yè)在管道附近進行時，在波紋管上覆蓋濕麻袋或薄鐵皮等，以免波紋管被損傷;施工過程中注意避免鐵件等尖銳物與波紋管的接觸，保護好管道;在施工時注意盡量避免振搗棒觸及波紋管。

　　(二)真空灌漿

　　后張預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中，預(yù)應(yīng)力筋的防腐蝕問題及與結(jié)構(gòu)混凝土的共同工作問題是通過壓力灌漿充滿預(yù)應(yīng)力筋預(yù)埋孔道和預(yù)應(yīng)力筋之間的空隙予以解決的，當(dāng)后張預(yù)應(yīng)力筋處于非水平的傾斜狀態(tài)。多跨度彎曲狀態(tài)時，水泥漿的泌水蒸發(fā)后形成無水泥漿存在的空間，使該處的預(yù)應(yīng)力筋失去保護。而預(yù)應(yīng)力筋在高應(yīng)力(現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)中，預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力通常在1000Mpa以上)狀態(tài)下對腐蝕損壞相當(dāng)敏感(即應(yīng)力腐蝕)，造成預(yù)應(yīng)力筋的腐蝕部位斷面缺損，影響預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的安全和耐久性。因此，灌裝質(zhì)量的好壞直接影響到預(yù)應(yīng)力筋的防腐蝕性能、預(yù)應(yīng)力構(gòu)筑物的安全性能和耐久性能。所以在預(yù)應(yīng)力孔道灌漿施工中，針對質(zhì)量問題：孔道中水泥漿未充滿，有空隙;水泥漿體硬化后收縮與孔道壁分離;水泥漿硬化后強度不滿足規(guī)范要求進行重點解決。

　　如果預(yù)應(yīng)力筋部分是多波超長曲線，為確保灌漿的質(zhì)量，保證其密實度，實際施工中對超過40m的多波預(yù)應(yīng)力筋采用了真空灌漿，取得了很好的效果。真空灌漿采用塑料波紋管，根據(jù)廠家的技術(shù)支持進行施工，其基本原理是:在孔道的一端采用真空泵對孔道進行抽真空，使之產(chǎn)生- 0.1MPa左右的真空度，然后用灌漿泵將優(yōu)化后的特種水泥漿從孔道的另一端灌入，直至充滿整條孔道，并加以0.7MPa的正壓力，以提高預(yù)應(yīng)力孔道灌漿的飽滿度和密實度。

　　三 結(jié)語

　　公路橋梁結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力設(shè)計中考慮混凝土強度變化的問題，是一種新思路和新方法，傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計理論在這個問題上存在缺陷，需要完善。作者通過全橋結(jié)構(gòu)應(yīng)力的分析并結(jié)合混凝土破壞準(zhǔn)則推導(dǎo)出豎向預(yù)應(yīng)力計算等內(nèi)容，并對具體的項目進行計算，是這種方法的一種應(yīng)用，對工程實際具有重要意義。