浅析斜向预应力混凝土在桥面铺装中的应用

来源:用户上传      作者:李彩霞

　　摘 要：本文介绍了斜向预应力混凝土技术在桥面铺装中的应用情况。主要从立模、钢筋下料、钢筋布设、混凝土浇筑、拆模养护、预应力筋张拉等方面进行了详细的总结。最后，分析了斜向预应力混凝土桥面铺装的注意事项及施工质量保证措施，供相关同类工程作为参考。
　　关键词：斜向预应力混凝土;桥面铺装;施工工艺;质量保证措施
　　1 概述
　　预应力混凝土路面具有承载力高、抗变形能力强、路面耐久性好、行车舒适性好等一些普通水泥混凝土路面没有的优点。然而，纵向预应力水泥混凝土路面不能彻底解决复杂应力状态下路面开裂的问题。在水泥混凝土铺装层内布置双斜向预应力筋，这样会在路面长度与宽度两个方向上均产生预应力，路面除设置施工缝外不用设置伸缩缝，可以有效解决水泥混凝土路面接缝处的损害现象、提高路面使用性能、有效延长铺装层的使用寿命。本文将结合312国道（商州至丹凤）一级公路改扩建工程，浅析斜向预应力混凝土技术在桥面混凝土铺装层的应用。
　　2 预应力混凝土桥面铺装设计方案
　　桥面铺装结构组合为：
　　面层：沥青混凝土面层 5cm
　　桥面铺装层：斜向预应力混凝土 14cm
　　预应力筋布置间距为50cm，布置角度为45°，沿混凝土桥面铺装厚度方向分两层交叉布置。
　　3 施工技术要点分析
　　3.1 立模
　　侧模采用特制钢模板，立模之前，局部低洼处（空隙）事先用水泥砂浆铺平，保证模板底面与基层顶面紧贴。模板安装完毕后需要检查接头处的高差以及模板的内侧，这些位置不能有错位现象。模板安装完毕后，检查其是否稳固牢靠，有无松动现象，接头处的高差应控制在3mm以内。
　　3.2 普通钢筋及预应力筋下料
　　对照设计图纸检查预应力钢筋、普通钢筋的尺寸、规格及数量。预应力筋及普通钢筋下料应采用机械切割，严禁使用气割或者电焊的方式下料。预应力钢筋下料时应尽量保持其直度，弯曲度过大的钢筋应剔除。
　　3.3 构造钢筋与板端补强钢筋布设
　　斜向预应力混凝土结构中的构造钢筋采用光圆钢筋分两层布置，在纵向钢筋外按照设计图纸要求布置箍筋，用细铁丝将箍筋绑在纵向构造钢筋上。
　　板端无斜向预应力筋的位置用间距为30cm×30cm的φ8钢筋网加强，布置位置及尺寸按设计图纸要求进行。
　　3.4 预应力筋的布置与校直
　　按设计图纸双向交叉布置预应力筋，将预应力筋按45°方向穿过三角塑料盒进行布设，并在交叉位置上间隔放置支撑钢筋架。预应力预应力筋布置好后应进行校直，以保证预应力筋与纵向的夹角。并将校直好的预应力筋的交叉点位置（包括下部有支撑架和无支撑架两者）间隔用扎丝绑扎紧固。采用直径12mm的螺纹钢作为预应力混凝土铺装层与梁板的连接钢筋，在梁板上钻孔，预应力筋交叉处间隔植入钢筋。
　　3.5 混凝土浇筑
　　混凝土拌合物可在工厂生产或工地拌和站拌制。现场混凝土拌和机应采用强制式水泥混凝土搅拌机或搅拌站。混凝土拌合机及运输条件应符合国家现行标准《公路水泥混凝土路面施工技术细则》（JTG/TF30-2014）的有关规定。混凝土的摊铺成型可采用专用滑膜式摊铺机，边角部位可以用小型机具结合人工进行。
　　3.6 拆模、养护
　　混凝土浇筑完成后第二天进行拆模，拆模时应该注意不得将桥面铺装边缘处的混凝土损坏。为了避免出现早期收缩裂缝，拆模后应立即覆盖洒水的土工布进行养护。每天都要进行均匀洒水，使土工布始终处于潮湿状态。养护时间建议2周左右。若混凝土浇筑当天夜里气温较低，则需在上面覆盖聚乙烯薄膜以保持温度，避免由于温差过大而引起断裂。
　　3.7 张拉端锚具的安装
　　张拉端采用单孔夹片锚具，夹片锚具的具体位置要据预应力筋伸出在桥面铺装外侧的位置决定，先安装锚垫板，然后安装夹片锚具。
　　3.8 预应力筋张拉
　　为了保证混凝土桥面板在施加预应力前不发生收缩开裂，预应力筋的张拉采用两次张拉工艺。为了给操作人员准确提供张拉力的大小，张拉前需要校验千斤顶。
　　预应力钢筋的张拉顺序从混凝土桥面铺装层的一端向另一端依次进行。张拉过程中采用两个千斤顶同时对称进行。张拉控制应力为σcon=σp×75%，σp为预应力筋的极限抗拉强度。
　　第一次张拉一般安排在第二天，亦即混凝土浇筑完成12小时之后，且混凝土强度达到设计强度的30%进行。其张拉控制应力值一般为0.3σcon。
　　第二次张拉安排在混凝土桥面板浇筑完成5～7天之后，且混凝土强度达到设计强度的75%以上进行，张拉时宜采用超张拉，张拉应力为1.05σcon，持荷2分钟，卸荷至σcon后锚固。
　　4 斜向预应力水泥混凝土桥面铺装施工注意事项
　　斜向预应力混凝土桥面铺装施工工艺比较成熟，为了保证施工质量，要严格按照规范施工技术要求进行施工。结合工程经验，本文将预应力水泥混凝土桥面铺装施工注意事项总结为以下几点：
　　（1）钢筋布置方面：要严格按照设计图纸要求进行，预应力钢筋的定位要准确，构造钢筋的连接要牢固。
　　（2）张拉机具安装方面：要保证锚具与垫板之间接触牢靠，二者之间不得留有缝隙，为了更好地传递荷载，锚具与垫板应保持垂直。预应力筋必须进行校直，且预应力筋要与植入桥面板钢筋用扎丝绑扎，避免浇筑混凝土时预应力筋跑位。
　　（3）混凝土浇筑方面：浇筑混凝土时要振捣密实，尤其是混凝土铺装层两侧构造钢筋布置密集的地方。振捣不密实的区域混凝土会产生蜂窝，进而影响锚固区混凝土的强度。
　　（4）预应力筋张拉方面：要按照设计要求的顺序进行张拉，预应力筋张拉采取双控原则，张拉力大及加力速度要严格控制。
　　（5）混凝土养生方面：混凝土桥面铺装应及时进行养生，养生期间要保证混凝土的湿度，防止混凝土中水分蒸发与风干现象，以免产生收缩裂缝。在昼夜温差较大的情况下，应采取保温措施以减少温度变化而产生的收縮裂缝。养生时间按混凝土抗弯拉强度达到设计要求值以上所需的时间来确定。
　　参考文献：
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　　[3]《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTGD40-2011）中华人民共和国行业标准[S].2011.
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　　[5]《公路路面基层施工技术规范》（JTJ034-2000）中华人民共和国行业标准[S].2000.
　　[6]《预应力混凝土路面工程技术规范》（GB50422-2007）中华人民共和国行业标准[S].2007.
　　作者简介：李彩霞（1981-），陕西榆林人，长安大学博士研究生，陕西交通职业技术学院公路与铁道工程学院副教授。
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