公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)探討

李 鋒

(河北省青縣交通運(yùn)輸局公路管理站)

公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)探討

李 鋒

(河北省青縣交通運(yùn)輸局公路管理站)

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)的交通建設(shè)也得到了迅速的發(fā)展，公路橋梁施工技術(shù)也逐漸發(fā)展成熟，在公路橋梁施工過程中，預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。根據(jù)多年的施工經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)歸納了我國(guó)公路橋梁預(yù)應(yīng)力施工過程中存在的問題。主要對(duì)我國(guó)公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用存在的問題，并對(duì)預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁工程中的施工質(zhì)量控制以及施工管理等方面進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析。可以為今后的公路橋梁預(yù)應(yīng)力施工時(shí)作為參考。

公路橋梁;預(yù)應(yīng)力技術(shù);施工

1 預(yù)應(yīng)力在公路橋梁中的應(yīng)用概述

1.1 預(yù)應(yīng)力的概述

預(yù)應(yīng)力技術(shù)，即通過利用混凝土結(jié)構(gòu)本身較高的抗壓性能，在橋梁結(jié)構(gòu)施工，采用預(yù)先施加應(yīng)力，來彌補(bǔ)混凝土結(jié)構(gòu)在抗拉性能上存在的不足現(xiàn)象，從而延遲了受拉區(qū)的混凝土開裂時(shí)間，提高了公路橋梁結(jié)構(gòu)整體的實(shí)用性能、穩(wěn)定性能、耐久性能。

隨著現(xiàn)代新材料、新施工工藝、新機(jī)械設(shè)備的大力研發(fā)，預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁施工中得到了廣泛的應(yīng)用。在現(xiàn)代公路橋工程施工中，由于采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，很大程度上提高了橋梁的整體工作性能、延長(zhǎng)了橋梁的跨度、延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的使用年限。

1.2 預(yù)應(yīng)力在公路橋梁工程使用的優(yōu)點(diǎn)

在路橋設(shè)計(jì)施工的過程中，一般采用強(qiáng)度等級(jí)比較高的鋼材以及混凝土作為原材料。這種強(qiáng)度更高的材料組合，產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力混凝土的構(gòu)件具有更好的抗?jié)B透性和更強(qiáng)的抗拉裂能力，而且還會(huì)增加鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的剛度。在很大程度上節(jié)省了混凝土以及鋼材的材料，達(dá)到防止開裂的效果。即預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用可以很大程度減輕橋梁結(jié)構(gòu)的自重，提高橋梁結(jié)構(gòu)的抗滑性能，提升橋梁整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性能，具有設(shè)計(jì)安全可靠度高、施工快捷簡(jiǎn)便等。因此，在路橋工程當(dāng)中如果可以合理的運(yùn)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，就會(huì)使得路橋變的更加美觀、輕巧，同時(shí)還會(huì)增加使用壽命。

2 公路橋梁施工中采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)存在的問題

2.1 張拉預(yù)應(yīng)力筋超長(zhǎng)束端的預(yù)應(yīng)力不合理

在公路橋梁的預(yù)應(yīng)力施工中，當(dāng)澆筑大跨度的預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁時(shí)，往往在預(yù)應(yīng)力筋的一段張拉應(yīng)力。而現(xiàn)行的預(yù)應(yīng)力規(guī)范指出。當(dāng)跨度大于30 m的預(yù)應(yīng)力橋梁，要對(duì)預(yù)應(yīng)力筋兩端采取對(duì)稱張拉的工藝來保證預(yù)應(yīng)力筋達(dá)到設(shè)計(jì)的張拉力，在活載與恒載的共同作用下，橋梁跨中所需的抵抗彎矩來建立橋梁跨中的有效預(yù)應(yīng)力。多年觀察研究發(fā)現(xiàn)，已經(jīng)正常使用通車的橋梁，均有因?yàn)椴缓线m的張拉工藝才出現(xiàn)的梁的裂縫現(xiàn)象。

2.2 管道的堵塞，影響張拉效果

在現(xiàn)在公路橋梁工程施工中，施工企業(yè)為了降低工程造價(jià)，往往采用一些沒有專業(yè)技能的工人進(jìn)行一些特殊結(jié)構(gòu)的施工。在預(yù)應(yīng)力的施工中，就存在大部分的施工人員不具備專業(yè)的張拉技術(shù)和施工經(jīng)驗(yàn)，在預(yù)應(yīng)力混凝土的澆筑過程中有時(shí)會(huì)出現(xiàn)不按照規(guī)范施工的情況，甚至還有一部分工程在混凝土澆筑完成后，沒有對(duì)混凝土做好及時(shí)的養(yǎng)護(hù)措施或者是養(yǎng)護(hù)措施不合理、不規(guī)范，這樣均有可能導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力混凝土中的鋼筋預(yù)留管道出現(xiàn)堵塞的情況，致使不能夠順利進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉工作。預(yù)應(yīng)力筋管道的堵塞，在很大程度上影響了正常張拉應(yīng)力，影響預(yù)應(yīng)力技術(shù)的施工效果。

2.3 張拉過程中，結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫

由于預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)在張拉過程中，張拉力過大，從而引起了結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂隙的現(xiàn)象，這是預(yù)應(yīng)力筋張拉過程中常見的問題。研究發(fā)現(xiàn)，在張拉過程中出現(xiàn)裂縫，主要是由于溫度的變化引起的較大的裂縫。此外，在預(yù)應(yīng)力施工時(shí)，由于張拉施工工藝不規(guī)范，尤其是張拉力的控制不合理，這對(duì)橋梁的承載力造成了嚴(yán)重的影響，往往出現(xiàn)質(zhì)量問題。通常，在預(yù)應(yīng)力筋的張拉工藝中，使用預(yù)應(yīng)力筋的伸長(zhǎng)量來衡量張拉力的大小，鋼筋的張拉力是主要的，一般用預(yù)應(yīng)力筋的伸長(zhǎng)量來進(jìn)行校核張拉力的誤差。

2.4 后張預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的張拉力大小控制的問題

由于在預(yù)應(yīng)力施工時(shí)，施工工藝不規(guī)范，尤其是張拉力的控制不合理，這對(duì)橋梁的承載力造成了嚴(yán)重的影響。通常，在預(yù)應(yīng)力筋的張拉工藝中，使用預(yù)應(yīng)力筋的伸長(zhǎng)量來衡量張拉力的大小，鋼筋的張拉力是主要的，一般用預(yù)應(yīng)力筋的伸長(zhǎng)量來校核張拉力的誤差。通常在預(yù)應(yīng)力施工工藝時(shí)，要采取1.4級(jí)的油壓來計(jì)量張拉力，導(dǎo)致張拉力誤差很大，有些甚至還沒有計(jì)量標(biāo)明就張拉了千斤頂。同時(shí)，還和張拉施工的人員的技術(shù)素養(yǎng)有關(guān)，如果張拉人員沒有經(jīng)過正規(guī)的培訓(xùn)就施工，使張拉力有很大的誤差;有的甚至在工作的時(shí)候玩手機(jī)，不專心于工作;更有甚至讀錯(cuò)表中的數(shù)據(jù)，這些均會(huì)導(dǎo)致張拉力與設(shè)計(jì)值有很大的偏差。

2.5 施工中添加劑使用不合理

在現(xiàn)代路橋工程施工中，施工單位為了縮減施工工期，一般采用加入早強(qiáng)劑的方法，使得混凝土結(jié)構(gòu)提前達(dá)到可以預(yù)拉應(yīng)力的強(qiáng)度。由工程經(jīng)驗(yàn)可知，如果加入早強(qiáng)劑，一般在混凝土澆筑3 d以后既可以張拉預(yù)應(yīng)力來提升預(yù)應(yīng)力的混凝土強(qiáng)度。但是由于加入了早強(qiáng)劑，使得混凝土的彈性和強(qiáng)度模量增長(zhǎng)非同步進(jìn)行，強(qiáng)度增長(zhǎng)比較快，但彈性模量增長(zhǎng)很慢，所以使得較早的張拉預(yù)應(yīng)力，會(huì)使得預(yù)應(yīng)力的損失比較嚴(yán)重，混凝土結(jié)構(gòu)的整體變形比較大，導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，同時(shí)降低了橋梁的承載能力。

此外，由于添加了早強(qiáng)劑，使得檢測(cè)出的混凝土試塊早期的強(qiáng)度等級(jí)替代實(shí)際的混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等級(jí)，這樣默認(rèn)相等同樣存在著疏忽。工程試驗(yàn)檢測(cè)表明，最后橋梁結(jié)構(gòu)發(fā)生事故時(shí)，所檢測(cè)的混凝土強(qiáng)度結(jié)構(gòu)沒有達(dá)到前期當(dāng)場(chǎng)測(cè)試的強(qiáng)度，有些甚至?xí)汀?/p>

3 公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用

(1)預(yù)應(yīng)力筋的穿梭施工工藝。預(yù)應(yīng)力筋的穿梭工藝在預(yù)應(yīng)力技術(shù)中是很重要很關(guān)鍵的一個(gè)過程。由于預(yù)應(yīng)力筋的長(zhǎng)度一般在100 m左右，并且在預(yù)應(yīng)力穿梭的時(shí)候，中間要遇到多個(gè)跨中轉(zhuǎn)向裝置和導(dǎo)向槽，這樣就增加了穿梭施工的難度，所以施工人員在預(yù)應(yīng)力筋穿梭的時(shí)候，大多采用單根預(yù)應(yīng)力筋穿梭的方法。并且在穿梭時(shí)應(yīng)特別注意在全橋長(zhǎng)的范圍內(nèi)每根鋼絲線之間不能相互纏繞，否則就會(huì)達(dá)不到相應(yīng)的要求，預(yù)應(yīng)力也不能夠達(dá)到設(shè)計(jì)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)值。所以在實(shí)際預(yù)應(yīng)力穿梭施工過程前，都預(yù)先將鋼絲線、密封蓋和錨板孔按一定順序編上號(hào)碼，防止發(fā)生錯(cuò)亂，然后再單根穿梭預(yù)應(yīng)力筋

(2)預(yù)應(yīng)力的壓漿技術(shù)。預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁施工之中是很關(guān)鍵的，它是確保橋梁整體的承載力的限制因素。為了保證預(yù)應(yīng)力的合理和規(guī)范。①要保證混凝土結(jié)構(gòu)壓漿密實(shí);②要保證預(yù)應(yīng)力筋的張力強(qiáng)度準(zhǔn)確到位，不允許有差錯(cuò)。一般來說，壓漿工序是一道舉足輕重的工序;③在結(jié)構(gòu)工程模擬試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)時(shí)間必須得到準(zhǔn)確的控制，最好把試驗(yàn)時(shí)間控制在24 h之內(nèi)。第四，壓漿過程時(shí)的力度性和穩(wěn)定性要控制到位。

(3)關(guān)于鋼絞線的定位與數(shù)量控制。專業(yè)人員施工過程中關(guān)于鋼絞線的數(shù)量和定位是很有說法的，要注意以下幾個(gè)方面。①?gòu)埨说匿摻g線要與錨板垂直。②注意核對(duì)非預(yù)應(yīng)力和剛預(yù)應(yīng)力之間的相關(guān)性，防止發(fā)生沖突。③所有的程序必須按照工作程序的標(biāo)準(zhǔn)來。

4 公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用

4.1 預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路方面的應(yīng)用

在公路工程中，采用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)主要應(yīng)用在路面的施工中，且有兩種預(yù)應(yīng)力處理路面:單獨(dú)型、連續(xù)型。單獨(dú)型路面，由于膨脹縫的比較長(zhǎng)時(shí)間間隔，而且膨脹縫隔開了路面之間的聯(lián)系，需要在路面施工時(shí)，先對(duì)路面進(jìn)行混凝土的澆筑，然后再對(duì)路面用預(yù)拉鋼筋的處理辦法，提高路面的整體性;連續(xù)型的路面，通常采用千斤頂，或是自加應(yīng)力的方法來進(jìn)行處理。

4.2 預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁工程中的應(yīng)用

在橋梁的受彎構(gòu)件中，在荷載的作用下，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)需要承受較大的荷載作用。同時(shí)，隨著橋梁跨度的不斷增加，這就需要采用比較高強(qiáng)度的材料，對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效的加固處理

針對(duì)結(jié)構(gòu)的承載力較弱的部位，利用預(yù)應(yīng)力加固的技術(shù)，可以很好的加強(qiáng)薄弱構(gòu)件的承受能力，而且利用高強(qiáng)度材料也會(huì)改變結(jié)構(gòu)整體的性能，提高了橋梁的整體質(zhì)量，同時(shí)也整體提高了橋梁的使用壽命。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，主要對(duì)公路橋梁施工過程中，對(duì)預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用中出現(xiàn)的各種問題，以及采取的相應(yīng)措施做了詳細(xì)的分析。盡管我國(guó)在預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用中有一定程度的進(jìn)步，但是由于預(yù)應(yīng)力在施工時(shí)會(huì)遇到各種因素的制約，所以需要我們不斷提高預(yù)應(yīng)力技術(shù)的施工水平以及施工質(zhì)量的控制，同時(shí)要積累豐富的施工經(jīng)驗(yàn)，從而修建出更高質(zhì)量和標(biāo)準(zhǔn)的橋梁，為社會(huì)的發(fā)展做出自己的貢獻(xiàn)。

［1］賴海寧，鄭滿生.公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)分析［J］.China Urban Economy，2011，(6).

［2］徐東輝.公路橋梁預(yù)應(yīng)力混凝土施工中的常見問題和處理［J］.科技資訊，2011，(7):97 －98.

［3］許賢平，黃志強(qiáng).崖門大橋預(yù)應(yīng)力施工［J］.公路與汽運(yùn)，2004，(3).

［4］俞建輝，王建國(guó).淺談公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力的應(yīng)用及存在的問題［J］.中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2010，(3):45－47.

U445

C

1008－3383(2014)04－0099－02

2013－10－24