探討橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用

唐宗福

(貴州遵義高速公路建設(shè)投資有限公司)

1 橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

1.1 受彎構(gòu)件

橋梁施工中，一般混凝土受彎和受拉性能差，需采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)改善彎拉性能，充分發(fā)揮其受壓性能，彌補(bǔ)不足的抗彎拉性能。碳纖維施工簡單、強(qiáng)度高，廣泛應(yīng)用于加固橋梁鋼筋混凝土受彎構(gòu)件，由于加固前構(gòu)件有初始的壓應(yīng)變和拉應(yīng)變，混凝土達(dá)極限壓應(yīng)變時，構(gòu)件也達(dá)極限承載力，也就是說混凝土應(yīng)變增量決定碳纖維最終應(yīng)力，但構(gòu)件初始應(yīng)變過大會破壞應(yīng)力程度差的碳纖維構(gòu)件。因此，在橋梁實(shí)際施工中，向碳纖維施加一定預(yù)應(yīng)力，可使碳纖維具有一定初始拉應(yīng)力，從而有效防止碳纖維強(qiáng)度遭到破壞。

1.2 鋼筋混凝土多跨連續(xù)梁

大型橋梁結(jié)構(gòu)復(fù)雜，受不同彎矩作用，一般情況下，可將鋼筋混凝土多跨連續(xù)梁分為兩個區(qū)域，即支座處負(fù)彎矩區(qū)和跨中處正彎矩區(qū)。混凝土結(jié)構(gòu)抗剪性能和抗拉性能通常較差，當(dāng)橋梁抗剪性能和抗拉性能達(dá)不到施工要求時，可采用施工簡單的粘貼碳纖維方法進(jìn)行適當(dāng)加固，提高負(fù)彎矩區(qū)和正彎矩區(qū)的抗剪性能和抗拉性能。有時雖然可以加大粱下截面，對橋梁承載力進(jìn)行提高，但會增加橋梁結(jié)構(gòu)自重，嚴(yán)重影響橋梁使用功能。因此，預(yù)應(yīng)力技術(shù)在鋼筋混凝土多跨連續(xù)梁施工中的應(yīng)用，可增強(qiáng)其支座處和跨中處抗剪性能和抗拉性能。

1.3 橋梁加固施工

(1)補(bǔ)強(qiáng)橋梁構(gòu)件;(2)改善橋梁構(gòu)件結(jié)構(gòu)性能，提高橋梁實(shí)際承載能力，從而延長使用壽命，滿足現(xiàn)代交通運(yùn)輸需求。在橋梁實(shí)際加固施工過程中，采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)可減小加固施工時混凝土初始應(yīng)變，即預(yù)先對橋梁構(gòu)架施加預(yù)應(yīng)力，使受壓區(qū)產(chǎn)生拉應(yīng)力和壓應(yīng)力，減小預(yù)應(yīng)力構(gòu)件在初彎矩時的拉應(yīng)變和壓應(yīng)變，從而提高構(gòu)件極限承載力，有效加固鋼筋應(yīng)力，并充分發(fā)揮加固鋼筋的實(shí)際作用。

1.4 混凝土路面

在混凝土施加預(yù)應(yīng)力鋼筋，可約束混凝土路面，增強(qiáng)鋼筋混凝土中骨料和鋼筋的粘結(jié)力，從而延緩或不出現(xiàn)混凝土路面裂縫。在混凝土路面應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)時，需關(guān)注橋梁路面溫度、濕度和荷載能力，以免橋梁施工時出現(xiàn)路面出現(xiàn)裂縫和收縮現(xiàn)象。目前，預(yù)應(yīng)力技術(shù)在混凝土路面的應(yīng)用逐漸成熟，不僅能減小混凝土構(gòu)件所受拉應(yīng)力，還能充分發(fā)揮其抗壓性能，從而通過施加縱向和橫向預(yù)應(yīng)力，有效防止混凝土路面橫向裂紋和縱向裂紋的產(chǎn)生。

1.5 橋梁鋼筋混凝土構(gòu)件

混凝土構(gòu)件開裂是早期混凝土存在的問題，既影響構(gòu)件美觀，也極大的影響其力學(xué)性能，混凝土開裂后抗?jié)B性能會變差，極易受腐蝕，對混凝土強(qiáng)度和剛度造成影響，從而使橋梁質(zhì)量降低，無法滿足人們對橋梁使用需求。將預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用于橋梁鋼筋混凝土構(gòu)件中，可有效提高混凝土強(qiáng)度和剛度，防止混凝土早期開裂。橋梁構(gòu)件受力復(fù)雜，會受壓應(yīng)力、拉應(yīng)力、剪應(yīng)力作用，對混凝土抗壓、抗拉、抗剪性能要求非常高，將預(yù)應(yīng)力施于受拉區(qū)鋼筋混凝土構(gòu)件，可減小混凝土構(gòu)件所受拉應(yīng)力，混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件也就不會因遭到破壞產(chǎn)生裂縫。

2 橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用存在的問題與解決措施

2.1 波紋管堵塞

橋梁施工預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用中，為便于后期鋼筋施工，需在施工中預(yù)留一些波紋管孔道，但澆筑混凝土后，波紋管常出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力鋼筋無法通過孔道，直接影響預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉效果，使預(yù)應(yīng)力鋼筋伸長值與實(shí)際所需長度差異大，在一定程度上影響橋梁施工工期和預(yù)算，降低橋梁整體強(qiáng)度。波紋管堵塞的原因主要有。(1)施工人員缺乏專業(yè)技術(shù)知識和施工經(jīng)驗(yàn)，預(yù)應(yīng)力混凝土澆筑時，技術(shù)操作不規(guī)范或沒有及時養(yǎng)護(hù)混凝土。(2)施工中，沒有合理控制抽芯時間，以致抽芯過早或過晚，導(dǎo)致孔道坍塌或管被拔斷。(3)渡紋管質(zhì)量差，導(dǎo)致漏漿堵管。

對于遇到的波紋管堵塞問題，可采取以下措施解決。(1)加強(qiáng)施工人員專業(yè)技能培訓(xùn)，規(guī)范技術(shù)操作。(2)合理控制抽芯時間，清除波紋管中水泥漿塊，使鋼筋穿過波紋管后能自由伸縮，張拉完預(yù)應(yīng)力鋼筋后，孔洞用等級高的微膨脹混凝土封堵。(3)施工下料前，仔細(xì)檢查波紋管質(zhì)量，及時發(fā)現(xiàn)質(zhì)量差的波紋管，并在澆筑混凝土前，詳細(xì)檢查波紋管安裝位置及套管接頭連接的牢固性、密閉性。

2.2 預(yù)應(yīng)力超長束張拉工藝不適合

現(xiàn)澆大跨度預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁底板預(yù)應(yīng)力束通常采用一端張拉工藝，大跨度指的是3 ～5 跨，而每跨30 ～50 m，預(yù)應(yīng)力超長束應(yīng)用不適合的張拉工藝，會導(dǎo)致橋梁產(chǎn)生裂縫。例如，某公路立交橋跨線箱梁橋5 跨，每聯(lián)跨分別為66 m、88 m、150 m，施工時采用一端張拉工藝，張拉一束鋼絞線拉時用0.3AR ～0.4AR 拉力，而且由于孔道長，采用了多道箱梁橫隔板，但由于沒有明確孔道摩阻，以致橋梁竣工后出現(xiàn)質(zhì)量問題。對于預(yù)應(yīng)力超長束出現(xiàn)的這個問題，應(yīng)根據(jù)國內(nèi)外相關(guān)規(guī)定，采用適合的張拉工藝，即預(yù)應(yīng)力橋梁跨度≥30 m，采用兩端對稱張拉工藝，確保跨中有效預(yù)應(yīng)力，并在恒載和活載作用下，使橋梁跨中建立實(shí)際所需抵抗彎矩，從而保證跨中承載力，避免橋梁正截面產(chǎn)生裂縫。

2.3 構(gòu)件裂縫

在預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用中，預(yù)應(yīng)力構(gòu)件張拉前出現(xiàn)裂縫是常見問題，由混凝土收縮應(yīng)力和溫差應(yīng)力導(dǎo)致，裂縫部位主要為構(gòu)件表面。對于這一問題，必須嚴(yán)格控制構(gòu)件預(yù)制質(zhì)量和內(nèi)外溫差，采取措施預(yù)防因溫差導(dǎo)致的構(gòu)件表面裂縫。(1)夏季施工時，先用低水化熱水泥。(2)在低溫時，要采取保溫措施，在適當(dāng)時間拆除預(yù)制構(gòu)件模板。(3)緩慢降低薄壁構(gòu)件溫度，適當(dāng)延長拆模時間，避免預(yù)制構(gòu)件因熱脹冷縮和臺座間粘結(jié)。

3 小 結(jié)

總之，公路橋梁建設(shè)規(guī)模、數(shù)量隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展不斷推進(jìn)，橋梁施工技術(shù)的發(fā)展越來越快，預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用也發(fā)展迅速。在橋梁施工中，預(yù)應(yīng)力技術(shù)具有傳統(tǒng)施工技術(shù)不具備的優(yōu)勢，能提高橋梁強(qiáng)度和抗壓能力，有效避免橋梁出現(xiàn)質(zhì)量病害，如構(gòu)件裂縫，確保車輛安全通行。但該技術(shù)發(fā)展時間短，操作流程復(fù)雜，存在諸多問題，因此，橋梁施工時必須遵循操作規(guī)范，選擇適宜張拉工藝，嚴(yán)格控制構(gòu)件預(yù)制質(zhì)量，從而確保橋梁施工質(zhì)量，延長使用壽命。

［1］黃啟隆.淺談公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力的應(yīng)用及存在問題［J］.科技資訊，2010，(21):36.

［2］孫長建.現(xiàn)代技術(shù)角度下的預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用［J］.黑龍江科技信息，2013，(21):168.

［3］楊再喜.淺談預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用［J］.中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2013，(18):86.