淺談公路橋梁施工中預應力的應用及存在的問題

吳剛

【摘要】保障材料質量，提高施工人員的專業素質，從而更好的保障整個工程的質量不受威脅。除此之外，在施工中應該對混凝土裂縫的處理做好完善修補，在澆筑過程中保護好波紋管的管壁使其不受外力影響形成破裂，對鋼筋混凝土的應力有效發揮，從而確保工程的順利施工。本文探討了公路橋梁施工中預應力的應用及存在的問題。

【關鍵詞】公路橋梁；施工；預應力；問題；應用

預應力混凝土施工投入少，跨度大，抗裂性優良，而且結構形式多樣，在現代橋梁施工領域應用規模不斷擴大。為了提高結構的安全系數，充分發揮設計功能，施工前的組織設計和前期準備工作非常重要。針對施工中常見的質量問題通過周密的布置提前預控，嚴格執行工藝流程，輔以科學高效的技術措施，就可以最大限度發揮結構設計功能和使用壽命。

一、預應力應用的強大技術優勢

所謂的預應力也是預加力，主要就是在構件受到荷載之前，要先施加一個跟即將受到荷載的力的方向相反的力，這個力度不但可以進一步的消除即到來的荷載，還能在很大程度上提高構件的抗裂性以及相應的耐久性，增加其剛度和強度，而且還能非常明顯的改善諧振以及彈性變形等。在一些承重的關鍵部位應用預應力的時候，我們站在經濟學的角度來進行分析，不但可以節約公路橋梁建設過程中的混凝土跟鋼材，還在一定程度上減輕了橋梁自身的重量，最重要的是節省了很多建設方面的資金。除此之外，在橋梁的抗裂、抗滲透以及抗干裂等方面也得到了很好的應用。事實上，預應力在公路橋梁過程中的施工并沒有想象中的神秘，預應力的施工還是比較簡單一些的。結合上述技術優勢，使得預應力在我國建筑工程中得到了非常廣泛的應用，也可以說，在我國公路橋梁建設和使用的時候，預應力很好的提高了公路橋梁的使用壽命，為保障交通發揮了非常重要的作用。

二、橋梁施工中預應力技術存在的問題

1、預應力鋼筋管道堵塞

由于在混凝土澆筑過程中野蠻作業或未做好及時的保護跟進工作，都有可能導致預應力鋼筋管道出現堵塞的現象，從而致使穿預應力鋼筋時無法順利通過，或者是影響張拉的效果，即張拉時預應力鋼筋的實際伸長值與理論計算值有很大的出入，從而給路橋施工的成本和工期等方面都造成很大的麻煩。

2、張拉控制不嚴謹

由于預應力技術起步較晚，目前我國橋梁預應力施工過程中的不規范行為相對較為嚴重，尤其是張拉控制不嚴謹的現象最為普遍。許多工程采用1.5級油壓進行張拉力的計量，導致誤差較大，甚至有的工程還未對千斤頂進行計量標定就投入張拉的使用中，另外很多張拉人員都未經過專業的培訓，臨時充當先鋒，以至于出現張拉力失控甚至張拉力忽高忽低的情況。特別是進行多束張拉時，由于張拉控制不嚴謹，每束張拉力都不同，往往會對預應力鋼筋混凝土結構產生很惡劣的影響。

3、實際伸長值與理論伸長值有偏差

實際伸長值與理論伸長值有偏差問題指的是橋梁工程施工中的預應力筋的實際伸長值與理論伸長值的偏差問題，這將導致預應力筋會出現張拉力不足或者張拉力過大的現象產生，這種問題出現的主要原因如下：在混凝土橋梁施工中采用的預應力鋼筋在進行張拉時，沒有使用科學應力以及應變雙控法對張拉過程進行控制。另外，在施工中進行預應力鋼筋張拉時，施工的工作人員沒有校核將要采用的預應力筋的實際伸長值，這可能導致預應力筋的實際伸長值和它的理論伸值的偏差過大（超過了± 6%），從而導致橋梁施工質量事故。

4、管道壓漿不密實

對于橋梁工程中的預應力孔道壓漿來說，其作用主要體現在保護橋梁施工過程中的預應力筋不被銹蝕以及確保預應力筋和結構能夠共同工作。就目前來看，在混凝土橋梁施工的實際工作中，管道壓漿不嚴實的情況還是存在的，出現問題的主要原因如下：在施工的過程中，施工單位以及施工的工作人員對管道的壓漿工程不夠重視，敷衍了事；在施工過程中采用的壓漿工藝和留孔質量以及漿體配置也不夠科學

三、公路橋梁施工中預應力的應用

1、預應力技術在橋梁受彎構件中的應用

碳纖維憑借其較高的強度及簡單的施工工藝，成為橋梁常用的加固材料，采用碳纖維片材對鋼筋混凝土橋梁受彎構件的加固工程中得到了廣泛的應用。因此要使用預應力技術防止受壓區混凝土的壓應變達到混凝土極限壓應變，提高受彎構件的極限承載力和極限拉應變，增加橋梁的承載力。

2、預應力技術在橋梁加固施工中的應用

橋梁加固工程通常就是通過對構件強度的補強和對結構性能的提高來維持或者提高當前使用橋梁的承載力，延長橋梁的實際使用壽命，滿足我國日益增長的現代交通運輸要求。為了減小在加固施工時混凝土的初始應變值，可以考慮預先對構件施加預應力，使構件的受壓區預先產生拉應力，受拉區預先產生壓應力，從而減小構件在初始彎矩作用下的壓應變及拉應變，增大構件達到極限承載力時所產生的應變增量以及加固鋼筋時的應力，充分利用加固鋼筋的強度。

3、預應力技術在鋼筋混凝土多跨連續橋梁中的應用

從受力上分析，多跨連續梁橋有正彎矩區和負彎矩區兩種受力區，支座處一般為負彎矩，跨中處則多為正彎矩。當連續梁橋的極限抗彎承載力和極限抗剪承載力不滿足使用要求時，則需要考慮使用預應力技術對其進行加固處理。而橋梁跨中正彎矩區極限抗彎承載力不滿足使用要求時也可采用預應力技術加固，可以使用施工相對容易的粘貼碳纖維的方法對薄弱部位進行加固。

4、預應力技術在避免橋梁鋼筋混凝土結構裂縫中應用

混凝土裂縫是橋梁常見的病害，特別是跨海跨河大橋等大型橋梁的施工更是經常出現混凝土裂縫，嚴重影響橋梁的整體強度和剛度。目前，國內將預應力技術應用到鋼筋混凝土當中的施工實例已有很多，能夠有效地避免混凝土出現裂縫，并取得了顯著的效果。

5、預應力技術在路橋鋼筋混凝土結構中的應用

混凝土裂縫是鋼筋混凝土結構中的防不勝防的質量通病，特別是在橋梁中的大型鋼筋混凝土結構和構件當中，更是極其容易出現裂縫。而在鋼筋混凝土結構中運用預應力技術，可以避免結構和構件過早出現裂縫的情況，效果十分明顯。具體應用就是在橋梁鋼筋混凝土結構和構件的加載或者使用之前，給其受拉區的混凝土預先施加壓力，即是在其混凝土的受拉區內進行鋼筋的張拉，然后通過鋼筋自身的回縮力，使得混凝土受拉區預先受到鋼筋給其施加的壓力。由于這個時候的混凝土結構或構件在受到外荷載施加的拉力時，必須要先抵消受拉區混凝土當中的預壓力，然后才能使混凝土受到拉力，這樣就非常有效地限制了混凝土的伸長，以此來達到延緩甚至不出現裂縫的目的。

綜上所述，預應力技術在現代橋梁、公路施工中的重要作用，直接影響到橋梁、公路的建設質量和使用年限，其中復雜的施工技術、多變的施工情況，都會影響預應力技術的作業，在實際的橋梁、公路建設中，必須加強施工相關人員的專業技術技能培訓，提升專業施工水平，保持施工人員嚴謹、認真的工作態度，采取新材料、新工藝、新技術，并不斷的進行更新、完善，規范施工，同時做好安全事故的預防工作，確保橋梁、公路工程的質量和按時竣工。

參考文獻：

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