簡(jiǎn)析路橋施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用

張清潔

摘要：積極運(yùn)用現(xiàn)代路橋技術(shù)提高路橋施工質(zhì)量以及提高路橋設(shè)計(jì)承載力是現(xiàn)代公路建設(shè)設(shè)計(jì)與施工企業(yè)面臨的首要工作，運(yùn)用現(xiàn)代路橋技術(shù)有效提高路橋設(shè)計(jì)使用壽命以及施工質(zhì)量能夠極大的促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，促進(jìn)我國(guó)公路工程建設(shè)的發(fā)展。預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)所具有的高抗裂能力、高抗?jié)B性能以及高剛度、高強(qiáng)度等特點(diǎn)使得其在現(xiàn)代路橋公路中有著重要的應(yīng)用，其對(duì)我國(guó)路橋工程受用壽命、承載力的提高有著重要的意義。

關(guān)鍵詞：路橋施工；預(yù)應(yīng)力技術(shù)；應(yīng)用；

引言

預(yù)應(yīng)力技術(shù)在路橋工程中的應(yīng)用是通過預(yù)應(yīng)力技術(shù)在混凝土工程中的應(yīng)用，構(gòu)建預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，以此使混凝土構(gòu)建產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力狀態(tài)用以減小或抵消外荷載所引起的拉應(yīng)力，即借助于混凝土較高的抗壓強(qiáng)度來彌補(bǔ)其抗拉強(qiáng)度的不足，達(dá)到推遲受拉區(qū)混凝土開裂的目的。路橋工程中預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)通過采用高強(qiáng)度鋼材和高強(qiáng)度混凝土，使預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件具有抗裂能力強(qiáng)、抗?jié)B性能好、剛度大、強(qiáng)度高、抗剪能力和抗疲勞性能好的特點(diǎn)，并達(dá)到節(jié)約鋼材、混凝土、減小結(jié)構(gòu)截面尺寸、降低結(jié)構(gòu)自重、防止開裂和減少撓度的目的。

1 預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用于路橋施工分析

1.1 預(yù)應(yīng)力技術(shù)在路橋面施工中的應(yīng)用

在路橋混凝土路面施工中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，是近年來才逐漸興起并廣泛普及的一項(xiàng)新型技術(shù)，其技術(shù)的原理是通過預(yù)應(yīng)力鋼筋的配置對(duì)混凝土路面形成一定的約束，從而達(dá)到延緩或消除裂縫的目的。在路橋混凝土路面施工中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力的技術(shù)，前期的理論研究尤為重要，需要通過對(duì)交通荷載、溫度、濕度等等的變化引起路面上混凝土板的翹曲的原因進(jìn)行深入的研究，在道路橋梁施工中合理的施加縱向預(yù)應(yīng)力，避免混凝土的收縮和斷裂。

1.2 預(yù)應(yīng)力技術(shù)在路橋混凝土構(gòu)件中的應(yīng)用

混凝土裂縫是鋼筋混凝土構(gòu)件中易產(chǎn)生的質(zhì)量通病，在道路橋梁的大型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，極易出現(xiàn)裂縫。預(yù)應(yīng)力技術(shù)在路橋混凝土構(gòu)件中的應(yīng)用就是在路橋鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加載或使用前，預(yù)先給受拉區(qū)域施加一定壓力。即在混凝土受拉區(qū)域內(nèi)進(jìn)行鋼筋張拉，通過鋼筋自身所具備的回縮性能，使混凝土受拉區(qū)預(yù)先受到鋼筋對(duì)其施加的壓力。

1.3 預(yù)應(yīng)力技術(shù)在路橋加固施工中的應(yīng)用

在道路橋梁建造中，橋梁的加固是很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，道路橋梁加固一般是通過對(duì)主要承重部分的補(bǔ)強(qiáng)和對(duì)結(jié)構(gòu)性能的改善來恢復(fù)或提高現(xiàn)有道路的承載能力，從而延長(zhǎng)其使用壽命，以適應(yīng)現(xiàn)代交通的發(fā)展要求。道路橋梁加固的重在改善橋梁的結(jié)構(gòu)性能，增加構(gòu)件的剛度和強(qiáng)度，預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁加固中的應(yīng)用能夠有效加強(qiáng)構(gòu)件的承載能力，從整體上改善路橋結(jié)構(gòu)性能，恢復(fù)道路橋梁的承載能力和使用性能，增加其使用壽命。在道路橋梁薄弱構(gòu)件處使用輔助材料加強(qiáng)構(gòu)件的剛度和強(qiáng)度，減少作用在構(gòu)件上的荷載。通常加固方法可以選擇碳纖維布粘貼、鋼板加固、預(yù)應(yīng)力處理等。

1.4 預(yù)應(yīng)力技術(shù)在路橋受彎結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

預(yù)應(yīng)力技術(shù)在受彎曲結(jié)構(gòu)中，具有碳纖維強(qiáng)度和施工簡(jiǎn)單便捷的特點(diǎn)，在道路橋梁建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。碳纖維的最終的盈利最直接的來源于混凝土的應(yīng)變?cè)黾樱绻铋_始的應(yīng)變力過大，則會(huì)破壞碳纖維預(yù)應(yīng)力程度較差的構(gòu)造，使碳纖維的強(qiáng)度無法發(fā)揮出最佳效果。因此，在道路橋梁的施工中，可以在粘貼碳纖維片材料的同時(shí)增加一定程度的預(yù)應(yīng)力，從而使碳纖維片材自身有一定的拉應(yīng)力，提高碳纖維應(yīng)力，充分發(fā)揮其高強(qiáng)度的性能。

2預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)存在的問題

2.1 波紋管堵塞

堵管是指在混凝土澆筑后波紋管出現(xiàn)堵塞的現(xiàn)象，發(fā)生了堵管會(huì)導(dǎo)致后期預(yù)應(yīng)力鋼絞線穿束無法通過或張拉預(yù)應(yīng)力時(shí)鋼絞線實(shí)際伸長(zhǎng)值與設(shè)計(jì)計(jì)算值相差很大，給施工帶來不必要的麻煩，既影響了工期，又耗費(fèi)了人力。引起堵管的原因分析：首先施工單位在施工過程中沒有嚴(yán)格按照施工規(guī)范安裝波紋管，出現(xiàn)波紋管定位不精確引起的彎折扭曲、套管接頭松動(dòng)，或者是在混凝土澆筑施工中，振搗人員在振搗混凝土?xí)r操作失誤，造成波紋管局部的破裂，直接導(dǎo)致混凝土水泥漿滲漏到波紋管中造成堵管。其次，波紋管自身的質(zhì)量缺陷引起漏漿堵管。

2.2 預(yù)應(yīng)力張拉問題

國(guó)內(nèi)現(xiàn)澆大跨度（3～5 跨，每跨30m～50m）預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁底板預(yù)應(yīng)力束一般采用一端張拉的工藝。如5跨線箱梁橋，第一聯(lián)跨66m，第二聯(lián)跨88m，第三聯(lián)跨150m，如采用一端張拉的工藝將一束鋼絞線拉直需要0.3Ak～0.4Ak的拉力，而如此長(zhǎng)的孔道要跨越多道箱梁橫隔板。其孔道摩阻是多少。要通過試驗(yàn)才能確定。根據(jù)國(guó)內(nèi)外相關(guān)規(guī)范規(guī)定：跨度≥30m以上的預(yù)應(yīng)力橋梁，均要求采用兩端對(duì)稱張拉工藝，才能保證跨中有效預(yù)應(yīng)力和橋梁在恒載和活載作用下跨中所需抵抗彎矩的建立，否則會(huì)導(dǎo)致跨中承載力不足，而產(chǎn)生正截面裂縫。

2.3 后張預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)張拉力控制的問題

預(yù)應(yīng)力施工作業(yè)不夠規(guī)范，特別是張拉力控制不嚴(yán)對(duì)預(yù)應(yīng)力橋梁質(zhì)量影響較大。一般張拉作業(yè)采用張拉力和預(yù)應(yīng)力筋伸長(zhǎng)量同時(shí)控制，以張拉力為主，以伸長(zhǎng)值校核張拉力。通常張拉力的計(jì)量采用1.5級(jí)油壓，誤差大，有的千斤頂甚至未經(jīng)計(jì)量標(biāo)定就張拉，而且張拉人員多數(shù)未經(jīng)專業(yè)培訓(xùn)，如果作業(yè)不專心，經(jīng)常容易出現(xiàn)較大誤差，甚至讀錯(cuò)表，發(fā)生張拉力忽高忽低的現(xiàn)象。特別在多束張拉時(shí)，由于每束張拉力都不同，往往對(duì)預(yù)應(yīng)力筋的伸長(zhǎng)值計(jì)算不準(zhǔn)確，彈性模量取值混亂，實(shí)際張拉時(shí)難以做到將伸長(zhǎng)量按規(guī)范規(guī)定控制在±6%范圍內(nèi)，導(dǎo)致張拉力失控。

2.4 預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)張拉前出現(xiàn)裂隙問題

鋼筋砼結(jié)構(gòu)在使用荷載作用下裂隙是不能避免的，部分預(yù)應(yīng)力的B類構(gòu)件也允許出現(xiàn)有限制的裂隙，而在預(yù)制場(chǎng)內(nèi)的構(gòu)件則應(yīng)盡量避免出現(xiàn)裂隙。張拉前出現(xiàn)的裂隙經(jīng)常是由于干縮和溫差造成的。裂縫常在表面處，寬度較細(xì)、分布不均，梁板類構(gòu)件多沿短邊方向分布，有時(shí)產(chǎn)生在箍筋位置，有時(shí)從構(gòu)件頂面延伸到構(gòu)件側(cè)面，溫度裂縫有表面的、深進(jìn)的和貫穿的，走向沿一定規(guī)律。梁板式構(gòu)件裂縫多平行于短邊，深進(jìn)和貫穿的裂縫一般與短邊方向平行，裂縫沿構(gòu)件全長(zhǎng)分段出現(xiàn)。

2.5 預(yù)應(yīng)力鋼筋孔道堵塞問題

發(fā)生在后張法構(gòu)件中，預(yù)留孔道塌陷或堵塞使預(yù)應(yīng)力筋不能順利穿過，不能保證灌注工程質(zhì)量，影響張拉效果。產(chǎn)生的主要原因是抽芯過早，水泥砼尚未凝固，不具有一定的強(qiáng)度，或抽芯太晚，橡膠抽拔管可能被拔斷。

3 路橋施工中預(yù)應(yīng)力應(yīng)用的有效措施

在施工過程中，當(dāng)出現(xiàn)堵塞情況時(shí)，工作人員一定要切實(shí)依照預(yù)應(yīng)力自身鋼筋曲線的坐標(biāo)，對(duì)漏漿孔道堵塞的位置進(jìn)行標(biāo)注，同時(shí)還需要避開橋梁主筋所在的位置，使用沖擊鉆來開孔，有效清除波紋管中存在的水泥漿，從而使鋼絞線可以正常通過并在波紋管中自由伸縮；最后，就可以在完成張力后用更高質(zhì)量、具有微膨脹性能的混凝土來封住孔洞。為了防止路橋表面由于溫度過高而產(chǎn)生裂縫，在施工的過程中需要嚴(yán)格控制構(gòu)件內(nèi)外承受的溫度差，比如在夏季的施工期，要采用低水化熱性能較強(qiáng)的水泥；在寒冷的冬季則一定要對(duì)施工中的預(yù)制構(gòu)件做好保溫工作，盡量不要過早地將模板拆除。

結(jié)語(yǔ)

我國(guó)正處于改革開放關(guān)鍵時(shí)期，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用也伴隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展。橫觀我國(guó)的國(guó)情大部分的公路橋梁是采用這一種技術(shù)的。所以施工過程既要注意工序的標(biāo)準(zhǔn)化也要注意創(chuàng)新型，把工程出現(xiàn)的質(zhì)量問題扼殺在細(xì)心、規(guī)范施工之下，還有就是要提高各個(gè)方面的總體水平。

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