預應力技術在路橋工程中的應用解析

姜 偉 李中一 郝紀棟/聊城市公路工程總公司第一工程處

預應力技術在路橋工程中的應用解析

姜 偉 李中一 郝紀棟/聊城市公路工程總公司第一工程處

將預應力技術應用于公路橋梁工程中具有很多不可替代的優勢，預應力混凝土能夠克服傳統混凝土易斷裂的問題，提高工程的安全性和穩定性，也為滿足人們對各種類型建筑的需求提供了技術支撐。但是預應力技術施工過程專業性強、工藝復雜，因此對施工過程技術要求較高。今后應當把握關鍵環節的質量控制、明確每道施工流程，從而保證公路橋梁工程的質量和使用壽命，推進我國建筑工程事業的深遠發展。本文筆者根據工作實踐經驗對預應力技術在路橋工程中的應用進行了分析探討。

預應力技術；路橋工程；應用

前言

通過對公路橋梁施工進行研究可以發現，在以往的公路橋梁施工中預應力技術的融入時間并不長，其能效發揮也會受到一定程度的限制，但是在人們需求方向發生改變的環境下，對工程應用技術也提出了更高的要求，尤其是在經濟技術發展的當今時代，預應力技術的高效應用也就顯得至關重要，技術水平的相對提升，也進一步帶動了預應力技術的拓展性應用進程，這就使得該項技術在工程中獲得了較為廣泛的應用，無論是操作流程中的任何一個環節，其體系的建立都處于優化完善階段。

一、公路橋梁施工中預應力的應用

預應力實際上就是預加在施工主體上的應力，其作用主要是為了優化結構框架，使其更加符合穩定性標準，從而盡可能的避免裂縫等問題的發生，因此，預應力技術實際上就是在施工過程中給予工程主體結構以應力支持及穩定性保障。預應力技術所施加的應力之所以能夠起到穩定性作用，主要是因為在施工環境下給結構主體施加一個與荷載力值相對應的應力，這樣就能在結構內部產生抵消作用，這不僅將負荷程度進行有效削減，更能進一步增強結構部件的穩定性，使其拉力值達到最佳標準，從而為構件整體功能的強化提供基礎保障。

（一）預應力在公路橋梁結構中的應用

從當前形勢來看，公路橋梁結構大多都是應用鋼筋混凝土作為主體材料，雖然混凝土結構本身具有一定的強度特性，但是該種結構對施工要求也是較為嚴格的，一旦出現偏差，質量問題就會隨之發生，其中發生頻率最高的就是混凝土結構受損出現裂縫，這在混凝土結構中是較為常見的，并且該類問題基本貫穿于任何形式的混凝土結構中。公路橋梁本身就是由大量鋼筋混凝土堆砌而成的，相對的其結構也就缺少穩定性保障，如果裂縫問題發生，造成的不良后果是難以預估的，但是在這一過程中應用預應力技術，就能有效增加結構應力，從而盡可能的避免裂縫問題的發生。當結構穩定性達到預設標準，構件整體性能就會相對提升，這不僅能夠為后續公路橋梁的正常使用提供科學保障，更能起到預防裂縫發生的重要作用。通過對其施工流程進行研究可以發現，預應力技術在實際應用過程中首先會工程構件正式投入施工前，將應力施加在混凝土結構中；其次，應力值的控制也是相當重要的，只有確保施加應力在混凝土可承受的拉力極限內，才能為確保鋼筋收拉力值都能夠處于正常水平，這樣會可以在外部荷載力增強的情況下，確保內部應力值始終保持在正常水平，相對的當預應力發揮作用時，拉力就能有效抵消，這就可以降低混凝土結構的拉伸程度，裂縫也就不會產生。

（二）碳纖維片中的應用

由于當前我國經濟發展較為快速，這就使得交通壓力有所增加，相對的公路橋梁的施工結構也作出了規?；卣?，在這一過程中大跨度的公路橋梁數量也呈現出了一定的上升趨勢，這就對構件受彎力提出了更高的承受標準，在此基礎上，結構也需要作出適應性調整，這就進一步增加了箱梁的應用頻率。但是由于公路橋梁中的鋼筋混凝土不僅是結構部件，更是拉力承載的關鍵區域，尤其是土梁部位，無論是拉應力還是受壓部位，其應力值都存在較大區間，因此為了確保橋梁結構能夠與受彎需求值高度相符，施工難度及成本都會有所增加。為了進一步簡化施工流程，將成本控制在最小范圍內，就需要根據施工特點采取有針對性的技術措施。在實際應用過程中碳纖維片粘貼法就能夠解決上述問題，其作用發揮主要體現在對混凝土梁做出加固性保護措施，在這一過程中之所以能夠達到加固標準，主要是因為碳纖維材料本身就具有較為明顯的強度優勢，在施工流程中并不會對工藝手段及施工技術提出過高要求，因此其應用范圍也處于不斷拓展階段，尤其是將碳纖維片與預應力進行有機結合后，其優勢特點也更加顯著，這就能夠為公路橋梁鋼筋混凝土梁性能的穩定性提升夯實基礎。

二、預應力施工中的主要問題

（一）預應力筋的定位

預應力筋數量嚴格按設計要求鋪設，保證位置準確，平面順直，互不扭絞。張拉端設置時，應保證預應力筋與錨板垂直，承壓板安裝好后須固定牢固，防止混凝土澆筑時移位。當在預應力筋位置遇有施工洞及預留洞口時，預應力筋的位置不斷也不繞，可離洞口邊30mm并束布置。根據曲線預應力筋的坐標位置，核對與非預應力筋的相關性，發現預應力筋與非預應力筋或其他布管（如電線管等）發生沖突時，經分析確定優先保證預應力筋的鋪設，將普通鋼筋位置移動，確保預應力管道位置正確，但禁止將鋼筋截斷，實際施工中有兩個部位鋼筋移位較大，采用同型號井字鋼筋加固。然后按照確認的曲線坐標制作、布筋。開始幫扎鋼筋前，在墊層上放出墻邊線和鋼筋位置，根據鋼筋的重疊順序，將縱橫鋼筋、封閉箍筋依次就位，按設計的鋼絞線在梁內的位置，將專用支架牢固焊接在梁內箍筋上，并在鋼筋籠中布置專用托輪若干，將絞線束由一端牽引、另一端傳送，緩慢輸送到位。牽引穿鋪中不得損傷護套，順次安放在專用支架的U形卡內，隨即將U形卡扳成形，將絞線牢固固定。然后安裝承壓板，螺旋筋等，必須保證梁端40cm內絞線束與梁軸線平行。穿入預應力筋后再將上層鋼筋依次就位，嚴格校對位置，固定牢固。

（二）真空灌漿后張預應力

混凝土結構中，預應力筋的防腐蝕問題及與結構混凝土的共同工作問題是通過壓力灌漿充滿預應力筋預埋孔道和預應力筋之間的空隙予以解決的，當后張預應力筋處于非水平的傾斜狀態、多跨度彎曲狀態時，水泥漿的泌水蒸發后形成無水泥漿存在的空間，使該處的預應力筋失去保護。而預應力筋在高應力（現代預應力結構中，預應力筋的應力通常在1000MPa以上）狀態下對腐蝕損壞相當敏感（即應力腐蝕），造成預應力筋的腐蝕部位斷面缺損，影響預應力混凝土結構的安全和耐久性。因此，灌裝質量的好壞直接影響到預應力筋的防腐蝕性能、預應力構筑物的安全性能和耐久性能。所以在預應力孔道灌漿施工中，針對質量問題：孔道中水泥漿未充滿，有空隙；水泥漿體硬化后收縮與孔道壁分離；水泥漿硬化后強度不滿足規范要求進行重點解決。如果預應力筋部分是多波超長曲線，為確保灌漿的質量，保證其密實度，實際施工中對超過40m的多波預應力筋采用了真空灌漿，取得了很好的效果。

三、結束語

預應力技術在路橋施工中的應用已經愈來愈廣泛，在未來的路橋施工中，預應力技術的應用還要進一步升級，注重技術應用的創新，從多方面保障施工的質量，只有充分注重施工中的一些細節，才能有助于預應力技術的應用水平提高。

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