試述道路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力的應(yīng)用及存在的問(wèn)題

閆曉華

（河南省公路工程局集團(tuán)有限公司，鄭州450018）

1 引言

隨著我國(guó)道路橋梁建設(shè)規(guī)模的不斷提升，道路橋梁施工工程的范圍和時(shí)間更是不斷加大。預(yù)應(yīng)力技術(shù)因其為施工帶來(lái)的便利和優(yōu)勢(shì)，被越來(lái)越廣泛地應(yīng)用到道路橋梁施工工程當(dāng)中[1]。然而在各種因素的作用下，道路橋梁的質(zhì)量問(wèn)題卻逐漸凸顯。如何將預(yù)應(yīng)力的優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮到道路橋梁施工工程中成為國(guó)家和企業(yè)重點(diǎn)關(guān)心的問(wèn)題。

2 道路橋梁施工工程中預(yù)應(yīng)力運(yùn)用帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)

在道路橋梁的建設(shè)過(guò)程中，預(yù)應(yīng)力的應(yīng)用能夠在很大程度上解決道路橋梁承載力以及使用壽命、材料選擇的問(wèn)題，因而在施工過(guò)程中預(yù)應(yīng)力的意義較大。

①橋梁結(jié)構(gòu)因?yàn)榭缍却螅瑢?duì)材料要求比較嚴(yán)格。預(yù)應(yīng)力技術(shù)的運(yùn)用，使得新型材料的強(qiáng)度，彎曲度等物理性質(zhì)得到很大改善，極大地滿足了橋梁大跨度的要求。因?yàn)闄M截面積的減小，節(jié)約了很多材料。②道路和橋梁因?yàn)橐休d不停來(lái)往的車(chē)輛，預(yù)應(yīng)力的運(yùn)用能夠有效防止結(jié)構(gòu)體震動(dòng)帶來(lái)的道路橋梁的疲勞，提高道路橋梁的使用壽命。③預(yù)應(yīng)力憑借其結(jié)構(gòu)手段，與道路橋梁的架設(shè)工藝融為一體，滿足了現(xiàn)代預(yù)置裝備式結(jié)構(gòu)的需要。把施工工藝變得簡(jiǎn)單、有限、安全。

3 道路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力的應(yīng)用

第一，道路橋梁施工工程中，預(yù)應(yīng)力在受彎構(gòu)件中的運(yùn)用。眾所周知，現(xiàn)代道路橋梁的建設(shè)跨度、長(zhǎng)度、高度等都在不同程度的提高，尤其是在山區(qū)施工時(shí)對(duì)材料的受彎度要求越來(lái)越高。目前我們主要使用碳纖維對(duì)鋼筋、混凝土等受彎材料進(jìn)行加固[2]。在粘貼碳纖維之前，采用預(yù)應(yīng)力進(jìn)行加壓處理，可以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)之間聚集的內(nèi)力，提高混凝土彎力達(dá)到極限時(shí)碳纖維的受彎能力，充分發(fā)揮其作用。

第二，道路橋梁鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中預(yù)應(yīng)力的應(yīng)用。目前，道路橋梁中大量的鋼筋和混凝土等基本構(gòu)件當(dāng)中松動(dòng)、開(kāi)裂的現(xiàn)象特別明顯，很多道路損毀嚴(yán)重，嚴(yán)重阻礙正常的交通運(yùn)行，社會(huì)的關(guān)注度也比較高。而把預(yù)應(yīng)力技術(shù)運(yùn)用在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)當(dāng)中，就能夠有效避免結(jié)構(gòu)及構(gòu)件中出現(xiàn)的過(guò)早形成裂縫的現(xiàn)象。通常在混凝土的受拉區(qū)內(nèi)對(duì)鋼筋施加張拉，因?yàn)殇摻钭陨淼奈锢硇再|(zhì)即回縮力能力的作用，最終實(shí)現(xiàn)在混凝土受拉區(qū)內(nèi)先收到鋼筋對(duì)其施加的壓力。所以當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件受到外部荷載造成的壓力時(shí)，應(yīng)該先對(duì)受拉區(qū)混凝土中存在的預(yù)壓力進(jìn)行消除，然后才能使混凝土得到拉力，達(dá)到使混凝土的伸長(zhǎng)受到限制的目的，才能使裂縫出現(xiàn)的頻率得到緩解或及時(shí)控制。

第三，鋼筋混凝土路面中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用。預(yù)應(yīng)力在鋼筋混凝土路面中的運(yùn)用開(kāi)始的時(shí)間比較短，很多地方還有提升的空間。在運(yùn)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)時(shí)要合理配置預(yù)應(yīng)力鋼筋，達(dá)到預(yù)應(yīng)力對(duì)混凝土路面的制約能力，實(shí)現(xiàn)減少鋼筋混凝土路面開(kāi)裂起縫的現(xiàn)象[3]。在使用過(guò)程中應(yīng)該對(duì)道路交通的荷載能力、路面的溫度和濕度帶來(lái)的突出問(wèn)題等進(jìn)行詳細(xì)的分析和綜合找到最合理的突破點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力在路橋混凝土路面的施工過(guò)程中的運(yùn)用，解決混凝土路面縱向收縮和開(kāi)裂現(xiàn)象。

第四，預(yù)應(yīng)力在道路橋梁加固工程中的運(yùn)用。道路橋梁的加固是建造過(guò)程中為了其承載能力以及適應(yīng)現(xiàn)代交通需要衍生出來(lái)的一項(xiàng)工程。主要通過(guò)對(duì)材料結(jié)構(gòu)性能的改變以及對(duì)構(gòu)件的加強(qiáng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如把構(gòu)建的厚度變薄增加一些輔助性的構(gòu)件，增大橫截面積，改變?cè)黾愉摻畹谋壤惶崆皩?duì)構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力，受壓的地區(qū)產(chǎn)生拉應(yīng)力，減緩在承重時(shí)構(gòu)件應(yīng)力的改變。

4 道橋施工中預(yù)應(yīng)力運(yùn)用存在的問(wèn)題

道路橋梁與人們的生活息息相關(guān)，一旦出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的負(fù)面影響，不利于我國(guó)和諧社會(huì)的建設(shè)。目前的道路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力主要存在以下幾方面的問(wèn)題。

第一，道路橋梁施工中硬件設(shè)備導(dǎo)致的問(wèn)題。例如波紋管堵塞的問(wèn)題，導(dǎo)致這方面問(wèn)題的原因有兩點(diǎn):一方面是波紋管本身質(zhì)量存在問(wèn)題，另一方面就是施工過(guò)程中不科學(xué)的作業(yè)活動(dòng)。波紋管堵塞現(xiàn)象帶來(lái)的問(wèn)題便是在預(yù)應(yīng)力張拉的過(guò)程中，與預(yù)先設(shè)想的伸長(zhǎng)值，比鋼絞線的實(shí)際差值出入較大，導(dǎo)致后期施工無(wú)法正常進(jìn)行，浪費(fèi)大量人力、物力。

第二，施工過(guò)程中專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員缺乏。預(yù)應(yīng)力在道路橋梁施工工程中的運(yùn)用需要科學(xué)技術(shù)的支持，很多企業(yè)為了節(jié)約成本，只顧招收大量的廉價(jià)勞動(dòng)力，忽略了技術(shù)人才缺乏的現(xiàn)實(shí)困境。結(jié)果導(dǎo)致很多施工過(guò)程中需要注意的地方，被工作人員忽視[4]。最終導(dǎo)致道路橋梁出現(xiàn)很多問(wèn)題，比如橋梁的裂縫、道路開(kāi)裂、起皮等問(wèn)題。

第三，沒(méi)有合理把握道路橋梁的施工中預(yù)應(yīng)力運(yùn)用的時(shí)間。因?yàn)樗唷ね恋葘?duì)劇烈變化的氣溫有很明顯的反應(yīng)，所以夏季和冬季施工的工程存在很多問(wèn)題，比如凍裂、橋梁道路與地面脫軌的現(xiàn)象。施工材料內(nèi)部之間存在很多的空間和氣體，所以提前對(duì)鋼筋等材料進(jìn)行預(yù)應(yīng)力的作用，可以增大材料的耐壓能力和合理的承重能力。目前的橋梁建設(shè)當(dāng)中，為了迎合大眾的審美觀念，不再單純追求刻板的、實(shí)用的橋梁設(shè)計(jì)方案。預(yù)應(yīng)力的不合理使用甚至?xí)?lái)橋梁坍塌的危險(xiǎn)，尤其對(duì)溫度比較敏感的材料，不進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)，最終帶來(lái)的危害往往是不可估量的。

5 路橋施工中預(yù)應(yīng)力運(yùn)用問(wèn)題的解決策略

針對(duì)目前預(yù)應(yīng)力運(yùn)用存在的問(wèn)題，主要從國(guó)家和企業(yè)兩個(gè)大的方面來(lái)進(jìn)行討論，當(dāng)然道路橋梁工程和人體一樣，國(guó)家和企業(yè)就像大腦和神經(jīng)，而設(shè)計(jì)師、技術(shù)人員、勞動(dòng)工人就像一個(gè)個(gè)組織和系統(tǒng)。只有各部分協(xié)調(diào)合作，才能讓道路橋梁正常運(yùn)行起來(lái)，讓預(yù)應(yīng)力在道路橋梁施工工程中發(fā)揮最大的價(jià)值。

第一，國(guó)家應(yīng)該制定健全的道路橋梁施工工程中應(yīng)用材料的規(guī)格和標(biāo)準(zhǔn)，加大產(chǎn)品抽查力度，督促生產(chǎn)制造企業(yè)進(jìn)行規(guī)范化的生產(chǎn)。道路橋梁承建部門(mén)應(yīng)該進(jìn)行大量的調(diào)查研究，制定嚴(yán)密的施工方案，避免不合理的因素帶來(lái)的影響。對(duì)施工材料要進(jìn)行認(rèn)真的檢查，尤其是容易出問(wèn)題的部件[5]。

第二，在道路橋梁施工現(xiàn)場(chǎng)中，應(yīng)該加大對(duì)施工作業(yè)人員的預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用的培訓(xùn)。可以同專(zhuān)業(yè)的高職院校、大學(xué)等簽約專(zhuān)門(mén)的技術(shù)人才，用技術(shù)來(lái)提升道路橋梁的質(zhì)量保證，同時(shí)設(shè)置監(jiān)管部門(mén)監(jiān)督工人們施工過(guò)程中遵循施工程序的要求來(lái)進(jìn)行工作。更應(yīng)該加強(qiáng)施工前后的檢查工作，提前發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，才能做到及時(shí)處理。最終促使道路橋梁施工過(guò)程中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用得到不斷發(fā)展和完善。

6 道路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力應(yīng)用的展望

縱觀道路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力的應(yīng)用實(shí)例可以看出，路橋施工預(yù)應(yīng)力技術(shù)十分復(fù)雜。目前我國(guó)專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員匱乏，技術(shù)研究程度還不到位，這就需要公司和企業(yè)多側(cè)重這方面人才的培養(yǎng)，加大對(duì)預(yù)應(yīng)力研究的人力和物力投入。相信在不遠(yuǎn)的將來(lái)我國(guó)道路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力的運(yùn)用會(huì)達(dá)到相當(dāng)完善的地步，完全能跟得上甚至可以超越現(xiàn)代交通運(yùn)輸業(yè)的需求。