高速公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)應(yīng)用研究

劉旭

山西德力公路工程技術(shù)咨詢有限公司 山西太原 030006

隨著我國高速公路運(yùn)力需求的持續(xù)提升，對于橋梁建設(shè)施工來說工程規(guī)模越來越大，載荷要求和工程質(zhì)量要求也在不斷增強(qiáng)，針對這種現(xiàn)實(shí)需求，預(yù)應(yīng)力技術(shù)在高速公路橋梁建設(shè)施工中的應(yīng)用非常常見，此技術(shù)的運(yùn)用能有效提升公路橋梁荷載特性，對橋梁工程施工質(zhì)量有著明顯的提升作用，因此，加強(qiáng)該領(lǐng)域的技術(shù)研究在現(xiàn)階段有著廣泛的價(jià)值和意義。

1 預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)簡述

預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)是指在公路橋梁常規(guī)施工的基礎(chǔ)上，改變橋梁應(yīng)力特性，進(jìn)一步提高橋梁結(jié)構(gòu)和承載能力的工程施工技術(shù)。在實(shí)際工程應(yīng)用中，通常采用改變混凝土結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性方式來防止橋梁出現(xiàn)裂縫。首先，在橋梁施工前應(yīng)對混凝土結(jié)構(gòu)施加適當(dāng)?shù)膲毫Γ愿淖兤湮⒂^結(jié)構(gòu)特性，混凝土施工產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力降低或消除了外部荷載造成的拉伸應(yīng)力，提前抵消一部分橋梁承重載荷，從而有效提高公路橋梁的穩(wěn)定性和承載能力。預(yù)應(yīng)力技術(shù)具有降低自重、增強(qiáng)防滲、防裂、防滑、降低橋梁主拉伸應(yīng)力、提高橋梁結(jié)構(gòu)剛度、施工方便、設(shè)計(jì)安全等優(yōu)點(diǎn)[1]。

2 高速橋梁施工預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐

2.1 T 型梁與空心板中的運(yùn)用

在公路橋梁建設(shè)中，T 型梁是一種非常常見的橋梁承載結(jié)構(gòu)形式。T 型梁的主要技術(shù)特點(diǎn)表現(xiàn)為橋的橫截面是T 字型的。在公路橋梁的施工中，可以對T 型梁加載一定負(fù)荷的預(yù)應(yīng)力，使T 型梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生反向的牽引力，增加其載荷承受能力，進(jìn)而提升穩(wěn)定性。此外，在公路橋梁施工中，空心板也是廣泛應(yīng)用的一種新型施工材料，空心板的主要優(yōu)勢在于其密度較小，自重較輕，無論是運(yùn)輸還是現(xiàn)場安裝作業(yè)都很便捷，在小跨度的高速公路橋梁工程施工中應(yīng)用最為常見，采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)對空心板施加預(yù)應(yīng)力能夠提升板的承載性能，提升結(jié)構(gòu)的抗疲勞載荷特性，進(jìn)而延長空心板的使用耐久度[2]。

2.2 橋梁預(yù)制板中的運(yùn)用

混凝土結(jié)構(gòu)橋梁預(yù)制板是高速公路橋梁施工的重要組成部件，利用預(yù)應(yīng)力技術(shù)會很大程度的提高混凝土預(yù)制板的載荷承擔(dān)能力，會對其抗疲勞，抗剪切等重要機(jī)械性能起到較強(qiáng)的提升作用，同時(shí)能夠有效降低高速公路橋梁混凝土預(yù)制板結(jié)構(gòu)的撓度和自重，降低施工材料和成本投入。此外，預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用于預(yù)制板的制作中可以提高預(yù)制板的抗震性能和穩(wěn)定性，性的提升。

2.3 受彎構(gòu)件中的運(yùn)用

在高速公路橋梁工程建設(shè)施工中，受彎構(gòu)件在承擔(dān)橋梁載荷上起著非常關(guān)鍵的作用，受彎構(gòu)件的性能參數(shù)對高速公路橋梁的穩(wěn)定性、安全性和使用壽命起到了決定性作用。在受彎構(gòu)件中應(yīng)該合理的運(yùn)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，一般可以采用高強(qiáng)度碳纖維等材料提高受彎構(gòu)件的機(jī)械強(qiáng)度和剛度性能，碳纖維的應(yīng)力由混凝土的應(yīng)變增量決定，如果初始應(yīng)力增加，就破壞了碳纖維的應(yīng)力較小的構(gòu)件，這樣碳纖維高強(qiáng)度的特點(diǎn)也就無法體現(xiàn)出來。所以，可以在粘貼碳纖維片材的時(shí)對碳纖維施加以預(yù)應(yīng)力，讓碳纖維片材附有初始拉應(yīng)力，從而有效地提高彎曲構(gòu)件的性能，，提升橋梁系統(tǒng)的穩(wěn)定性和承載力特性，在具體的施工實(shí)踐中，主要有先張法和后張法兩種使用技術(shù)，施工作業(yè)人員應(yīng)根據(jù)不同的工況特點(diǎn)選擇恰當(dāng)?shù)念A(yù)應(yīng)力施工方案[3]。

2.4 橋梁加固中的運(yùn)用

在公路和橋梁的加固中利用預(yù)應(yīng)力技術(shù)時(shí)，應(yīng)先對承載構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力，使構(gòu)件在拉伸范圍內(nèi)產(chǎn)生拉伸應(yīng)力，然后構(gòu)件在初始時(shí)刻減小拉伸應(yīng)變，這樣可以提高橋梁承載構(gòu)件的極限承載能力。

3 高速公路橋梁預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)問題和防治措施

3.1 預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)間控制

在高速公路橋梁施工過程中，應(yīng)在混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求后，再進(jìn)行進(jìn)一步的預(yù)應(yīng)力拉伸，在進(jìn)行混凝土張拉時(shí)，應(yīng)該嚴(yán)格依據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)重點(diǎn)控制預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)間，只有這樣預(yù)應(yīng)力混凝土才能有最高的質(zhì)量性能，從而保證預(yù)應(yīng)力技術(shù)效果和整個(gè)橋梁施工階段的質(zhì)量水平。

3.2 預(yù)應(yīng)力管道堵塞問題和防控

高速公路橋梁施工預(yù)應(yīng)力技術(shù)運(yùn)用過程最容易發(fā)生的技術(shù)問題是預(yù)應(yīng)力管道堵塞故障。造成管道堵塞的主要原因在于沒有準(zhǔn)確的把控混凝土澆筑時(shí)間，一旦發(fā)生管道堵塞，會導(dǎo)致張拉鋼筋不能順利穿過預(yù)應(yīng)力管道，從而導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力拉伸效果不能滿足設(shè)計(jì)要求。為避免防堵管道堵塞，混凝土澆筑施工人員應(yīng)嚴(yán)格把控混凝土澆注的時(shí)間，并重點(diǎn)控制混凝土的配比和灌注工藝。

4 結(jié)語

總而言之，預(yù)應(yīng)力技術(shù)在混凝土橋梁施工過程中具有十分重要的價(jià)值和意義。只有控制相關(guān)技術(shù)要素，加強(qiáng)施工技術(shù)和質(zhì)量的管理和控制，才能有效的保證預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁工程的順利施工，并有效提高橋梁工程的施工質(zhì)量。施工中不僅要加強(qiáng)技術(shù)和施工工藝，同時(shí)也應(yīng)該加強(qiáng)項(xiàng)目管理工作，結(jié)合施工現(xiàn)場實(shí)際問題和現(xiàn)實(shí)情況，全面加強(qiáng)橋梁施工作業(yè)的工藝水平，促進(jìn)我國橋梁工程的施工質(zhì)量和建設(shè)安全水平得到整體的提升和優(yōu)化。