探究預(yù)應(yīng)力混凝土在路橋工程中的技術(shù)

文 / 棗莊市嶧城區(qū)交通運輸局 孫啟鑫

道路橋梁作為交通事業(yè)發(fā)展的主體部分，其性能十分重要，因此，在路橋施工過程中，需要運用先進的技術(shù)來提高施工質(zhì)量。預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)是路橋施工環(huán)節(jié)中的先進技術(shù)之一，其能夠增加路橋外部受力，改善路橋的剛度和固力。根據(jù)外力作用，預(yù)應(yīng)力混凝土能夠?qū)β窐虻氖芰Σ糠衷黾宇A(yù)應(yīng)力，然后結(jié)合路橋自身的韌性和強度，可以通過預(yù)應(yīng)力來提高路橋強度和承載力。由此可見，預(yù)應(yīng)力混凝土在橋梁施工中具有很大的優(yōu)勢，但在具體應(yīng)用中仍需要根據(jù)實際情況施工，故本文將對預(yù)應(yīng)力混凝土的特點和技術(shù)應(yīng)用展開如下探究。

預(yù)應(yīng)力混凝土概述

預(yù)應(yīng)力混凝土概念

預(yù)應(yīng)力混凝土是一種為了彌補混凝土結(jié)構(gòu)裂痕現(xiàn)象而出現(xiàn)的一種建筑材料，其應(yīng)用原理是以人工力量對混凝土鋼筋結(jié)構(gòu)進行一定范圍內(nèi)的張拉，在構(gòu)件使用之間，人工力量為混凝土結(jié)構(gòu)承受壓力范圍，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)會由于其自身的回縮力量而提前受到相應(yīng)的壓力，這就會給鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)受力前預(yù)先儲存部分壓力，在后期施工或竣工后，混凝土結(jié)構(gòu)承受的外部壓力就會與混凝土的預(yù)應(yīng)力相互抵消，這種抵消作用有利于提高混凝土結(jié)構(gòu)的受力效果，從而有效預(yù)防混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的情況。

預(yù)應(yīng)力混凝土作為一種新興的施工技術(shù)，其雖然對操作有一定的要求，但由于其優(yōu)勢和效果，在路橋工程具有很大的應(yīng)用價值。

預(yù)應(yīng)力混凝土分類

目前，施工中運用的預(yù)應(yīng)力混凝土主要分為三類，為全預(yù)應(yīng)力混凝土、部分預(yù)應(yīng)力混凝土和無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋三種。其中全預(yù)應(yīng)力混凝土在構(gòu)件裂痕上的要求比較嚴格，截面上的混凝土結(jié)構(gòu)不可以出現(xiàn)拉應(yīng)力構(gòu)件，同時還要嚴格控制預(yù)應(yīng)力構(gòu)件所在截面的尺寸以及預(yù)應(yīng)力梁的撓度。部分預(yù)應(yīng)力混凝土在構(gòu)件裂痕上要求相對松一點，允許構(gòu)件有微小的裂縫，但要求裂縫的寬度不能大于允許值的構(gòu)建。無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋則是將油質(zhì)、瀝青和防銹漆料等隔離物質(zhì)涂抹于鋼筋的外部表層，以達到降低鋼筋構(gòu)件摩擦力、提高鋼筋構(gòu)件抗腐蝕力的目的，然后在鋼筋構(gòu)件上套一層塑料薄膜，這樣能夠在張拉鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時，鋼筋可以沿著縱向發(fā)生滑移。

預(yù)應(yīng)力混凝土在路橋施工中的應(yīng)用

加固施工及路橋受彎結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

預(yù)應(yīng)力混凝土在路橋施工中的運用結(jié)合其本身結(jié)構(gòu)，對橋梁進行加固，能夠提高構(gòu)件的承重力，而且相對來說會簡化施工步驟，因此，預(yù)應(yīng)力混凝土在路橋工程的加固施工、受彎結(jié)構(gòu)抗壓上具有很大的應(yīng)用價值。通常情況下，低于30m的路橋跨度需要保證鋼絞線的使用進行縱向張拉的，對中等部位進行施工時需要通過錨具配制鋼數(shù)。

如果鋼梁懸臂長度超過4m，則一般選用橫向3~5根鋼柱。根據(jù)我國目前的施工現(xiàn)狀，一般采用滑膜逐孔澆筑和支架現(xiàn)澆方式，并通過變截面的有關(guān)連續(xù)箱梁，對鋼柱進行預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)安置，增強橋梁的承載性能。由于碳纖維具有高強度的優(yōu)勢，路橋受彎結(jié)構(gòu)施工過程中會采用碳纖維加固，通過混凝土充實其應(yīng)變拉力，改善結(jié)構(gòu)內(nèi)力，通過增大構(gòu)建將路橋承載力達到極限。

承重構(gòu)件的應(yīng)用

為了保障路橋工程的后期順利，運用預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)時會首選根據(jù)施工所用設(shè)備的承構(gòu)構(gòu)件，有效增強路橋本身的荷載力。一般情況下，處理路橋承重構(gòu)建時，預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)是通過延伸其內(nèi)部拉力來抵抗外力入侵。

為了更好地改善預(yù)應(yīng)力混凝土在路橋施工中的拉力，施工人員需要在使用相關(guān)零部件之前，詳細檢驗使用材料的剛度和構(gòu)建的強度，保證其符合施工標準之后再投入使用。路橋工程施工中，預(yù)應(yīng)力混凝土的應(yīng)用還能夠改善結(jié)合構(gòu)件的應(yīng)變能力，有利于增強路橋荷載力，提升施工質(zhì)量。

在具體施工中，一般采用現(xiàn)場制梁的方式來預(yù)制小箱梁，然后以成品運輸?shù)姆绞酵度胧褂茫@樣能夠有效節(jié)約施工成本，且保障工程的施工質(zhì)量。具體的作業(yè)流程為：首先將底膜安裝好，然后明確其梁長和梁底，選擇箱梁模板時候要根據(jù)實際情況考慮其剛度和穩(wěn)定性，最后再澆箱梁混凝土，設(shè)置張拉預(yù)應(yīng)力鋼絞線，完成預(yù)應(yīng)力混凝土在承重構(gòu)件的操作。

混凝土蓋梁跨路道路中的應(yīng)用

在大多數(shù)路橋工程中，通常于道路或橋梁16~20m處現(xiàn)場澆筑混凝土蓋梁跨路道路，而在混凝土蓋梁跨路道路中，預(yù)制混凝土技術(shù)的應(yīng)用則需要重點關(guān)注單根鋼絞線的使用和預(yù)制安裝的過程，嚴格遵守施工設(shè)計和標準圖進行施工作業(yè)，并根據(jù)剛度大小及其相關(guān)實際情況來控制材料的增加量，大多情況下是可以在跨徑為25~45m路橋中應(yīng)用良好。

在路橋面結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

路橋面結(jié)構(gòu)是路橋工程使用中直接承受荷載的位置，會影響交通運輸中的安全和舒適性，因此，路橋面結(jié)構(gòu)受壓的強度是需要中重點關(guān)注的一個指標。運用預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)前，施工人員需要對路橋結(jié)構(gòu)面的各項數(shù)據(jù)參數(shù)進行測量和計算，例如行車荷載參數(shù)、施工環(huán)境影響參數(shù)以及氣候影響參數(shù)等，這些數(shù)據(jù)能夠為預(yù)應(yīng)力施工帶來準確的參考，便于施工人員合理施加預(yù)應(yīng)力。

關(guān)于預(yù)應(yīng)力路面板厚度和板端預(yù)應(yīng)力值，可以通過定量計算的方式進行估測。首先根據(jù)當?shù)叵嚓P(guān)交通狀況數(shù)據(jù)，采用傳統(tǒng)混凝土路面設(shè)計參數(shù)來選擇預(yù)應(yīng)力混凝土方法。其次，根據(jù)實際情況來選擇預(yù)應(yīng)力路面板的長度。長度一般在90~210m范圍內(nèi)，其中普通公路預(yù)應(yīng)力路面厚度是混凝土路面的65%，但考慮到我國嚴重的超載問題，選擇預(yù)應(yīng)力路面板時，可以適當增加板厚到70%~75%。最后，澆筑混凝土之前，首先確定標高。可在冒頂?shù)装迳线M行小鋼筋焊接；在使用去全站儀測量墩體內(nèi)預(yù)埋鋼筋時，注意用水清洗承臺底面的泥土，使其保持濕潤；具體作業(yè)以步進的方式，直至底層混凝土初凝才能中斷該項作業(yè)。

與此同時，要盡可能避免混凝土分層現(xiàn)象，保證每層厚度為30cm左右，可選擇插入式振動器來進行震動作業(yè)，其中振動混凝土間隔以30cm為宜，進行下一層作業(yè)時，要插入8~10cm，避免作業(yè)過程中出現(xiàn)預(yù)埋件、鋼筋、測溫元件和振桿的接觸。

預(yù)應(yīng)力混凝土在路橋施工中的注意事項

注意成本控制

在路橋工程的預(yù)應(yīng)力混凝土施工模塊，大量的構(gòu)件會增加工程成本，因此，在施工過程中，要杜絕構(gòu)件浪費現(xiàn)象，規(guī)范各項構(gòu)件的應(yīng)用，并監(jiān)督作業(yè)人員正確使用相關(guān)設(shè)備，以增強預(yù)應(yīng)力混凝土施工過程中的成本控制。

注意安全管理

安全管理是路橋工程中的總要部分，在預(yù)應(yīng)力混凝土施工過程中，由于操作難度和施工人員操作的規(guī)范性，會存在很多潛在的風險，針對此情況，路橋工程施工中藥加強對預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)施工的安全管理，規(guī)范施工行為和技術(shù)操作，提高其安全性，避免出現(xiàn)盲目追求工程進度或經(jīng)濟效益而忽略安全的現(xiàn)象，從而有效保障施工現(xiàn)場工作人員的安全。

注意指標應(yīng)用

預(yù)應(yīng)力混凝土在路橋工程的施工中，具有應(yīng)力指標、材料指標等各項指標，在具體施工實踐中，施工人員要注意這些指標，根據(jù)指標指示來規(guī)范預(yù)應(yīng)力混凝土的施工操作，加強指標在過程中的應(yīng)用價值，從而確保其施工滿足工程技術(shù)標準要求。

注意材料用量

路橋工程的預(yù)應(yīng)力混凝土施工時會涉及到很多材料，且使用的材料包含各種類型，為了控制成本，施工現(xiàn)場中要控制材料的正確應(yīng)用和使用方法，避免材料浪費現(xiàn)象；同時還要定期檢查材料用量和材料質(zhì)量，保證材料質(zhì)量達標的同時，做好材料成本控制工作。

注意制度實施

預(yù)應(yīng)力混凝土在路橋工程中發(fā)揮著十分重要的作用，為了保證預(yù)應(yīng)力混凝土符合路橋工程的施工要求，施工現(xiàn)場需要制定完善的管理制度，并根據(jù)國家相關(guān)規(guī)章制度要求，在施工作業(yè)中全面落實制度內(nèi)容，規(guī)范工程操作，實現(xiàn)預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)操作制度化，從而有效提高預(yù)應(yīng)力混凝土施工的規(guī)范性和系統(tǒng)性。

結(jié)語

綜上所述，預(yù)應(yīng)力混凝土目前已經(jīng)成為路橋施工中的重要技術(shù)，其有利于改善施工質(zhì)量和路橋使用壽命，還能夠節(jié)約施工成本和維護成本，具有很大的經(jīng)濟效益。為此，在路橋工程施工中，預(yù)應(yīng)力混凝土的使用需要根據(jù)實際情況和施工要求，規(guī)范操作，減少外在因素對其施工質(zhì)量的影響，同時要注意施工材料、管理制度、指標參數(shù)等方面控制，才能有效實現(xiàn)預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)在路橋工程中的施工優(yōu)勢，促進我國路橋工程質(zhì)量發(fā)展。