橋梁施工中預應力技術的應用分析

李妍　張宇

【摘 要】預應力技術是一種通過采取措施來降低混凝土自身預應力，增大其抗拉能力，從而防止混凝土出現(xiàn)裂縫的施工技術，在現(xiàn)代橋梁建設施工有著廣泛的應用。現(xiàn)本文就主要分析了橋梁施工中的預應力技術的應用問題。文章首先闡述了預應力技術的內(nèi)涵與作用，繼而詳細分析了預應力技術的應用方法以及常見的施工問題和解決對策。

【關鍵詞】橋梁施工；預應力技術；應用；問題；對策

目前在我國的橋梁建設中，如何防治橋梁出現(xiàn)裂縫是困擾設計人員的頑固性質(zhì)量問題，在經(jīng)過長期的技術方法改進和質(zhì)量控制下，仍然會有一些橋梁會出現(xiàn)這種質(zhì)量問題。而近年來，預應力技術的應用與發(fā)展為解決這一頑固性難題提供了有力的技術支持。預應力技術的應用使得橋梁工程的強度、耐久性與混凝土的抗裂性得到極大的提高，從根本上解決了混凝土常見的裂縫問題。以下筆者就從自己的工作體會出發(fā)，來詳細討論橋梁施工中預應力技術的應用。

1.預應力技術概述

預應力技術是通過在混凝土工程中應用預應力技術，進行混凝土預應力構(gòu)件的構(gòu)建，使混凝土構(gòu)件自身的預應力減小或者抵消因外荷載所引起的拉應力，也就是說，利用混凝土產(chǎn)生的較高的抗壓能力來補充其較差的抗拉強度，來達到延遲混凝土受拉伸部位的開裂目的，以使橋梁工程的施工質(zhì)量得到提高。在橋梁工程上部構(gòu)造施工時，采用高強度的混凝土和高強度的鋼材，使預應力混凝土構(gòu)件產(chǎn)生較高抗拉裂能力、較強的抗?jié)B性、良好的剛度、高強度的抗疲勞性，從而達到減少結(jié)構(gòu)截面的尺寸、節(jié)約混凝土和鋼材、減少撓度、預防開裂、降低結(jié)構(gòu)自身重量的目的。在橋梁工程施工時預應力技術的引入，不僅使上部構(gòu)造更加輕便、經(jīng)濟、美觀，又能延長橋梁工程的使用壽命。

2.預應力技術的具體應用

預應力技術在實際的工程應用中，需要具有較高規(guī)格和強度的鋼材，并且根據(jù)不同的預應力技術方法還需要使用到不同的錨具。以下我們就來詳細探討預應力技術的實際應用技術和方法。

2.1選擇預應力技術施工的鋼材

普通預應力鋼絞線、預應力鋼筋、低松弛鋼絞線、以及矯直回火預應力鋼絲等，是我國在預應力技術施工中常使用的鋼材。斷裂荷載度、伸長率的參數(shù)、表面狀態(tài)、幾何參數(shù)以及鋼材的松散程度等，這些都是適合選擇預應力鋼材時應該考慮的參數(shù)，鋼材的尺寸、規(guī)格品種、延伸率和松弛性是鋼絞線在標準選擇上應該考慮的參數(shù)。

2.2選擇預應力技術施工的錨具

預應力技術分為兩種類型：先張法、后張法。機械錨固和摩阻錨固是預應力技術后張法中通常所使用的錨具，預應力鋼材端部主要使用機械錨固類的錨具，利用機械進行加工，使其成為具備工作條件的錨固。因其具有方便連接和應力損失小等特點，預應力沒有灌漿之前可以進行重復張扣或放松等操作。

2.3橋梁加固工程中預應力技術的應用

采取加固普通的橋梁措施可以使橋梁承載能力得到提高，構(gòu)件的補強和構(gòu)件結(jié)構(gòu)性能的改善是提高橋梁承載能力、延長橋梁使用壽命、滿足交通運輸需要的關鍵措施。改變橋面結(jié)構(gòu)受力體系、加固橋體外預應力以及加固橋面補強層等，是目前我國橋梁施工中常用的加固措施。在橋梁施工時實際操作過程中，可以先在構(gòu)件上施加預應力，使其受拉部位產(chǎn)生拉應力，以使預應力構(gòu)件在初彎矩時的拉應變減小，從而使構(gòu)件極限承載力得以提高，加固鋼筋的作用進一步發(fā)揮。

2.4在受彎結(jié)構(gòu)中預應力技術的應用

碳纖維具有施工簡單和高強度的特點，使其在橋梁工程施工得到較為廣泛的應用?；炷恋膽冊隽繉μ祭w維的最終盈利起著決定的作用。初始應變較大會使碳纖維應力程度較差的構(gòu)件遭到破壞。橋梁施工中，對粘貼碳纖維片材施加一定的預應力，可以使碳纖維片材自身具有一定的初始拉應力，來提高碳纖維的應力，防止碳纖維強度破壞。

2.5預應力技術的應用可以防治預應力構(gòu)件張拉前的裂縫

裂縫問題的防治可以有效的提高橋梁工程施工的質(zhì)量。預應力構(gòu)件出現(xiàn)張拉前的裂縫常由溫差或預應力構(gòu)件大的收縮引起，外部荷載的出現(xiàn)會導致鋼筋砼結(jié)構(gòu)發(fā)生裂縫。在預應力構(gòu)件的表面經(jīng)常會出現(xiàn)張拉前裂縫的問題，特別是在預應力構(gòu)件的箍筋位置，或是構(gòu)件的側(cè)面或是頂面。橋梁施工過程中對構(gòu)件內(nèi)外的溫度差進行有效的控制，可以有效的避免因溫差過大而引起的裂縫問題。采取科學合理的措施避免因構(gòu)件熱脹冷縮的現(xiàn)象引起裂縫。

3.預應力技術應用的相關問題及其解決方案

在實際的橋梁工程實踐中，預應力技術雖然能夠極大的提高橋梁的強度和耐久性，且減少了施工成本，簡化了施工方法。但作為一種新技術，預應力技術的應用還仍然存在著一定的問題與不足之處，影響了預應力技術的發(fā)展。在此筆者從施工的角度出發(fā)，來對當前預應力技術應用問題的解決方法提出一些建議。

3.1預應力鋼筋孔道堵塞

在預應力技術的應用中，由于需要在施工中預留一些孔道來方便后期施工中鋼筋的施工，但是這些孔道常常會出現(xiàn)坍塌或者堵塞的問題，使得預應力鋼筋通過這些孔道時會受到阻礙，極大的削弱了預應力鋼筋的張拉效果，也給整個預應力結(jié)構(gòu)的混凝土灌注施工帶啦極大不便，降低了橋梁的整體強度。而造成孔道預留出現(xiàn)坍塌和堵塞的原因則主要是在施工中沒有做好抽芯時間的控制。若抽芯過早，水泥混凝土還沒有完全硬化，其整體強度還不夠大，此時進行抽芯，就會使孔道坍塌；又或者抽芯時間過完，在拔掉橡膠抽拔管時，很有可能會造成管子被拔斷的現(xiàn)象，從而造成管道堵塞。

為了應對這一問題，保證預應力鋼筋孔道的正常使用。在發(fā)生孔道堵塞時，我們可以采取以下解決方案來進行防治：先以預應力曲線坐標為根據(jù)，標注堵管的具體位置，避開主筋位置的地方，利用沖擊鉆進行緩慢的鉆孔，使鋼絞線可以自由的通過波紋管并能自由進行伸縮。張拉完后用較高等級的微膨脹混凝土對孔洞進行封堵。預防孔道堵管問題，要在施工之前仔細檢查波紋管的質(zhì)量，要在澆筑混凝土之前確認好波紋管的安裝位置，做好檢查套管接頭密閉性的工作，在澆筑混凝土的時候保護好波紋管。

3.2預應力構(gòu)件張拉前出現(xiàn)裂縫

預應力構(gòu)件提前出現(xiàn)裂縫是當前在預應力技術的應用中最常見的問題，這是因為受混凝土收縮應力與溫差應力的影響而造成的，裂縫產(chǎn)生的部位主要是在構(gòu)件表面。有時箍筋位置也會出現(xiàn)一定的裂縫，且裂縫的走向沒有一定的規(guī)律。為了應對這一問題必須要控制構(gòu)件的預制質(zhì)量。預防由溫差引起的表面溫度裂縫，應控制構(gòu)件的內(nèi)外溫度差。夏季施工時要先使用低水化熱水泥。預制構(gòu)件在低溫時，不能過早對模板進行拆除，要采取保溫措施。適當延長薄壁構(gòu)件的拆模時間，使其緩慢降溫，以防止臺座間和預制構(gòu)件粘結(jié)，使構(gòu)件不受其自身的熱脹冷縮作用的影響。

4.結(jié)語

總之，在橋梁的施工中，采用預應力技術能夠極大的提高橋梁的強度與抗壓能力，防止橋梁出現(xiàn)裂縫等質(zhì)量病害，保證車輛通行的安全。但在預制預應力構(gòu)件時，必須要嚴格控制構(gòu)件的預制質(zhì)量，做好施工現(xiàn)場的管理與控制，確保預應力技術的實施質(zhì)量。

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