橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用分析

李妍　張宇

【摘 要】預(yù)應(yīng)力技術(shù)是一種通過(guò)采取措施來(lái)降低混凝土自身預(yù)應(yīng)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(shù)，在現(xiàn)代橋梁建設(shè)施工有著廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)本文就主要分析了橋梁施工中的預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用問(wèn)題。文章首先闡述了預(yù)應(yīng)力技術(shù)的內(nèi)涵與作用，繼而詳細(xì)分析了預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用方法以及常見(jiàn)的施工問(wèn)題和解決對(duì)策。

【關(guān)鍵詞】橋梁施工；預(yù)應(yīng)力技術(shù)；應(yīng)用；問(wèn)題；對(duì)策

目前在我國(guó)的橋梁建設(shè)中，如何防治橋梁出現(xiàn)裂縫是困擾設(shè)計(jì)人員的頑固性質(zhì)量問(wèn)題，在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的技術(shù)方法改進(jìn)和質(zhì)量控制下，仍然會(huì)有一些橋梁會(huì)出現(xiàn)這種質(zhì)量問(wèn)題。而近年來(lái)，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展為解決這一頑固性難題提供了有力的技術(shù)支持。預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用使得橋梁工程的強(qiáng)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(jiàn)的裂縫問(wèn)題。以下筆者就從自己的工作體會(huì)出發(fā)，來(lái)詳細(xì)討論橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用。

1.預(yù)應(yīng)力技術(shù)概述

預(yù)應(yīng)力技術(shù)是通過(guò)在混凝土工程中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，進(jìn)行混凝土預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的構(gòu)建，使混凝土構(gòu)件自身的預(yù)應(yīng)力減小或者抵消因外荷載所引起的拉應(yīng)力，也就是說(shuō)，利用混凝土產(chǎn)生的較高的抗壓能力來(lái)補(bǔ)充其較差的抗拉強(qiáng)度，來(lái)達(dá)到延遲混凝土受拉伸部位的開(kāi)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(shí)，采用高強(qiáng)度的混凝土和高強(qiáng)度的鋼材，使預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件產(chǎn)生較高抗拉裂能力、較強(qiáng)的抗?jié)B性、良好的剛度、高強(qiáng)度的抗疲勞性，從而達(dá)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(yù)防開(kāi)裂、降低結(jié)構(gòu)自身重量的目的。在橋梁工程施工時(shí)預(yù)應(yīng)力技術(shù)的引入，不僅使上部構(gòu)造更加輕便、經(jīng)濟(jì)、美觀，又能延長(zhǎng)橋梁工程的使用壽命。

2.預(yù)應(yīng)力技術(shù)的具體應(yīng)用

預(yù)應(yīng)力技術(shù)在實(shí)際的工程應(yīng)用中，需要具有較高規(guī)格和強(qiáng)度的鋼材，并且根據(jù)不同的預(yù)應(yīng)力技術(shù)方法還需要使用到不同的錨具。以下我們就來(lái)詳細(xì)探討預(yù)應(yīng)力技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用技術(shù)和方法。

2.1選擇預(yù)應(yīng)力技術(shù)施工的鋼材

普通預(yù)應(yīng)力鋼絞線、預(yù)應(yīng)力鋼筋、低松弛鋼絞線、以及矯直回火預(yù)應(yīng)力鋼絲等，是我國(guó)在預(yù)應(yīng)力技術(shù)施工中常使用的鋼材。斷裂荷載度、伸長(zhǎng)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(yù)應(yīng)力鋼材時(shí)應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)選擇上應(yīng)該考慮的參數(shù)。

2.2選擇預(yù)應(yīng)力技術(shù)施工的錨具

預(yù)應(yīng)力技術(shù)分為兩種類型：先張法、后張法。機(jī)械錨固和摩阻錨固是預(yù)應(yīng)力技術(shù)后張法中通常所使用的錨具，預(yù)應(yīng)力鋼材端部主要使用機(jī)械錨固類的錨具，利用機(jī)械進(jìn)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(yīng)力損失小等特點(diǎn)，預(yù)應(yīng)力沒(méi)有灌漿之前可以進(jìn)行重復(fù)張扣或放松等操作。

2.3橋梁加固工程中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)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(bǔ)強(qiáng)和構(gòu)件結(jié)構(gòu)性能的改善是提高橋梁承載能力、延長(zhǎng)橋梁使用壽命、滿足交通運(yùn)輸需要的關(guān)鍵措施。改變橋面結(jié)構(gòu)受力體系、加固橋體外預(yù)應(yīng)力以及加固橋面補(bǔ)強(qiáng)層等，是目前我國(guó)橋梁施工中常用的加固措施。在橋梁施工時(shí)實(shí)際操作過(guò)程中，可以先在構(gòu)件上施加預(yù)應(yīng)力，使其受拉部位產(chǎn)生拉應(yīng)力，以使預(yù)應(yīng)力構(gòu)件在初彎矩時(shí)的拉應(yīng)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(jìn)一步發(fā)揮。

2.4在受彎結(jié)構(gòu)中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用

碳纖維具有施工簡(jiǎn)單和高強(qiáng)度的特點(diǎn)，使其在橋梁工程施工得到較為廣泛的應(yīng)用?；炷恋膽?yīng)變?cè)隽繉?duì)碳纖維的最終盈利起著決定的作用。初始應(yīng)變較大會(huì)使碳纖維應(yīng)力程度較差的構(gòu)件遭到破壞。橋梁施工中，對(duì)粘貼碳纖維片材施加一定的預(yù)應(yīng)力，可以使碳纖維片材自身具有一定的初始拉應(yīng)力，來(lái)提高碳纖維的應(yīng)力，防止碳纖維強(qiáng)度破壞。

2.5預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用可以防治預(yù)應(yīng)力構(gòu)件張拉前的裂縫

裂縫問(wèn)題的防治可以有效的提高橋梁工程施工的質(zhì)量。預(yù)應(yīng)力構(gòu)件出現(xiàn)張拉前的裂縫常由溫差或預(yù)應(yīng)力構(gòu)件大的收縮引起，外部荷載的出現(xiàn)會(huì)導(dǎo)致鋼筋砼結(jié)構(gòu)發(fā)生裂縫。在預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的表面經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)張拉前裂縫的問(wèn)題，特別是在預(yù)應(yīng)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(guò)程中對(duì)構(gòu)件內(nèi)外的溫度差進(jìn)行有效的控制，可以有效的避免因溫差過(guò)大而引起的裂縫問(wèn)題。采取科學(xué)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(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用的相關(guān)問(wèn)題及其解決方案

在實(shí)際的橋梁工程實(shí)踐中，預(yù)應(yīng)力技術(shù)雖然能夠極大的提高橋梁的強(qiáng)度和耐久性，且減少了施工成本，簡(jiǎn)化了施工方法。但作為一種新技術(shù)，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用還仍然存在著一定的問(wèn)題與不足之處，影響了預(yù)應(yīng)力技術(shù)的發(fā)展。在此筆者從施工的角度出發(fā)，來(lái)對(duì)當(dāng)前預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用問(wèn)題的解決方法提出一些建議。

3.1預(yù)應(yīng)力鋼筋孔道堵塞

在預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用中，由于需要在施工中預(yù)留一些孔道來(lái)方便后期施工中鋼筋的施工，但是這些孔道常常會(huì)出現(xiàn)坍塌或者堵塞的問(wèn)題，使得預(yù)應(yīng)力鋼筋通過(guò)這些孔道時(shí)會(huì)受到阻礙，極大的削弱了預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉效果，也給整個(gè)預(yù)應(yīng)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(qiáng)度。而造成孔道預(yù)留出現(xiàn)坍塌和堵塞的原因則主要是在施工中沒(méi)有做好抽芯時(shí)間的控制。若抽芯過(guò)早，水泥混凝土還沒(méi)有完全硬化，其整體強(qiáng)度還不夠大，此時(shí)進(jìn)行抽芯，就會(huì)使孔道坍塌；又或者抽芯時(shí)間過(guò)完，在拔掉橡膠抽拔管時(shí)，很有可能會(huì)造成管子被拔斷的現(xiàn)象，從而造成管道堵塞。

為了應(yīng)對(duì)這一問(wèn)題，保證預(yù)應(yīng)力鋼筋孔道的正常使用。在發(fā)生孔道堵塞時(shí)，我們可以采取以下解決方案來(lái)進(jìn)行防治：先以預(yù)應(yīng)力曲線坐標(biāo)為根據(jù)，標(biāo)注堵管的具體位置，避開(kāi)主筋位置的地方，利用沖擊鉆進(jìn)行緩慢的鉆孔，使鋼絞線可以自由的通過(guò)波紋管并能自由進(jìn)行伸縮。張拉完后用較高等級(jí)的微膨脹混凝土對(duì)孔洞進(jìn)行封堵。預(yù)防孔道堵管問(wèn)題，要在施工之前仔細(xì)檢查波紋管的質(zhì)量，要在澆筑混凝土之前確認(rèn)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(shí)候保護(hù)好波紋管。

3.2預(yù)應(yīng)力構(gòu)件張拉前出現(xiàn)裂縫

預(yù)應(yīng)力構(gòu)件提前出現(xiàn)裂縫是當(dāng)前在預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用中最常見(jiàn)的問(wèn)題，這是因?yàn)槭芑炷潦湛s應(yīng)力與溫差應(yīng)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(shí)箍筋位置也會(huì)出現(xiàn)一定的裂縫，且裂縫的走向沒(méi)有一定的規(guī)律。為了應(yīng)對(duì)這一問(wèn)題必須要控制構(gòu)件的預(yù)制質(zhì)量。預(yù)防由溫差引起的表面溫度裂縫，應(yīng)控制構(gòu)件的內(nèi)外溫度差。夏季施工時(shí)要先使用低水化熱水泥。預(yù)制構(gòu)件在低溫時(shí)，不能過(guò)早對(duì)模板進(jìn)行拆除，要采取保溫措施。適當(dāng)延長(zhǎng)薄壁構(gòu)件的拆模時(shí)間，使其緩慢降溫，以防止臺(tái)座間和預(yù)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(yǔ)

總之，在橋梁的施工中，采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)能夠極大的提高橋梁的強(qiáng)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(yù)制預(yù)應(yīng)力構(gòu)件時(shí)，必須要嚴(yán)格控制構(gòu)件的預(yù)制質(zhì)量，做好施工現(xiàn)場(chǎng)的管理與控制，確保預(yù)應(yīng)力技術(shù)的實(shí)施質(zhì)量。

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