淺談公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力的應(yīng)用及存在的問題

王靜

摘要：隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的迅速增長和建筑工藝的不斷進(jìn)步，預(yù)應(yīng)力技術(shù)也在道路橋梁的建設(shè)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用，但在預(yù)應(yīng)力橋梁施工中出現(xiàn)的若干預(yù)應(yīng)力技術(shù)問題也相當(dāng)普遍， 給施工和工程結(jié)構(gòu)的質(zhì)量帶來了一些潛在的隱患。本文主要闡述了道路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力的應(yīng)用，并對施工中預(yù)應(yīng)力存在的問題進(jìn)行了分析探討。

關(guān)鍵詞：道路橋梁施工；預(yù)應(yīng)力；應(yīng)用；問題

中圖分類號：TU997 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

一、、公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力的應(yīng)用?1、預(yù)應(yīng)力鋼絞線的選擇?目前國內(nèi)外使用的預(yù)應(yīng)力鋼材主要有預(yù)應(yīng)力鋼筋、冷拉預(yù)應(yīng)力鋼絲、矯直回火預(yù)應(yīng)力鋼絲、低松弛預(yù)應(yīng)力鋇絲、普通預(yù)應(yīng)力鋼絞線和低松馳鋼絞線。作為預(yù)應(yīng)力鋼材最新一代的低松弛鋼絞線由于其高效、經(jīng)濟(jì)、施工方便,使建筑構(gòu)件輕薄美觀的優(yōu)點(diǎn),已大量使用在世界各地最重要的建筑工程上,如大型橋梁、核電站、高層大跨度房屋、高速及高架公路等。?使用預(yù)應(yīng)力鋼絞線至少可節(jié)省鋼材1/3以上,其經(jīng)濟(jì)效益和社會效益是十分顯著的。預(yù)應(yīng)力鋼絞線的選擇應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面:鋼絞線性能參數(shù),包括幾何參數(shù)、表面狀態(tài)、松散性、斷裂荷載、屈服荷載、伸長率、松弛等;鋼絞線標(biāo)準(zhǔn),包括品種規(guī)格、破斷荷載、尺寸公差、松弛性、延伸率等。?2、預(yù)應(yīng)力錨具的選擇?后張法預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)所使用的錨具,主要可分為機(jī)械錨固和摩阻錨固兩大類,機(jī)械錨固類錨具是在預(yù)應(yīng)力鑰材的端部采用機(jī)械加工形成一個(gè)適宜于錨碇的工作條件來加以錨固。這類錨具的特點(diǎn)是錨具應(yīng)力損失較小連接比較方便,在未灌漿前可以重復(fù)張扣或放松以調(diào)整預(yù)應(yīng)力。摩阻錨固類錨具是利用楔形錨具,將預(yù)應(yīng)力鋼材“擠緊”形成錨旋作用,這類錨具品種較多,應(yīng)用較廣,其特點(diǎn)是錨力變化較多、噸位較大,穿索比較方便；不足之處是錨具應(yīng)力損失較大,要重復(fù)張拉或連接較不方便。?3、預(yù)應(yīng)力體系的設(shè)計(jì)?預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁預(yù)應(yīng)力體系的設(shè)計(jì)通常采用OVM和XYM體系。該體系的頂板縱向鋼束均采用平豎彎曲相結(jié)合的空間曲線,集中錨固在腹板頂部承托上,底板鋼束則盡可能靠近齒板處錨固。這樣布束具有如下特點(diǎn):?（一）.使預(yù)應(yīng)力具有最大力臂,較大限度地發(fā)揮力學(xué)效應(yīng),同時(shí)由于布束接近腹板,預(yù)應(yīng)力以較短的傳力路線分布在全截面上。?（二）.頂板束錨固在承托中,不需設(shè)置復(fù)雜的齒板構(gòu)造,使箱梁尺寸完全由受力需要來控制設(shè)計(jì)。?（三）.頂、底板鋼束在平面上按同樣的S線型錨固于設(shè)計(jì)位置上,可以消除集中錨固點(diǎn)產(chǎn)生的橫向力。?4、預(yù)應(yīng)力效應(yīng)的分析?在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)踐中,通常是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)先假定預(yù)應(yīng)力鋼束的分布圖,而后進(jìn)行應(yīng)力分析(也就是全橋正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算),檢查結(jié)構(gòu)各部截面的應(yīng)力狀態(tài),當(dāng)不能滿足要求時(shí),則改進(jìn)鋼束分布,經(jīng)過多次嘗試,得到滿足應(yīng)力要求的鋼束分布圖。所以說,預(yù)應(yīng)力筋、預(yù)應(yīng)力錨具和預(yù)應(yīng)力體系設(shè)計(jì)歸根到底取決于預(yù)應(yīng)力效應(yīng)的分析。?預(yù)應(yīng)力損失的計(jì)算包括瞬時(shí)損失和后期損失兩個(gè)方面。瞬時(shí)損失是在鋼束錨固前或錨固時(shí)可能出現(xiàn)的損失值。對于后張預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu),一般包括鋼束與預(yù)留孔道之間的摩阻損失、張拉時(shí)構(gòu)件長度的縮短——即彈性壓縮損失以及錨具變形的損失。后期損失是在鋼束錨固后發(fā)生的損失,它包括鋼束松弛和棍凝土收縮、徐變及后期預(yù)應(yīng)力束張拉造成的前期鋼束預(yù)應(yīng)力減小等引起的損失。

五、預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁施工中存在的問題?預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁建設(shè)中得到了快速發(fā)展，但也存在一些問題，歸納來看，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：?1、預(yù)應(yīng)力鋼筋管道堵塞問題?因?yàn)槭┕ぴ?，預(yù)應(yīng)力鋼筋管道會出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，從很大程度上阻礙了張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋順利通過管道，從而直接影響到張拉的實(shí)際效果，造成預(yù)應(yīng)力鋼筋的理論值與實(shí)際伸長值存在較大差異，這同時(shí)也間接影響到公路橋梁的成本以及工期等方面的問題。因此，應(yīng)避免預(yù)應(yīng)力鋼筋管道堵塞問題。要做到這一點(diǎn)，必須保證管道的安裝符合相應(yīng)的規(guī)范，并做好管道內(nèi)部的精確定位，以防管道出現(xiàn)扭曲、彎折等現(xiàn)象；另外，在施工現(xiàn)場應(yīng)盡可能的避免野蠻作業(yè)；對于孔道的施工，應(yīng)做好抽芯時(shí)間的控制；張拉時(shí)采用“雙控制”，即張拉預(yù)應(yīng)力筋以預(yù)應(yīng)力控制為主，伸長量控制為輔。?2、張拉力控制問題?與傳統(tǒng)的公路橋梁建設(shè)技術(shù)相比，預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)起步較晚，對于預(yù)應(yīng)力技術(shù)的施工還沒有明確的規(guī)范，張拉控制缺乏嚴(yán)謹(jǐn)性。絕大部分工程進(jìn)行計(jì)量時(shí)都采用1.5級油壓，無法把握好張拉控制程度，造成張拉控制忽高忽低，從而使得誤差較大。特別是進(jìn)行多束張拉的時(shí)段，對于張拉的控制不夠周全，使得各束張拉力存在較大差別，這樣以來將直接影響到鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。要做好張拉力的控制，就必須加強(qiáng)施工人員的技術(shù)培訓(xùn)，提高施工人員的整體素質(zhì)和操作技能，做到科學(xué)施工、規(guī)范施工。?3、預(yù)應(yīng)力損失過大的問題?在施工過程中，由于施工行為不夠規(guī)范，往往會造成原估算應(yīng)力損失的施工情況與實(shí)際施工情況出現(xiàn)較大出入，從而使得實(shí)際預(yù)應(yīng)力損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于原估算值。一方面，預(yù)應(yīng)力管道的安裝質(zhì)量控制不夠嚴(yán)謹(jǐn)，管道位置存在較大偏差，或梁體澆筑時(shí)出現(xiàn)漏漿情況，導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力損失過大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過原估算值。

4、預(yù)制梁板蒸汽養(yǎng)護(hù)及張拉齡期問題

當(dāng)今梁的預(yù)制常采用早強(qiáng)劑來提高混凝土配制強(qiáng)度，一般情況下混凝土強(qiáng)度在梁體澆筑完畢后4～5天就可達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%以上，然而對于齡期問題，相關(guān)規(guī)范并沒有作出明確規(guī)定，這樣預(yù)制出梁周期相對較長，對于工期緊張的工程尤為不利。通過“浙江省金華市西二環(huán)跨滬昆鐵路立交工程”預(yù)制梁板蒸汽養(yǎng)護(hù)的成功實(shí)施，同類工程在條件允許情況下可以采用蒸汽養(yǎng)護(hù)縮短張拉齡期。