公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)研究

邢 草 原

(山西省代縣公路管理段，山西 代縣 034200)

公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)研究

邢 草 原

(山西省代縣公路管理段，山西 代縣 034200)

對(duì)預(yù)應(yīng)力技術(shù)進(jìn)行了分析，并指出當(dāng)前其由于自身不足引起的工程質(zhì)量問題，著重論述了如何更好地將預(yù)應(yīng)力技術(shù)運(yùn)用到公路橋梁建設(shè)中，從而解決施工中遇到的問題。

預(yù)應(yīng)力技術(shù)，公路橋梁，現(xiàn)狀，措施

0 引言

自我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展以來，不僅帶動(dòng)了交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展，更為我國(guó)的道路施工技術(shù)提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。因此可以說，現(xiàn)在是我國(guó)高速公路蓬勃發(fā)展的時(shí)期，而我國(guó)的交通建設(shè)技術(shù)也在不斷地成熟。目前國(guó)內(nèi)的公路及橋梁等建設(shè)的核心技術(shù)主要是預(yù)應(yīng)力技術(shù)。但是，預(yù)應(yīng)力技術(shù)在施工中程序不僅復(fù)雜而且難度較大。所以預(yù)應(yīng)力技術(shù)在施工時(shí)常常會(huì)遇到一些問題。經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，公路橋梁的大量建設(shè)，預(yù)應(yīng)力技術(shù)由于能夠有效地減輕公路橋梁本身結(jié)構(gòu)的重力，使得公路橋梁剛度大且人們行車時(shí)較為舒適等優(yōu)勢(shì)而成為公路橋梁的主要施工技術(shù)并被廣泛地運(yùn)用到工程的建設(shè)中。

1 簡(jiǎn)述預(yù)應(yīng)力技術(shù)的普遍應(yīng)用

預(yù)應(yīng)力技術(shù)被應(yīng)用于受彎構(gòu)件。碳纖維片材由于施工強(qiáng)度高、施工簡(jiǎn)便，因此其常被用于加固鋼筋混凝土的受彎構(gòu)件。但是，受彎構(gòu)件其本身存在有初始的內(nèi)力，而混凝土本身又有拉應(yīng)變以及壓應(yīng)變，所以，如果在受壓區(qū)里的混凝土一旦達(dá)到了本身壓應(yīng)變的極限時(shí)，受彎構(gòu)件也會(huì)隨之達(dá)到極限的承載力。預(yù)應(yīng)力技術(shù)被應(yīng)用于加固施工。道路橋梁的承載力是有限的。因此人們必須不斷地對(duì)道路與橋梁的結(jié)構(gòu)以及承載力進(jìn)行加固與提高，以便能夠延長(zhǎng)道路與橋梁的使用時(shí)間。在施工過程當(dāng)中，為了能夠最大程度地減少混凝土在加固過程中所受到的初始應(yīng)變，人們往往會(huì)先施加一些預(yù)應(yīng)力到構(gòu)件上，以便使受壓區(qū)能夠產(chǎn)生出拉應(yīng)力，從而使在初彎矩作用之下的構(gòu)件的壓應(yīng)變與拉應(yīng)變都能得到減小，使加固鋼筋能夠充分被發(fā)揮；預(yù)應(yīng)力技術(shù)被應(yīng)用于多跨的連續(xù)梁中。正負(fù)兩彎矩區(qū)是多跨連續(xù)梁的兩個(gè)部分。人們?yōu)榱四軌蚣庸虡蛄旱目箯潯⒖辜魞煞N承載力，往往會(huì)在需要加固的范圍內(nèi)用碳纖維進(jìn)行粘貼加固[1]。

2 預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁的施工過程中常見的問題

預(yù)應(yīng)力技術(shù)自被人們廣泛應(yīng)用后，雖然對(duì)于公路橋梁施工有著極大的幫助，但是，預(yù)應(yīng)力技術(shù)在施工過程中產(chǎn)生的質(zhì)量問題也是不容小覷的。尤其是由于預(yù)應(yīng)力技術(shù)在施工時(shí)手藝較為復(fù)雜，對(duì)施工的專業(yè)技術(shù)要求高。因此，預(yù)應(yīng)力技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中仍舊存在很多問題[2]。

1)由于堵管使得預(yù)應(yīng)力鋼筋無法通過。堵管是施工中常見的一種工程問題，其很容易導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力鋼筋在后期由于管道堵塞而無法通入。而堵管的原因通常是由于工人們?cè)谑┕r(shí)沒有接好管道的接頭或是不注意管壁上的細(xì)微問題如波紋管的振漏等等，還有就是將鋼筋穿入管道的時(shí)候，由于端頭的卷曲而使得管道被堵塞。

2)預(yù)應(yīng)力技術(shù)容易損失過大。預(yù)應(yīng)力技術(shù)如果在施工時(shí)工藝不夠精準(zhǔn)，或是施工的材料在施工前沒有被正確估算，很容易導(dǎo)致工程質(zhì)量問題的發(fā)生。

3)體外預(yù)應(yīng)力被應(yīng)用于鋼筋混凝土梁中。體外預(yù)應(yīng)力在對(duì)鋼梁進(jìn)行加固時(shí)，其鋼筋的線形可以采用多種方式，但是，由于受到技術(shù)限制以及承載能力等等而導(dǎo)致施工出現(xiàn)了問題。如圖1所示的六種常用線形(筆者主要說明前三種線形存在的問題)，不難看出直線形布置的預(yù)應(yīng)力筋是最為方便的一種(僅從錨固、定位與張拉的角度而言)，但是在單跨的簡(jiǎn)支梁上使用圖1a)的線形方法卻不太合適，因?yàn)樵谥ё浇耐饬澗匦?，若?duì)其再進(jìn)行反向預(yù)應(yīng)力的施加則會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力過大；而圖1b)種線形雖然很節(jié)省材料，施工工藝簡(jiǎn)單，但是由于應(yīng)力會(huì)集中在錨固點(diǎn)上，導(dǎo)致截面受力加大，承載力會(huì)變??；圖1c)種線形預(yù)應(yīng)力筋的布置有使用局限。

3 預(yù)應(yīng)力技術(shù)存在問題的解決措施

盡管預(yù)應(yīng)力技術(shù)在施工過程中容易出現(xiàn)一些問題而導(dǎo)致施工受到阻礙。但是，由于其具有安全的結(jié)構(gòu)以及良好的抗裂性等優(yōu)點(diǎn)，使得人們?nèi)耘f將其廣泛應(yīng)用于公路橋梁的施工中，同時(shí)預(yù)應(yīng)力技術(shù)也不斷地得到改進(jìn)、完善。

1)改善管道不暢的措施。管道不暢有部分原因是由于工人們使用的管材并不能達(dá)到質(zhì)量要求。因此，技術(shù)工人應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)施工全過程的監(jiān)督。破損管材堅(jiān)決不能使用，若在施工的過程中出現(xiàn)了堵管或是漏漿的問題，必須及時(shí)對(duì)其進(jìn)行處理。技術(shù)工人可以計(jì)算出預(yù)應(yīng)力筋的曲線坐標(biāo)，對(duì)管道進(jìn)行開孔處理(需避開梁的主筋)。真空灌漿主要應(yīng)用于超過40 m的多波預(yù)應(yīng)力筋中，然后再?gòu)牧硪欢擞盟酀{(水泥漿應(yīng)用汞對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化)灌入，這樣能夠最大限度地使得孔道的灌漿更為飽滿[3]。

2)防治預(yù)應(yīng)力筋張拉的伸長(zhǎng)量問題。預(yù)應(yīng)力筋張拉的伸長(zhǎng)量是否足夠直接影響著鋼筋在施工后期的質(zhì)量。因此，設(shè)計(jì)人員在對(duì)預(yù)應(yīng)力筋的張拉進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，必須要通過實(shí)地實(shí)驗(yàn)得到可靠的實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)。其次在對(duì)鋼筋管道進(jìn)行預(yù)埋的時(shí)候，技術(shù)

工人們必須嚴(yán)格、認(rèn)真地按照設(shè)計(jì)圖紙上的位置對(duì)其進(jìn)行預(yù)埋、固定，尤其是一些彎曲的位置，因?yàn)槟切┪恢煤苋菀资构艿涝斐啥氯?。最后就是要認(rèn)真檢查管道在澆筑的過程中有沒有出現(xiàn)偏移的情況[4]。

3)保證預(yù)應(yīng)力技術(shù)中的張拉以及灌漿。張拉與灌漿這兩個(gè)階段是施工的關(guān)鍵。為了能夠使張拉應(yīng)力的指標(biāo)達(dá)到要求，因此灌漿計(jì)量必須要準(zhǔn)確，通過專業(yè)技術(shù)方法使孔道的漿體達(dá)到飽滿狀態(tài)，保證其質(zhì)量。

4)選配優(yōu)質(zhì)材料，提高預(yù)應(yīng)力技術(shù)水平。預(yù)應(yīng)力技術(shù)是公路橋梁施工中的關(guān)鍵技術(shù)，其由于工藝復(fù)雜，因此所使用的工程材料較為繁雜。首先，技術(shù)工人們應(yīng)該對(duì)梁體的混凝土的齡期進(jìn)行嚴(yán)格控制，因?yàn)榱后w在張拉前不僅對(duì)混凝土的強(qiáng)度有要求，而且為了防止梁體的過早張拉(通常張拉時(shí)間是4 d～5 d)，技術(shù)工人們應(yīng)嚴(yán)格地按照設(shè)計(jì)圖紙以及施工規(guī)范進(jìn)行施工，加強(qiáng)預(yù)應(yīng)力技術(shù)的每一道工序，保證每一個(gè)環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量，避免預(yù)應(yīng)力的損失[4]。

5)注意預(yù)應(yīng)力的孔道的預(yù)留與錨具的應(yīng)用。技術(shù)工人應(yīng)該嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙預(yù)留預(yù)應(yīng)力筋的孔道的位置。同時(shí)，預(yù)埋的鋼墊板必須與孔道的中心線互相垂直。管道的固定安裝必須采用定位的鋼筋材料(鋼管材料不能超過1 m，波紋管不能超過0.8 m，膠管不超過0.5 m，曲線管還應(yīng)對(duì)其進(jìn)行加密)，保證其在澆筑期間不發(fā)生位移。錨具多是被應(yīng)用于公路橋梁結(jié)構(gòu)截面受限的情況下。而在施工過程中對(duì)錨具的尺寸是具有嚴(yán)格要求的。一旦其自身的幾何尺寸被更改導(dǎo)致錨固性得不到保證，會(huì)影響這個(gè)工程的穩(wěn)固性。因此，施工工人在選擇錨具時(shí)必須拒絕小恩小惠(有些廠家為了節(jié)省成本擅自將錨具的夾片長(zhǎng)度、錨環(huán)的厚度、孔距等等都縮減，以低價(jià)售給采購(gòu)者)，按照?qǐng)D紙的需要來對(duì)錨具進(jìn)行選擇。

4 結(jié)語

自從預(yù)應(yīng)力技術(shù)開始被應(yīng)用于施工過程以來，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步、施工設(shè)備的改善以及許多人對(duì)其技術(shù)不斷進(jìn)行研究、創(chuàng)新，使得預(yù)應(yīng)力技術(shù)不斷地被完善、提高。而預(yù)應(yīng)力技術(shù)作為對(duì)于公路橋梁工程的關(guān)鍵技術(shù)，其對(duì)工程質(zhì)量的影響是眾所周知的。預(yù)應(yīng)力技術(shù)的施工工藝很復(fù)雜，對(duì)于施工的技術(shù)要求也比較高。因此，每個(gè)技術(shù)工人在使用預(yù)應(yīng)力技術(shù)進(jìn)行施工的過程中，必須要抓好每一道施工工序，保證每個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量，遇到問題應(yīng)立刻聯(lián)系設(shè)計(jì)人員與技術(shù)人員共同解決。

[1] 成 揚(yáng).公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)探討[J].內(nèi)蒙古公路與運(yùn)輸,2011(6):24.

[2] 何天賓.公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)探討[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品,2010(6):116.

[3] 王 娟,楊華文.淺談公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用[J].中國(guó)化工貿(mào)易,2011(6):36.

[4] 劉剛偉.公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)措施探討[J].建筑科學(xué),2010(3):45.

Research on prestressed technique in road and bridge construction

XING Cao-yuan

(ShanxiDaixianRoadAdministrativeSegment,Daixian034200,China)

The paper analyzes its prestressed technique, points out the engineering quality problems caused by the insufficiency, and mainly indicates how to adopt the prestressed technique into the road and bridge construction, so as to solve some problems in the construction.

prestressed technique, road and bridge, current status, measuers

1009-6825(2014)07-0177-02

2014-01-03

邢草原(1980- )，男，工程師

U445

A