預應力技術在路橋施工中的應用

岳會展

摘要：預應力技術在當前路橋施工中發(fā)揮著重要作用。文章首先對其定義及意義做了闡述，然后結合實例分析了該技術在路橋施工中的應用，最后針對其常出現(xiàn)的問題提出了一些建議。

關鍵詞：預應力技術；鋼絞線；張拉；混凝土強度

中圖分類號：U415?；?；?；?；文獻標識碼：A?；?；?；?；文章編號：1009-2374（2014）18-0077-02

經(jīng)濟的進步使得路橋建設有了進一步發(fā)展，當前交通日益繁重，車流量和車載量不斷增加，要求路橋必須具備足夠的強度及承載力，方能承受巨大的荷載。否則，可能會因荷載過重導致橋梁坍塌，阻礙交通，甚至威脅人們的生命安全。因此，路橋質(zhì)量必須得到保障。隨著各種技術研究力度的加大，預應力技術在路橋建設中的應用越來越多，可有效提高路橋的強度，且減少材料使用數(shù)量，進而降低施工成本。由于該技術的應用越來越廣泛，所以在實際使用中還應通過實踐進一步完善。

1預應力技術及其特點

1.1概述

預應力技術，即提前對路橋結構施加壓力，使其在未建成之前能夠抵消部分荷載的拉應力，進而增強結構的穩(wěn)定性，提高整體強度，以便更好地適應施工結束后的荷載。該技術通過對混凝土內(nèi)部結構的改變，使其抗壓能力有所加強，以彌補抗壓強度的缺漏，同時可提高各部件的適應力，確保其有足夠的剛性和抗拉裂性。正式投入使用后，因預先有施加壓力，受彎及受拉構件的拉力及抗疲勞度明顯增大，彈性形變有所減小，裂縫出現(xiàn)時間延遲。除了可使混凝土充分發(fā)揮其功能，還可節(jié)省鋼材，延長路橋使用壽命，達到節(jié)約施工成本的目的，在當前路橋建設中備受重視。

1.2意義

（1）有良好的實用性。隨著城市化進程加快，土地資源越來越少。預應力技術的應用，為節(jié)約材料用量，減小結構截面，鋼材、混凝土等均采用高質(zhì)材料。如此可降低橋梁高度，縮短引導長度，有效地節(jié)約土地資源，具有極大的社會效益。另外，現(xiàn)代化橋梁朝著橋身輕便、外型美觀且經(jīng)濟合理的趨勢發(fā)展，預應力技術可滿足此要求。

（2）耐久性。路橋是國民經(jīng)濟發(fā)展的基礎建設之一，其耐久性直接關系到企業(yè)和國家的經(jīng)濟利益。影響因素也是多方面的，如材料質(zhì)量、裂縫程度等，而預應力技術的應用，均采用高質(zhì)材料，可降低裂縫的發(fā)生率，并推遲其出現(xiàn)時間。此外，能夠有效避免水、鹽等對橋梁的腐蝕，從而延長橋梁的使用日期。

2工程實例

我市管養(yǎng)的S250線木桐橋2013年經(jīng)檢測評定為危橋，因改線需重建。設計方案為：上部結構選擇的是跨徑為16+20+16的預應力連續(xù)箱梁，有左右兩幅，布置方式與橋梁的中心線相對稱，箱梁的頂板寬在11.52～14.85m之間，底板則為7.45～12.5m，梁高1.7m，底板和頂板厚度為0.5m，中腹板厚0.82m。因工程需要，對鋼材的要求較為嚴格，且需要用到各種錨具。

3預應力技術在路橋施工中的實際應用

3.1材料選擇

鋼絞線和錨具是預應力技術施工的主要材料，其質(zhì)量直接關系到技術的應用水平。鋼材包括預應力鋼筋、普通鋼絞線、低松弛型鋼絞線，以及矯直回火型鋼絞線等，在選擇時，應結合鋼材的規(guī)格、尺寸、延伸性、松弛程度、斷裂荷載度等多項因素考慮。綜合來講，低松弛型鋼絞線質(zhì)量較輕、價格低廉，而且便于施工，加上外形美觀，在當前路橋建設中備受青睞，應用較廣。這種鋼絞線是一種新型材料，實用性較強，在不影響質(zhì)量的前提下，可節(jié)約材料用量。

錨具同樣是預應力施工的重要材料，因預應力有先張法和后張法兩種類型，相對應的錨具稍有不同。本工程使用的是后張法，錨具主要有：①機械錨具。其應力損失較小，且連接方便，多用于集束性高強鋼絲兩端，施工后的限制因素較少；②摩阻錨具。種類繁多，因操作簡潔、噸位大，在實際中使用較廣，有時與楔形錨具相互配合，可對鋼材起到錨旋的效果。其不足之處在于應力損失過大。

3.2在橋梁加固中的應用

當前的交通運輸量較大，為提高橋梁的剛度和承載力，延長橋梁的使用壽命，通常會對橋梁進行加固，而最為關鍵的技術就是改善內(nèi)部構件的性能。就目前而言，橋梁加固方法有許多種，如加固橋梁的外預應力及橋面補強層，或調(diào)整橋面的結構受力等，在實際施工中采用預應力技術時，通常會先對構件施加一定的應力，以減少構件在初彎矩時的拉應力，進而提升構件的承載極限，使其作用得到充分發(fā)揮。

3.3在受彎結構中的應用

因橋梁要承載很大的負載，加固材料必須具備極高的強度比，碳纖維強度較高，而且施工簡單，因此應用較為廣泛。碳纖維的應力與混凝土應變增量密切相關，初始時的應變不能過大，否則很容易破壞碳纖維的構件，實際操作時，可向碳纖維片材施加適度的預應力，使其具備一定的拉應力，進而提升碳纖維的應力，為其強度提供良好的保障。

3.4在箱梁鋼絞線施工中的應用

路橋工程涉及諸多方面，必須確保所有環(huán)節(jié)都符合要求。作為其中的重要環(huán)節(jié)，應加強對箱梁鋼絞線施工的重視，尤其是其張拉順序問題。腹板的張拉通常自下而上開展，橫向鋼絞線的張拉則是自上而下。就總體結構而言，張拉順序應為：（1）橫梁第一批鋼束；（2）縱梁鋼束；（3）橫梁剩余鋼束。張拉工作結束后24h，需對預應力管道進行壓漿處理，環(huán)境十分重要，該工程處于雨季，若在雨天作業(yè)，極易銹蝕鋼絞線，影響其性能。因此，該工程將灌漿作業(yè)應提前進行。

3.5在混凝土施工中的應用

混凝土是現(xiàn)代化建設中的關鍵，其原材料的質(zhì)量必須符合要求，配置攪拌時結合要求選擇適合的比例。同時應制定應急方案，做好泵送、運輸、供電等方面的設備準備工作。澆筑時遵循正確的程序，保持勻速澆筑，上下層的距離在1.3m以上。振搗工作應同步進行，為提高混凝土質(zhì)量，減少失誤率，專門派經(jīng)驗豐富的員工負責，使用振動棒時避免和模板等碰觸。一旦發(fā)現(xiàn)破損，應及時更換。工程采用二次振搗法，以增強混凝土的密實度，振搗相隔時間控制在20～30min之間。整個澆筑過程需連續(xù)進行，如有特殊情況，需嚴格控制間歇時間。澆筑完成后，對混凝土進行養(yǎng)護，為防止水分蒸發(fā)過多，需保持混凝土表面的濕潤度，可在其上灑水或覆蓋薄膜，保持7d以上。endprint

4預應力張拉

所有工作結束后進行預應力張拉，需保證混凝土強度至少達到設計值的95%，錨墊板、鋼筋等均沒有缺陷。先將支架挪至張拉處，調(diào)整后將錨環(huán)穿過鋼絞線，然后放入錨塞輕輕敲打，裝入對中套，并用楔塊將鋼絞線楔緊。在初始張拉時，兩端同時對鋼絞線施加應力，如果沒有楔緊，鋼絞線會有一定的滑移，在其停止后，將其楔緊在夾盤上。起點標記應明確標出。正式張拉時，兩端分級施加壓力，每次加載為油壓表讀數(shù)5000kPa的倍數(shù)，直至張拉至100%，并持續(xù)5min，消除預應力筋的部分松弛損失。之后對鋼絞線的伸長量進行測量，最后在錨固的過程中，將鋼絞線的回縮量控制在5mm以內(nèi)。

5預應力技術在路橋施工應用中存在的問題及解決措施

堵塞問題在施工中較為常見，如鋼筋孔道堵塞、波紋管堵塞，因阻礙了鋼絞線正常穿過，不利于工程的順利進行，易延誤工期、浪費更多的成本。鋼筋孔道堵塞的原因可能是抽芯時間過早或過晚，波紋管堵塞的原因可能是材料質(zhì)量不合格，也可能是施工時操作不規(guī)范引起。堵塞問題降低了預應力鋼筋的張拉效果，同時加大了混凝土的灌注難度，對整個橋梁的強度十分不利。因此，如果施工中孔道被堵塞，可根據(jù)預應力曲線的坐標明確標出堵塞的位置，借助沖擊鉆輕輕鉆孔，注意要繞開主筋，直到鋼絞線能夠順利穿過波紋管，實現(xiàn)自由伸縮。張拉工作結束后，使用優(yōu)質(zhì)微膨脹的混凝土封堵孔洞。為防止波紋管被堵塞，應提前做好檢查，保證其安裝位置沒有失誤，套管接頭應保持良好的密閉性，然后方可進行混凝土的澆筑，澆筑過程中也應及時檢查，保護波紋管始終不會被破壞。

6結語

當前交通擁堵現(xiàn)象嚴重，路橋建設可緩解交通壓力，同時也是國民經(jīng)濟建設中的重要部分，具有極大的現(xiàn)實意義。車流量的增加對路橋承載力提出了更高的要求，為提高路橋質(zhì)量，承受更大的荷載，需對其進行加固處理。在眾多加固技術中，預應力技術憑借諸多優(yōu)勢在當前有著廣泛應用，但還需進一步完善。

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