公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)分析

郝平元 張立娟

【摘要】公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)改變了以往的傳統(tǒng)橋梁建設(shè)施工技術(shù)，使得公路橋梁在各方面性能都得到了提高，包括承重能力，抗壓抗洪抗震能力以及自重方面等等。因此，本文就我國(guó)的公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)進(jìn)行分析探討，希望其技術(shù)得到更進(jìn)一步的提升。

【關(guān)鍵詞】公路橋梁施工；預(yù)應(yīng)力；技術(shù)

在公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用，更加準(zhǔn)確的保障了橋梁的安全性，降低了公路橋梁事故的發(fā)生概率，為行車提供了更高的安全保障。

1、預(yù)應(yīng)力技術(shù)的介紹

預(yù)應(yīng)力技術(shù)最早用于混凝土施工工程中，為了盡量減少鋼筋混凝土中粘結(jié)處的裂縫過早出現(xiàn)，設(shè)法在混凝土結(jié)構(gòu)承受荷載之前，通過施加外力，使得混凝土構(gòu)件產(chǎn)生的拉應(yīng)力變小，甚至使得混凝土處于壓應(yīng)力狀態(tài)，這樣便消除混凝土抗拉強(qiáng)度的不足，發(fā)揮其抗壓性能的優(yōu)勢(shì)。公路橋梁建設(shè)中，延長(zhǎng)混凝土構(gòu)件受拉區(qū)的開裂問題，避免了使用較高強(qiáng)度混凝土與高強(qiáng)度的鋼材這種組合。且結(jié)構(gòu)物的預(yù)應(yīng)力混凝土因?yàn)閮?nèi)部裂紋較少而具有良好的抗?jié)B性能，還兼具強(qiáng)度高、剛度大的特點(diǎn)。不僅如此，預(yù)應(yīng)力混凝土較小的自重有利于橋梁建筑的美觀設(shè)計(jì)。

2、預(yù)應(yīng)力在公路橋梁施工中的應(yīng)用

2.1預(yù)應(yīng)力效應(yīng)分析

在預(yù)應(yīng)力混凝土施工實(shí)踐中，首先假定預(yù)應(yīng)力鋼筋的分布圖，然后對(duì)整體所能承受的極限狀態(tài)進(jìn)行應(yīng)力分析，詳細(xì)檢查各截面應(yīng)力的具體狀態(tài)，當(dāng)其不能滿足施工實(shí)際要求時(shí)，應(yīng)當(dāng)改變鋼筋的分布，以求設(shè)計(jì)出能夠滿足應(yīng)力的有效分布圖，即預(yù)應(yīng)力筋、錨具和體系設(shè)計(jì)都取決于效應(yīng)的分析。在損失方面主要包括瞬間損失與后期損失兩種。

2.2預(yù)應(yīng)力技術(shù)在路橋鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中應(yīng)用

混凝土裂縫是常見的質(zhì)量通病，尤其是在大型公路橋梁施工中極容易出現(xiàn)混凝土裂縫。將預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用到鋼筋混凝土當(dāng)中，可以避免出現(xiàn)裂縫，而且效果顯著。預(yù)應(yīng)力的集中應(yīng)用是在公路橋梁混凝土的構(gòu)建和結(jié)構(gòu)使用之前，將受拉區(qū)的混凝土施壓，在進(jìn)行混凝土鋼筋的張拉后，鋼筋通過自身的回縮，讓受拉區(qū)能預(yù)先感受到鋼筋施加的壓力。

2.3預(yù)應(yīng)力技術(shù)在混凝土路面的應(yīng)用

公路橋梁預(yù)應(yīng)力技術(shù)在混凝土路面的應(yīng)用，其原理大致和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用相似，都是依靠預(yù)應(yīng)力鋼筋的配置對(duì)路面混凝土進(jìn)行相關(guān)約束，使得路面延緩出現(xiàn)裂縫，甚至不出現(xiàn)裂縫。運(yùn)用好混凝土路面的預(yù)應(yīng)力技術(shù)，前期準(zhǔn)備工作必不可少，路面交通荷載力、溫度、濕度、摩擦約束等都要進(jìn)行深入探討，防止在施工期間出現(xiàn)收縮裂縫。這一技術(shù)在目前項(xiàng)目建設(shè)中已日趨成熟。

3、預(yù)應(yīng)力技術(shù)施工工藝

3.1鋼絞線的位置

公路橋梁工程建設(shè)施工過程中，鋼絞線的位置主要由橫梁端部的橫肋與墩頂?shù)膶?dǎo)向槽共同決定著，而且索形、張拉應(yīng)力的大小決定著其極限荷載。在實(shí)際施工過程中，若橫梁端部橫肋或者墩頂?shù)膶?dǎo)向槽存在著一定偏差，則就會(huì)導(dǎo)致鋼絞線承受巨大的擠壓應(yīng)力?；诖耍瑢?shí)踐中我們經(jīng)常對(duì)錨端部的橫梁錨墊板以及墩頂預(yù)埋處予以事先明確，嚴(yán)格按照施工設(shè)計(jì)圖的要求，對(duì)橫肋和墩頂?shù)膶?dǎo)向槽進(jìn)行制作。在此過程中，一定要注意保持端部位置的平整度，并且要對(duì)彎折位置曲率半徑加強(qiáng)維護(hù)。實(shí)踐證明，只有通過該施工工藝，才能保障鋼絞線張拉過程中不會(huì)受到端部的卡滑或者擠壓。

3.2穿索與下料

在公路橋梁加固施工過程中，對(duì)鋼管以及錨墊板實(shí)施灌漿是必不可少的，但該過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)粘結(jié)段。基于此，在鋼絞線下料的同時(shí)，要對(duì)該粘結(jié)段上的PE層和對(duì)其上面的油脂進(jìn)行清理。鋼絞線穿索過程中，除應(yīng)當(dāng)充分地考慮到因鋼絞線的下垂可能會(huì)產(chǎn)生的嚴(yán)重影響，同時(shí)還要對(duì)張拉伸長(zhǎng)所產(chǎn)生的影響進(jìn)行充分的考慮，只有這樣才能保證張拉兩端的伸長(zhǎng)一致，才能保證各粘結(jié)段上的粘結(jié)力一樣。

3.3預(yù)應(yīng)力張拉

公路橋梁預(yù)應(yīng)力施工過程中，關(guān)鍵工序在于預(yù)應(yīng)力筋張拉工藝，同時(shí)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的安全性在很大程度上將受到預(yù)應(yīng)力筋影響。就預(yù)應(yīng)力筋的張拉操作實(shí)踐來(lái)看，張拉之前應(yīng)當(dāng)對(duì)實(shí)際施工中所需的千斤頂?shù)仍O(shè)備和裝置進(jìn)行嚴(yán)格的標(biāo)定，一般所使用的油壓表其精密度是0.4級(jí)；根據(jù)標(biāo)定值，對(duì)千斤頂?shù)幕貧w直線方程推算，以保證張拉強(qiáng)度對(duì)應(yīng)的壓力值能夠?qū)崿F(xiàn)合理運(yùn)算。同時(shí)，還要注意對(duì)鋼絞線束上的錨具進(jìn)行合理的安裝。

3.4灌漿

對(duì)于后張預(yù)應(yīng)力筋混凝土結(jié)構(gòu)而言，經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力筋及混凝土結(jié)構(gòu)問題，同時(shí)還可能出現(xiàn)預(yù)應(yīng)力筋生銹或者腐蝕等問題，如果不及時(shí)采取有效的措施予以處理，則很可能會(huì)對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土及其結(jié)構(gòu)帶來(lái)嚴(yán)重的影響。實(shí)際中為有效地解決這一問題，通常采用壓力灌漿的方法進(jìn)行處理，并對(duì)預(yù)應(yīng)力管道與預(yù)應(yīng)力筋之間的孔隙進(jìn)行有效地填充。一般而言，如果后張預(yù)應(yīng)力筋有出于非水平傾斜狀態(tài)，多跨度彎曲狀態(tài)，則很可能會(huì)導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力筋受到一定的傷害。如果預(yù)應(yīng)力筋經(jīng)常處于高壓狀態(tài)，則其很容易會(huì)出現(xiàn)腐蝕或者生銹病害，當(dāng)預(yù)應(yīng)力筋遭受腐蝕以后，該位置會(huì)出現(xiàn)缺損或者斷面現(xiàn)象，進(jìn)而會(huì)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性與安全性產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。

4、公路橋梁工程預(yù)應(yīng)力混凝土施工技術(shù)要點(diǎn)

4.1支模技術(shù)要點(diǎn)

由于預(yù)應(yīng)力混凝土框架梁跨度大，因此梁的高度大、自重重，因此支模時(shí)，支架的承載力應(yīng)能承受施工中可能出現(xiàn)的最大施工荷載，而且穩(wěn)定性要好。特別是底層的梁模板支撐的地基必須堅(jiān)實(shí)、穩(wěn)定可靠，絕不可發(fā)生沉陷。要考慮到梁在預(yù)應(yīng)力張拉之后產(chǎn)生的反拱可以抵消部分梁的自重產(chǎn)生的撓度，因此，預(yù)應(yīng)力混凝土框架梁模板的起拱值比普通鋼筋混凝土框架梁要小，一般起拱高度宜為跨度的0.5/1000～1/1000。

4.2波紋管的安放技術(shù)要點(diǎn)

波紋管安裝準(zhǔn)確，對(duì)張拉順利，孔道摩擦損失的減少都很重要。安裝前應(yīng)事先按設(shè)計(jì)圖紙中，預(yù)應(yīng)力的曲線坐標(biāo)，以波紋管底邊為準(zhǔn)，在一側(cè)側(cè)模上彈出曲線來(lái)，定出波紋管的位置。波紋管的固定，可用鋼筋支架，間距600焊在箍筋上，箍筋下一定要把保護(hù)層墊塊墊實(shí)、墊牢。波紋管的安裝與坐標(biāo)點(diǎn)允許偏差為豎直向±10mm；水平方向±20mm。

4.3灌漿孔的設(shè)置技術(shù)要點(diǎn)

有粘結(jié)的預(yù)應(yīng)力，其管道內(nèi)必須灌漿。灌漿需要設(shè)置灌漿孔（或泌水孔），從經(jīng)驗(yàn)得出設(shè)置泌水孔道的曲線預(yù)應(yīng)力管道的灌漿效果好。一般一根梁上設(shè)三個(gè)點(diǎn)為宜，灌漿孔宜設(shè)在低點(diǎn)處，泌水孔可相對(duì)高些，灌漿時(shí)可使孔道內(nèi)的空氣或水從泌水孔順利排出。在波紋管安裝固定后，用鋼錐在波紋管上鑿孔，再在其上覆蓋海綿墊片與帶嘴的塑料弧形壓板，用鐵絲綁扎牢固，再用塑料管接在嘴上，并將其引出梁面40～60mm。

4.4澆灌混凝土技術(shù)要點(diǎn)

預(yù)應(yīng)力框架梁用的混凝土，其強(qiáng)度等級(jí)按設(shè)計(jì)要求為C40。在梁的高度在0.8m以內(nèi)時(shí)，混凝土的澆筑不要分層進(jìn)行，如果梁高超過1m則需分層澆筑，在使用插入式振搗器振搗時(shí)應(yīng)特別注意振搗棒不得觸及波紋管，防止損壞波紋管而引起漏入水泥漿，堵塞孔道。孔道堵塞，對(duì)先穿筋的張拉帶來(lái)困難，甚至無(wú)法張拉；對(duì)后穿筋的造成無(wú)法穿筋。

5、結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)的公路橋梁施工中由于預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用，使得公路橋梁的各個(gè)方面性能得到了很大的提高，為人們的出行安全帶來(lái)了必要的保障。但是，公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)在目前的應(yīng)用中還是存在一點(diǎn)點(diǎn)的缺陷與不足的，需要我們應(yīng)用新的科學(xué)技術(shù)不斷的在實(shí)際公路橋梁施工過程中進(jìn)行改進(jìn)和完善，使其更加的成熟。

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