預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)在路橋工程施工中的應(yīng)用

【摘要】隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，我國公路運輸事業(yè)也得到了極大的發(fā)展空間。預(yù)應(yīng)力混凝土材料作為路橋工程預(yù)應(yīng)力施工中最主要的施工原料，在路橋工程施工中得到了廣泛地應(yīng)用。本文主要對預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的施工優(yōu)勢、施工準備及施工技術(shù)應(yīng)用進行了分析。

【關(guān)鍵詞】預(yù)應(yīng)力混凝土；施工特點；概況；技術(shù)應(yīng)用；路橋工程

目前我國路橋工程預(yù)應(yīng)力施工中預(yù)應(yīng)力混凝土材料得到了廣泛地應(yīng)用，主要原因在于這種材料具有高強度及提高跨越度的特點，可以將預(yù)應(yīng)力的損失進行最大限度地降低，進而提高生產(chǎn)效率。我國市場經(jīng)濟在迅速發(fā)展的同時，也推動了公路事業(yè)的極大發(fā)展，在路橋工程施工中，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)得到了廣泛地應(yīng)用。

一、預(yù)應(yīng)力技術(shù)的概況

在路橋工程建設(shè)中，預(yù)應(yīng)力技術(shù)是指在混凝土工程里通過使用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，生產(chǎn)加工預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，讓混凝土構(gòu)建產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力將外荷載引起的拉應(yīng)力減小或者消除，也就是利用混凝土產(chǎn)生的較高強度的抗壓能力來彌補其在抗拉強度上的缺陷和不足，以延遲混凝土受拉區(qū)的開裂，避免工程質(zhì)量受其影響路橋工程建設(shè)中一般采用強度比較高的鋼材和混凝土，這樣組合出來的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件才會具有較強的抗拉裂能力，良好的抗?jié)B性，同時也具備了剛度大強度高抗疲勞性更好的特點在一定程度上節(jié)省了鋼材和混凝土，將結(jié)構(gòu)截面尺寸減小，結(jié)構(gòu)自重降低，達到防止開裂和減少撓度在路橋工程中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)可以讓路橋工程在經(jīng)濟的基礎(chǔ)上達到更美觀和輕巧的目標 同時，對其使用壽命也有很好的增強效果。

二、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的施工特點

預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的施工，必須同時考慮施工時結(jié)構(gòu)受力情況和現(xiàn)場施工條件，而采取相應(yīng)的施工方法。如對于大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁、T型鋼構(gòu)、斜拉橋，往往采用懸劈掛籃無支架施工方法，即在橋墩兩邊平衡懸臂分節(jié)段澆筑混凝土，后期節(jié)段是靠己澆節(jié)段來支撐，各節(jié)段經(jīng)歷澆筑、張拉、不斷地加載（移動掛籃）等過程，逐步完成全橋的施工。自架設(shè)體系的懸臂施工法，使這種橋型的結(jié)構(gòu)性能和施工特點達到高度的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，且每一節(jié)段均充分發(fā)揮了預(yù)應(yīng)力的作用，實現(xiàn)了荷載平衡。節(jié)段懸臂施工法是預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工技術(shù)發(fā)展的結(jié)果，是預(yù)應(yīng)力等效荷載觀點的直接體現(xiàn)，它為大跨度橋梁在世界各地的迅速發(fā)展，開辟了新的途徑。

預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，具有下列主要優(yōu)點：

1）改善使用階段的性能。受拉和受彎構(gòu)件中采用預(yù)應(yīng)力，可延緩裂縫出現(xiàn)并降低較高荷載水平時的裂縫開展寬度；采用預(yù)應(yīng)力，也能降低甚至消除使用荷載下的撓度，因此，可跨越大的空間，建造大跨結(jié)構(gòu)。

2）提高受剪承載力?？v向預(yù)應(yīng)力的施加可延緩混凝土構(gòu)件中斜裂縫的形成，提高其受剪承載力。

3）改善卸載后的恢復(fù)能力?；炷翗?gòu)件上的荷載一旦卸去，預(yù)應(yīng)力就會使裂縫完全閉合，大大改善結(jié)構(gòu)構(gòu)件的彈性恢復(fù)能力。

4）提高耐疲勞強度。預(yù)應(yīng)力作用可降低鋼筋中應(yīng)力循環(huán)幅度，而混凝土結(jié)構(gòu)的疲勞破壞一般是由鋼筋的疲勞（而不是由混凝土的疲勞）所控制的。

5）能充分利用高強度鋼材，減輕結(jié)構(gòu)自重。在普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，由于裂縫和撓度問題，如使用高強度鋼材，不可能充分發(fā)揮其強度。例如，1860Mpa級的高強鋼絞線，如用于普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，鋼材強度發(fā)揮不到20%，其結(jié)構(gòu)性能早己滿足不了使用要求，裂縫寬，撓度大；而采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，不僅可控制結(jié)構(gòu)使用階段性能，而且能充分利用高強度鋼材的潛能。這樣，采用預(yù)應(yīng)力，可大大節(jié)約鋼材用量，并減小截面尺寸和混凝土用量，具有顯著的經(jīng)濟效益。

6）可調(diào)整結(jié)構(gòu)內(nèi)力。將預(yù)應(yīng)力筋對混凝土結(jié)構(gòu)的作用作為平衡全部和部分外荷載的反向荷載，成為調(diào)整結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形的手段。因此，現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力混凝土是解決建造大（大跨度、大空間建筑一工藝上和使用上要求的）、高（高層建筑、高聳結(jié)構(gòu)）、重（重荷載、重型結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)）、特（特種結(jié)構(gòu)一水池、電視塔、安全殼）等類建筑結(jié)構(gòu)和工程結(jié)構(gòu)物的不可缺少的、重要的結(jié)構(gòu)材料和技術(shù)。

三、預(yù)應(yīng)力混凝土施工技術(shù)在路橋工中的應(yīng)用

隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，路橋工程也得到了快速地發(fā)展，為滿足經(jīng)濟對交通的需求，目前我國的公路交通設(shè)施及路橋工程建設(shè)已經(jīng)愈加成熟，基于此，預(yù)應(yīng)力混凝土施工技術(shù)在路橋施工中的廣泛應(yīng)用，極大地提高了路橋的整體質(zhì)量和增加了工程建設(shè)的使用周期，同時推動了我國對經(jīng)濟的發(fā)展，完善了公路交通建設(shè)體系。在路橋工程建設(shè)中，預(yù)應(yīng)力技術(shù)以其具有良好的抗裂能力高抗?jié)B性以及具有高剛度、高強度等特點而得以廣泛的運用，在現(xiàn)代路橋工程建設(shè)中占有重要的地位，對我國的路橋工程的使用期限以及承載力等具有重要的意義。

1、預(yù)應(yīng)力混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計

路橋工程施工過程中的預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用，非常重要的一點就是預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計，其標準在于滿足路橋施工的實際需求，并在嚴格按照施工設(shè)計規(guī)范之要求下，對預(yù)應(yīng)力混凝土的結(jié)構(gòu)進行設(shè)計。一般而言，在對預(yù)應(yīng)力混凝土的結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時，應(yīng)當考慮到該結(jié)構(gòu)的承載能力及實際使用情況。在預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用過程中，尤其是施工階段的結(jié)構(gòu)強度驗算和材料應(yīng)力驗算一定要非常的準確，這是對預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵和基礎(chǔ)。實踐中，為確保路橋施工中的混凝土結(jié)構(gòu)變形不會影響到路橋的使用及外觀美感，應(yīng)當首先設(shè)計和驗算混凝土結(jié)構(gòu)的支撐能力與安全度；同時，在實際施工過程中，混凝土結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力絕對不能超過可操作范圍，只有這樣才能有效的控制施工階段的預(yù)應(yīng)力技術(shù)，才能確保預(yù)應(yīng)力技術(shù)的有效應(yīng)用，這正是我們?yōu)楹我Ｕ下窐虻氖┕ぴO(shè)計之目的。筆者認為，除以上外，還需要注意預(yù)應(yīng)力混凝土施工設(shè)計和技術(shù)應(yīng)用過程中，一定要嚴格控制其撓度值，絕不能超出規(guī)定的操作范圍。總之，做好預(yù)應(yīng)力混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計工作是提高預(yù)應(yīng)力技術(shù)在路橋施工中使用功效的關(guān)鍵和基礎(chǔ)，為預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)的應(yīng)用提供了保障。

2、在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工中的應(yīng)用

在路橋工程施工中主要采用的是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) ，而在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工中應(yīng)用了預(yù)應(yīng)力技術(shù)，尤其在路橋路面的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的用途很大，通過利用預(yù)應(yīng)力構(gòu)件材料對路橋的路面進行適當施加預(yù)應(yīng)力，可以有效改善路橋路面情況，避免出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象，另外，施工人員可以力預(yù)應(yīng)力技術(shù)對鋼筋進行張拉工序和混凝土灌注工序，不僅加速了混凝土灌注的效率，提高了灌注混凝土的飽滿度和連續(xù)程度，而且也可以使得混凝土內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)壓應(yīng)力，進而加固錨固兩端的混凝土結(jié)構(gòu) ，提高了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性和安全性。

3、受彎結(jié)構(gòu)中的預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用

從實踐來看，在路橋施工過程中的受彎結(jié)構(gòu)中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)非常有效，這主要是因為它具有碳纖維強度高及施工簡便等特點，因而在當前路橋施工過程中得到了廣泛的應(yīng)用。一般而言，碳纖維最終的盈利主要取決于混凝土應(yīng)變增量值， 若初始值的應(yīng)變比較大，那么很可能會破壞掉碳纖維應(yīng)力程度相對較差部位的構(gòu)件，進而導(dǎo)致碳纖維強度的較高優(yōu)勢難以得到有效的發(fā)揮?；诖?，在路橋工程施工過程中，筆者建議可在碳纖維片材黏貼的同時施加一定強度的預(yù)應(yīng)力，通過這一做法可使碳纖維片材的自身結(jié)構(gòu)具有一定強度的初始拉應(yīng)力，從而可以提高碳纖維應(yīng)力、防止碳纖維強度遭到破壞，以充分發(fā)揮其高強度優(yōu)勢，為保證路橋工程的施工質(zhì)量奠定基礎(chǔ)。

4、加固工程中預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用

據(jù)調(diào)查顯示，只需通過一般性的路橋加固措施即可提高路橋的承載能力，并可以有效的改善路橋的使用性能，其中提高路橋的承載能力之措施主要是通過改善建筑構(gòu)件結(jié)構(gòu)的性能和補強構(gòu)件，以延長路橋的使用壽命，同時滿足日益增長的交通運輸需求。從實踐來看，路橋工施工過程中最常用到的加固措施有加固橋體的外預(yù)應(yīng)力、加固橋面的補強層和改變橋面的結(jié)構(gòu)受力體系。但在路橋工程實際施工過程中，一般會將預(yù)應(yīng)力事先加到構(gòu)件之上，從而使構(gòu)件受拉部位先產(chǎn)生一定強度的拉應(yīng)力，以減小預(yù)應(yīng)力構(gòu)件初彎矩拉應(yīng)變程度，進而實現(xiàn)提高建筑構(gòu)件承載力之目標并有效的發(fā)揮加固鋼筋功效。

四、結(jié)束語

綜上所述，在路橋工程施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)具有一定的復(fù)雜性，與此同時，在路橋工程施工中也為其施工提供了可靠的質(zhì)量保障。預(yù)應(yīng)力混凝土施工技術(shù)在路橋工程施工中的廣泛應(yīng)用為路橋工程項目建設(shè)奠定了堅實的基礎(chǔ)。

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