預(yù)應(yīng)力技術(shù)在市政路橋施工中的實踐運用

摘要：隨著當(dāng)今社會的迅速發(fā)展，再加上我國復(fù)雜的地形，因此道路橋梁建設(shè)必不可少，而在橋梁建設(shè)中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)可以提高路橋建設(shè)的質(zhì)量，增強(qiáng)了通行的安全性，從而降低發(fā)生事故的幾率。本文介紹了預(yù)應(yīng)力技術(shù)優(yōu)越的力學(xué)性能和良好的經(jīng)濟(jì)性，針對預(yù)應(yīng)力技術(shù)在市政路橋中的應(yīng)用進(jìn)行分析，以期能為今后的市政路橋施工提供借鑒和幫助。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力;市政路橋;施工;運用

1.引言

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國的市政路橋工程事業(yè)也取得長足發(fā)展，由于市政路橋工程通常具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工期較長、投資和規(guī)模較大以及技術(shù)性較高等工程特點，這就需要一種較高的施工技術(shù)來應(yīng)對，而預(yù)應(yīng)力技術(shù)憑借其創(chuàng)新優(yōu)點，已逐步應(yīng)用于我國的建筑工程領(lǐng)域，特別是在市政路橋的施工中的應(yīng)用更加廣泛。在近年來諸多市政路橋建設(shè)中取得了可觀成就。預(yù)應(yīng)力混凝土材料不僅能有效提高跨越度和提高混凝土強(qiáng)度，并能最大程度的降低預(yù)應(yīng)力損失，有效提高市政路橋工程的整體強(qiáng)度和工程質(zhì)量。本文將從預(yù)應(yīng)力技術(shù)的特性出發(fā)，分析其在當(dāng)前市政路橋施工運用的情況，總結(jié)其在運用過程中存在的不足，希望引起人們的高度重視，積極強(qiáng)化建筑工程施工質(zhì)量控制，進(jìn)而使預(yù)應(yīng)力技術(shù)的發(fā)展空間更加廣闊。

2.預(yù)應(yīng)力技術(shù)的優(yōu)勢及其原理

2.1預(yù)應(yīng)力技術(shù)的優(yōu)勢

預(yù)應(yīng)力也稱為預(yù)加力，是在施工期間給結(jié)構(gòu)預(yù)先施加一個與其將受到的荷載力相反的壓應(yīng)力，在結(jié)構(gòu)服役期間，這個預(yù)加力可以全部或部分抵消即將受到的荷載力，還能在一定程度上提高構(gòu)件的抗裂性及其他性能，進(jìn)而提升施工工程的質(zhì)量。一般選用強(qiáng)度較高的鋼材和混凝土，以此減少鋼材和混凝土的用量并增強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土部件的抗?jié)B性和抗拉性。在道路和橋梁施工中，預(yù)應(yīng)力技術(shù)不僅運用在路橋的結(jié)構(gòu)方面，也運用到山體邊坡的加強(qiáng)錨固、路橋的加固維修等多個方面中。在道路橋梁施工中運用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，不僅能夠提高結(jié)構(gòu)的抗裂水平、抗?jié)B性、抗壓強(qiáng)度、剛度等性能，在一定程度上提升了道路橋梁的承載能力、使用年限等;還能節(jié)約施工材料，減輕結(jié)構(gòu)自重，在一定程度上降低工程施工成本，取得一定經(jīng)濟(jì)效益。另外，預(yù)應(yīng)力在道路橋梁施工過程中具有使用工藝便捷、設(shè)計安全合理等方優(yōu)勢。未來，預(yù)應(yīng)力技術(shù)會因其強(qiáng)大的優(yōu)勢被運用到更多的領(lǐng)域中。

2.2"預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土原理

施加預(yù)應(yīng)力能平衡結(jié)構(gòu)受到的全部或者部分荷載力。施加預(yù)應(yīng)力能促進(jìn)鋼材和混凝土的結(jié)合，使它們更好地共同工作，充分發(fā)揮材料的力學(xué)性能。一般來說，在對混凝土結(jié)構(gòu)中對鋼筋進(jìn)行張拉，能使其充分發(fā)揮材料特性，否則只把鋼筋簡單與混凝土結(jié)合，在外部載荷作用下，鋼筋附近的混凝土?xí)_裂和撓曲，直接導(dǎo)致鋼筋混凝土構(gòu)件出現(xiàn)寬裂縫和大撓度。施加預(yù)應(yīng)力能夠改變混凝土性能，將脆性混凝土材料變?yōu)橐环N彈性材料?；炷辆哂型獠亢奢d和內(nèi)部預(yù)應(yīng)力兩個力，外部荷載引起的混凝土開裂會被預(yù)加應(yīng)力所阻止或推遲，這樣能使混凝土充分發(fā)揮其材料特性。

2.3"預(yù)應(yīng)力分類

根據(jù)施加壓力的時間來分類，可分為先張法和后張法。先張法：先對鋼筋加施加一定拉力，然后再澆筑混凝土，待混凝土適當(dāng)凝固時再剪斷鋼筋;后張法：是指當(dāng)混凝土凝固到一定程度時，對鋼筋施加一定拉力，再固定兩端，用特殊制作的管套套好鋼筋，使鋼筋和混凝土緊密結(jié)合，最后完全凝固時將鋼筋拉出。

3""市政路橋工程施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用

3.1結(jié)構(gòu)加固的應(yīng)用

在橋梁建設(shè)中，對某些結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固是為了提高橋梁的承載力，延長橋梁的使用壽命。橋梁加固施工方法比較多，常見的方法有：增加截面和配筋加固法、黏貼鋼板加固法、體外預(yù)應(yīng)力加固法、橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固法、增加橫向聯(lián)系加固法、黏貼碳纖維布加法以及改變結(jié)構(gòu)受力體系加固法等。通過加固可以更好的改善道路橋梁的結(jié)構(gòu)，減少施工中混凝土的初始應(yīng)變，增強(qiáng)構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力，從而起到加固的作用，提升工程施工質(zhì)量。為了實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的加固效果，對預(yù)先對結(jié)構(gòu)構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力，使其在受壓區(qū)域形成一定的拉應(yīng)力，而在受拉區(qū)域形成一定的壓應(yīng)力，從而減小構(gòu)件所受的壓應(yīng)變和拉應(yīng)變，達(dá)到加固結(jié)構(gòu)的效果，提高橋梁的承載力，滿足當(dāng)前越來越大的交通壓力。除此之外，在橋梁工程中進(jìn)行預(yù)應(yīng)力加固施工中，施工人員主要通過對市政路橋中的薄弱構(gòu)件增加輔助構(gòu)件，來改善結(jié)構(gòu)性能，以達(dá)到加固作用。這樣可以減輕橋梁的恒載力，增加墩臺的基礎(chǔ)牢固性，保證工程施工的安全性。而且施工人員在進(jìn)行加固施工時，需要掌握相關(guān)的技術(shù)要求，從根本上減少施工質(zhì)量問題，提高橋梁的運行效率。預(yù)應(yīng)力拉桿加固法如圖1所示。

圖1"預(yù)應(yīng)力拉桿加固法

3.2市政路橋預(yù)制板的預(yù)應(yīng)力技術(shù)

目前預(yù)制板在市政路橋施工中運用廣泛，預(yù)制板是市政路橋建設(shè)中的基礎(chǔ)部件，決定市政路橋的整體質(zhì)量，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的運動可以增強(qiáng)預(yù)制板的抗震性和穩(wěn)固性。預(yù)制板中的預(yù)應(yīng)力鋼筋通常選用松弛度較低而強(qiáng)度較高的鋼絞線，增強(qiáng)預(yù)制板的安全性。因此預(yù)應(yīng)力技術(shù)既是市政路橋的基礎(chǔ)，也是控制的關(guān)鍵點。

3.3在受彎構(gòu)件中的應(yīng)用

在橋梁建設(shè)中，為了使行車更加舒適、安全，對鋼筋混凝土的部分受彎構(gòu)件進(jìn)行預(yù)應(yīng)力工程是必需的，它能有效提高受彎構(gòu)件的強(qiáng)度，減輕構(gòu)件的自重，從而提高工程的質(zhì)量和使用壽命。在鋼筋混凝上的受彎構(gòu)件中運用碳纖維材料來加固構(gòu)件的施工工序較為簡單。其施工原理主要是依靠碳纖維自身的強(qiáng)度，進(jìn)而提升多跨連續(xù)梁受彎構(gòu)件的承載力，降低施工人員的施工難度，保證施工質(zhì)量。加固前，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)本身就有一定的初始拉應(yīng)變和壓應(yīng)變，對受彎構(gòu)件進(jìn)行加固時當(dāng)受壓區(qū)域內(nèi)混凝土的壓應(yīng)變達(dá)到一定的極限值時，受彎構(gòu)件的承載力也達(dá)到極限值。若混凝土的承載力超過了相應(yīng)的壓應(yīng)變，可能就會影響到結(jié)構(gòu)件的整體質(zhì)量，嚴(yán)重時可能會導(dǎo)致橋梁斷裂。

3.4"市政路橋混凝土結(jié)構(gòu)中的預(yù)應(yīng)力技術(shù)

在路橋的混凝土結(jié)構(gòu)施工中，預(yù)應(yīng)力技術(shù)可以使混凝土得到預(yù)應(yīng)力的保護(hù)，減少發(fā)生變形的可能性，有效解決了混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫問題，保障了工程項目的使用壽命，提高了路橋工程的質(zhì)量。在路橋混凝土結(jié)構(gòu)的施工過程中，要嚴(yán)格遵守相關(guān)規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力與結(jié)構(gòu)強(qiáng)度驗算，提高施工的質(zhì)量和安全性。

3.5在多跨連續(xù)梁中的應(yīng)用

一般情況下，正彎知區(qū)對多跨連續(xù)梁進(jìn)行預(yù)應(yīng)力工程是為了提高它的抗彎及抗剪能力。多跨連續(xù)梁中有兩種彎矩區(qū)，正彎矩區(qū)和負(fù)彎矩區(qū)，分別位于跨中位置和支座位置。如果施工稍有不慎就可能會影響到整個工程的施工質(zhì)量。因此施工人員要加強(qiáng)該技術(shù)的認(rèn)識，嚴(yán)格按照施工要求進(jìn)行，減少施工問題。在進(jìn)行多跨連續(xù)梁施工時，施工人員可以采用黏貼碳纖維的方法進(jìn)行，降低施工難度，保證工程的施工質(zhì)量，促進(jìn)我國公共事業(yè)的發(fā)展。

3.6"錨具和錨固處理工藝

在市政路橋預(yù)應(yīng)力技術(shù)中，可以設(shè)定預(yù)應(yīng)力鋼絞線位置的三個部分是用跨中轉(zhuǎn)向橫肋、錨固端部橫梁及墩頂導(dǎo)向槽，拉張應(yīng)力和索形明確了負(fù)荷大小。預(yù)設(shè)錨墊板時在錨固端橫梁處的方向和位置都一定要嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙來進(jìn)行施工。既要保證轉(zhuǎn)向橫肋和墩頂導(dǎo)向槽頂端的平滑，還要保證彎折處曲率半徑的精確。

4"市政路橋工程施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)質(zhì)量控制

4.1"張拉前出現(xiàn)裂縫

由于溫度、內(nèi)力、及鋼筋混凝土存在的干縮性等問題使得鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)裂縫。在一些大型預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，經(jīng)常在張拉之前就出現(xiàn)了裂縫，這會導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力技術(shù)在實際運用中無法發(fā)揮抗裂的優(yōu)勢。要防止張拉前出現(xiàn)的裂縫，在澆筑混凝土振搗時要確保其密實程度，做好保溫保濕措施。

4.2"控制用水量

在施工過程中要嚴(yán)格控制用水量須，不許用加水來提高那些因未及時使用流動性降低的水泥漿;若壓漿前發(fā)現(xiàn)管道內(nèi)存在殘留物時，需先用空壓機(jī)清除管內(nèi)殘留物;漿體攪拌時嚴(yán)格控制水泥、水和外加劑的使用量;每次都要將已經(jīng)攪拌好的漿體卸除干凈，不得再加入未攪拌的材料，嚴(yán)禁一邊出料一邊進(jìn)料進(jìn)行攪拌。

4.3"混凝土澆筑

在鋼筋分布較為密集的部位通常要設(shè)置預(yù)應(yīng)力管道和錨具，所以這就在一定程度上加大了振搗工作的難度。因此，為有效保障振搗的有效性和可靠性，以確?；炷撩軐嵭?，就必須采用較為適合的鋼筋棒，在容易出現(xiàn)塑性沉縮裂縫的建筑部位對其進(jìn)行有效的振搗。另外，在澆筑完混凝土以后，要及時的檢查和清理孔道，并有效密封灌漿孔、張拉斷以及排氣孔管口等，以有效避免雜物進(jìn)入，從而確保順利開展灌漿和后續(xù)張拉工作。在進(jìn)行混凝土的澆筑過程中，要特別注意張拉斷以及梁柱的節(jié)點等位置較為關(guān)鍵的部位，務(wù)必保證其振搗的密實性;另外，為有效保證混凝土的流動性，要嚴(yán)格控制好水泥、砂漿、水及外加劑的用量;并確保每次能攪拌適量的漿體，以剛好夠用為最佳。遇到堵管問題，先根據(jù)預(yù)應(yīng)力筋曲線坐標(biāo)，標(biāo)記孔道堵塞的準(zhǔn)確位置，然后使用沖擊鉆清理波紋管中殘留的水泥漿塊等，在操作時要小心避開主筋的位置。這樣預(yù)應(yīng)力鋼筋便能順利穿管，且還具有一定的伸縮性，張拉結(jié)束后，用微膨脹混凝土對孔洞進(jìn)行封堵作業(yè)。

4.4預(yù)應(yīng)力施工后的質(zhì)量控制

市政路橋預(yù)應(yīng)力施工后的質(zhì)量控制策略主要如下兩點：封錨工序在張拉工序結(jié)束后才能進(jìn)行，對于較長的預(yù)應(yīng)力筋要選用合適的砂輪切割機(jī)，切割時要沿著封錨線并預(yù)留30mm左右的預(yù)應(yīng)力筋。施工人員及時清理錨孔和錨具，封錨工藝必須按照施工規(guī)定設(shè)計，預(yù)應(yīng)力鋼絲頭和錨具要用特定的封錨材料堵住封錨;及時整理出預(yù)應(yīng)力施工所用原材料的檢查試驗的報告，同時記錄好工程的施工過程，對質(zhì)量評定標(biāo)準(zhǔn)和驗收手續(xù)必須統(tǒng)計好并存檔。

4.5"綁扎板面筋

在綁扎板面筋時，要將預(yù)應(yīng)力筋鋪設(shè)好，這樣有利于穿筋定位預(yù)應(yīng)力筋。為防止發(fā)生刺破預(yù)應(yīng)力筋外皮的現(xiàn)象，在對其進(jìn)行綁扎時，動作要適度，嚴(yán)格候避免出現(xiàn)猛插、猛放的現(xiàn)象。在進(jìn)行焊接施工時，嚴(yán)禁將預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)用于搭接線，并要在其周邊實施相應(yīng)的保護(hù)措施，這樣才能進(jìn)行下一環(huán)節(jié)的焊接工作。

5""結(jié)束語

隨著我國經(jīng)濟(jì)社會的不斷發(fā)展，我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)事業(yè)特別是市政路橋建設(shè)更是突飛猛進(jìn)。預(yù)應(yīng)力技術(shù)在市政路橋施工中得到廣泛的應(yīng)用，這不僅能夠確保市政路橋的質(zhì)量，還能實現(xiàn)一定的經(jīng)濟(jì)效益。目前預(yù)應(yīng)力技術(shù)仍存在著一些不足，如對施工工藝要求很高，施工流程較為復(fù)雜等，因此施工人員要繼續(xù)增強(qiáng)施工技術(shù)并提升自身素養(yǎng)，嚴(yán)格控制施工工程的質(zhì)量，只有這樣才能完全發(fā)揮預(yù)應(yīng)力技術(shù)的普遍優(yōu)勢，進(jìn)而使得市政路橋整體質(zhì)量得到提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]程善德.市政路橋施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013（20）.

[2]探討市政路橋工程施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用，劉凱利，鄭永軍，大科技，2014

[3]郭亮.預(yù)應(yīng)力技術(shù)在市政路橋施工中的運用探討[J].山西建筑，2014.（22）：156-158.