公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用研究

【摘 要】在經(jīng)濟(jì)全球化發(fā)展的大環(huán)境下，我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)也呈現(xiàn)不斷發(fā)展的良好趨勢(shì)，機(jī)械工業(yè)以及材料，公路橋梁技術(shù)也獲得較大程度的發(fā)展。其中預(yù)應(yīng)力技術(shù)為公路橋梁施工中廣泛應(yīng)用的方法，但容易在外界因素的影響下，施工質(zhì)量水平受到影響。因此，在公路橋梁施工中采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)時(shí)，應(yīng)該注意采取措施防止工作中問(wèn)題發(fā)生，提高施工質(zhì)量水平，保證公路橋梁施工的順利進(jìn)行。

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

一、預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

在公路橋梁主體結(jié)構(gòu)，邊坡錨固等公路橋梁施工環(huán)節(jié)中，預(yù)應(yīng)力技術(shù)均得到了廣泛的應(yīng)用，有效降低了公路建設(shè)使用材料設(shè)備。另外，此技術(shù)具有減輕自重的作用，切實(shí)增強(qiáng)了公路橋梁結(jié)構(gòu)的抗?jié)B、抗裂、抗滑等特征，減少其主拉應(yīng)力，增加結(jié)構(gòu)剛度，從根本上實(shí)現(xiàn)了安全快捷的施工操作。因此，在公路橋梁建設(shè)中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力，勢(shì)在必行。

二、常見(jiàn)的預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)的類(lèi)型

1、移動(dòng)模架施工

橋梁施工技術(shù)較為先進(jìn)的技術(shù)之一就是移動(dòng)模架施工技術(shù)，其是將模板、過(guò)孔功能以及支撐系統(tǒng)融為一體，相比于傳統(tǒng)的施工技術(shù)而言，有著本質(zhì)的區(qū)別。一般用于等高或者等跨的連續(xù)橋梁中，且要求橋梁的跨徑在20米（不含）與50米（不含）之間。具有施工速度較快的優(yōu)點(diǎn)，但是與之配套的設(shè)備成本卻比較高。移動(dòng)模架施工技術(shù)的施工首先需在承載梁上架設(shè)支架和模板以支撐。其次，需在橋跨的內(nèi)部進(jìn)行混凝土現(xiàn)澆施工。第三，待混凝土的強(qiáng)度達(dá)到一定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)后開(kāi)始進(jìn)行脫模。第四，沿著導(dǎo)梁的方向，移動(dòng)模架至下一個(gè)需澆筑的橋孔，開(kāi)始混凝土澆筑的施工，按此模式，直至完成全橋的施工。

2、頂推施工

一般應(yīng)用于等截面的連續(xù)橋梁的施工中，在施工現(xiàn)場(chǎng)中，應(yīng)首先設(shè)置預(yù)制場(chǎng)地，最佳位置是橋沿縱軸方向的后臺(tái)處，然后將縱向預(yù)應(yīng)力筋加入，以實(shí)現(xiàn)對(duì)梁身的分節(jié)段混凝土澆筑，最后使用滑動(dòng)裝置（由不銹鋼以及四氟乙烯模壓板所制成）加之水平液壓千斤頂?shù)念A(yù)應(yīng)力將橋梁逐漸頂進(jìn)，直至施工全部完成。

3、懸臂施工

以橋中的墩處作為施工的起點(diǎn)，之后逐漸以對(duì)稱(chēng)的方式接長(zhǎng)，直至將懸出梁的部分全部合攏。按照制作方式不同的混凝土，可將懸臂施工技術(shù)分為懸臂澆筑技術(shù)以及懸臂拼裝技術(shù)兩種。

三、預(yù)應(yīng)力在公路橋梁施工中的應(yīng)用

1、合理選擇預(yù)應(yīng)力鋼絞線

預(yù)應(yīng)力的鋼筋、普通型鋼絞線、冷拉鋼絲、低松弛鋼絞線作為主要的國(guó)內(nèi)外選擇預(yù)應(yīng)力鋼材。其中，低松弛性鋼絞線具有耐用性強(qiáng)、性價(jià)比較高、構(gòu)建美觀等優(yōu)點(diǎn)，其在橋梁、核電站等大型施工中得到廣泛應(yīng)用。在公路橋梁施工中合理選擇鋼絞線，能在確保施工質(zhì)量的基礎(chǔ)上有效減少鋼材的使用，實(shí)現(xiàn)工程費(fèi)用的最小化。與其他鋼材相比較，預(yù)應(yīng)力鋼絞線的使用可使材料應(yīng)用率降低30%左右，實(shí)現(xiàn)了良好的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。在選擇預(yù)應(yīng)力鋼絞線的過(guò)程中，在綜合考慮幾何參數(shù)、伸長(zhǎng)率、松弛情況等性能參數(shù)的同時(shí)，還必須掌握規(guī)格、尺寸、延伸率等標(biāo)準(zhǔn)。

2、選擇高效的預(yù)應(yīng)力錨具

機(jī)械錨固與摩阻錨固作為選擇預(yù)應(yīng)力錨具主要考慮的兩大因素。由于機(jī)械錨固類(lèi)錨具具有較強(qiáng)的實(shí)用性，在選擇機(jī)械錨固類(lèi)錨具過(guò)程中，主要考慮通過(guò)預(yù)應(yīng)力鋼材端部加工，將此錨具應(yīng)用于單根鋼絞線與多根鋼絞線中。機(jī)械錨固類(lèi)錨具的連接簡(jiǎn)單方便，其應(yīng)力損傷比較小，在未行灌漿前能進(jìn)行放松與張扣。相對(duì)于機(jī)械錨固類(lèi)錨具，摩阻類(lèi)錨具的應(yīng)用難度較高，但具有方便、快捷施工等優(yōu)點(diǎn)。

3、預(yù)應(yīng)力效應(yīng)分析

在預(yù)應(yīng)力混凝土施工過(guò)程中，首先必須假定預(yù)應(yīng)力鋼筋的分布圖，并進(jìn)行分析整體所能承受的極限狀態(tài)，掌握各截面應(yīng)力的具體狀態(tài)。在無(wú)法滿足施工需求的情況下，必須進(jìn)行改變鋼筋的分布，以設(shè)計(jì)出可滿足應(yīng)力的有效分布圖，最終實(shí)現(xiàn)科學(xué)的預(yù)應(yīng)力筋、錨具以及體系設(shè)計(jì)等。

4、在路橋加固施工中的應(yīng)用

橋梁加固作為公路橋梁施工的重要環(huán)節(jié)，起到關(guān)鍵性的作用。在施工中主要通過(guò)加固主要承重部分、改善整體結(jié)構(gòu)性能等方法，進(jìn)行公路橋梁的加固，充分發(fā)揮路橋承載能力的作用，不斷增強(qiáng)路橋的使用性能，有效延長(zhǎng)其使用周期。在路橋加固工程中，關(guān)鍵在于改善路橋的整體性能，不斷增強(qiáng)構(gòu)件的整體強(qiáng)度、剛度。尤其是將預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用于道路橋梁薄弱構(gòu)件部位，可以有效減輕構(gòu)件中的荷載，不斷增強(qiáng)構(gòu)件的強(qiáng)度與剛度。預(yù)應(yīng)力處理、鋼板加固以及碳纖維布粘貼等作為橋梁主要的加固方法。通過(guò)將預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用于受拉區(qū)，可有效提高橋梁構(gòu)件承載力，充分發(fā)揮橋梁加固作用。

5、在受彎結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用于公路橋梁的受彎結(jié)構(gòu)中，具有施工簡(jiǎn)單、碳纖維強(qiáng)度等優(yōu)勢(shì)。在橋梁施工中應(yīng)用碳纖維可產(chǎn)生一種應(yīng)力，早期施工應(yīng)變力較大的情況下，可能會(huì)嚴(yán)重破壞碳纖維預(yù)應(yīng)力較差的構(gòu)件，難以發(fā)揮碳纖維的應(yīng)用效果。因此，在路橋施工中必須全面應(yīng)用粘貼碳纖維片材料，靈活引進(jìn)高效的預(yù)應(yīng)力技術(shù)，使碳纖維片材料可產(chǎn)生相應(yīng)的預(yù)應(yīng)力，切實(shí)增強(qiáng)碳纖維應(yīng)力，從而充分發(fā)揮碳纖維高強(qiáng)度的優(yōu)勢(shì)。

6、在箱梁鋼絞線施工中的應(yīng)用

箱梁鋼絞線施工的注意事項(xiàng)比較多，主要某一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，將會(huì)對(duì)整體橋梁施工質(zhì)量造成嚴(yán)重的影響。箱梁鋼絞線施工中比較常見(jiàn)的問(wèn)題是鋼絞線在預(yù)應(yīng)力張拉過(guò)程中的張拉順序。在張拉箱梁鋼絞線時(shí)，橫向的鋼絞線大多是自上而下進(jìn)行的，腹板的張拉通常為自下而上。箱梁施工的張拉順序包括：橫梁的第一批鋼束、縱梁鋼束、橫梁的剩余鋼束等。在張拉完成后，必須及時(shí)對(duì)預(yù)應(yīng)力管道進(jìn)行壓漿，若為雨季進(jìn)行壓漿，應(yīng)該提前做好灌漿工作。

7、預(yù)應(yīng)力筋穿索工藝

預(yù)應(yīng)力公路橋梁施工中的一個(gè)關(guān)鍵步驟就是預(yù)應(yīng)力筋的穿索工藝，鋼絞線穿入道孔時(shí)，對(duì)波紋管管道接口處的影響較大，經(jīng)常引發(fā)破損問(wèn)題，所以要用膠帶將鋼束端頭纏裹住，適當(dāng)?shù)膶⒋┦俣葴p慢，減小沖擊力，完成穿束工作后還要查看管道的完整性。鋼絞線穿線施工的具有較大的難度，鋼絞線在施工過(guò)程中容易出現(xiàn)纏絞的問(wèn)題，要先在清潔的地面上對(duì)鋼束進(jìn)行梳理，用電焊機(jī)、固結(jié)磨具將端頭焊接在一起并修平表面，當(dāng)穿線過(guò)程中發(fā)生堵塞，則要停止施工，把混凝土層面鑿開(kāi)后，將雜物從管道中清除，使管道保持通暢，再繼續(xù)施工。

8、預(yù)應(yīng)力筋張拉工藝

高應(yīng)力張拉、預(yù)緊張拉是預(yù)應(yīng)力筋張拉過(guò)程中的兩個(gè)重要步驟，為了降低鋼絞線發(fā)生纏繞現(xiàn)象的幾率，可以通過(guò)編號(hào)的方法，對(duì)鋼絞線的位置分別進(jìn)行確定，同時(shí)還要注意在張拉過(guò)程中避免出現(xiàn)內(nèi)部鋼束纏繞的情況。預(yù)應(yīng)力鋼絞線的張拉效果同預(yù)緊張拉有很大的關(guān)系，在預(yù)緊張拉過(guò)程中必須要保證鋼絞線兩端的對(duì)稱(chēng)性，從而降低鋼絞線下垂、過(guò)長(zhǎng)等因素的干擾，使鋼絞線兩端粘結(jié)長(zhǎng)度保持一致。預(yù)應(yīng)力筋張拉工藝一方面要確保鋼絞線位置的正確性，另一方面還要預(yù)防鋼絞線纏繞現(xiàn)象的發(fā)生，使鋼絞線保持繃緊的狀態(tài)。因此一定要控制好預(yù)緊力，合理的掌握好力度的大小，通常應(yīng)將預(yù)緊張拉力定為設(shè)計(jì)張拉力的15%[2]。結(jié)束預(yù)緊張拉操作后應(yīng)避免馬上進(jìn)行高應(yīng)力張拉工藝，應(yīng)先根據(jù)施工標(biāo)準(zhǔn)，認(rèn)真檢查梁體構(gòu)件的排氣孔、灌漿孔及大小等方面是否滿足施工條件，并查看孔道及構(gòu)件中預(yù)埋鐵位置的準(zhǔn)確性，保證孔道的通暢，分階段、分層次、持續(xù)、不間斷逐步完成混凝土的澆筑工作，消除影響張拉后鋼絞線不合格的因素。

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

公路橋梁施工最常見(jiàn)的質(zhì)量通病為混凝土裂縫，尤其是的在大型公路橋梁施工中更容易出現(xiàn)混凝土裂縫問(wèn)題。在鋼筋混凝土中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，可有效預(yù)防裂縫的出現(xiàn)。預(yù)應(yīng)力大多主要應(yīng)用于公路橋梁混凝土的構(gòu)建和結(jié)構(gòu)使用前，進(jìn)行施壓受拉區(qū)的混凝土，在完成混凝土鋼筋的張拉后，鋼筋可通過(guò)自身的回縮作用，使受拉區(qū)可以預(yù)先感應(yīng)到鋼筋施加的壓力，最終避免混凝土裂縫的出現(xiàn)。

10、預(yù)應(yīng)力技術(shù)在多跨連續(xù)橋梁中的應(yīng)用

多跨橋梁結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其橋梁結(jié)構(gòu)承受不同彎矩作用。大多情況下，混凝土結(jié)構(gòu)的受剪能力和抗拉性能都比較差，因此，在多跨橋梁的施工過(guò)程中，必須采取預(yù)應(yīng)力技術(shù)進(jìn)行加固處理混凝土，增強(qiáng)其跨中部位和支座部位的抗拉性能和受剪能力，最終維持橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定安全特征，提高公路橋梁施工效率。

11、壓漿施工方法應(yīng)用。如果采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)來(lái)進(jìn)行橋梁構(gòu)件的施工，在固定體外索錨橫梁過(guò)程中，將局部粘結(jié)的方法給應(yīng)用進(jìn)來(lái)，并且要嚴(yán)格按照施工設(shè)計(jì)要求的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)控制它的粘結(jié)度。通常情況下，要在保證壓漿密實(shí)度符合相關(guān)要求的基礎(chǔ)上，控制粘結(jié)路段的粘結(jié)力，保證超過(guò)了施工設(shè)計(jì)規(guī)定的張力，只有這樣，方可以與錨固施工規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)所符合。在橋梁預(yù)應(yīng)力施工項(xiàng)目中，非常重要的一個(gè)工序就是壓漿施工，在正式施工之前，需要按照一比一的模型試驗(yàn)之后方可以進(jìn)行。一般完成了張拉施工之后的一天之內(nèi)，需要開(kāi)始?jí)簼{施工工序，并且，只有將手動(dòng)壓漿機(jī)應(yīng)用過(guò)來(lái)，方可以對(duì)壓漿的均勻穩(wěn)定性和壓漿的壓力適度給有效控制，促使橋梁工程的施工效果得到保證。

結(jié)束語(yǔ)

公路橋梁施工建設(shè)中，作為核心技術(shù)的預(yù)應(yīng)力技術(shù)不斷發(fā)展，日漸成熟，與其相關(guān)聯(lián)的施工中的配套技術(shù)也在不斷的改良發(fā)展之中，這些努力對(duì)提升公路橋梁的施工技術(shù)都起到了積極的推進(jìn)作用?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)在公路橋梁施工中的應(yīng)用，提高了施工效率，提升了施工質(zhì)量，加強(qiáng)了民眾的滿意度，方便了交通，促進(jìn)了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用所帶來(lái)的社會(huì)效益是不可估量的。社會(huì)日新月異的發(fā)展，對(duì)公路橋梁的施工技術(shù)也是挑戰(zhàn)，如何應(yīng)對(duì)時(shí)代發(fā)展的需要，是公路橋梁施工事業(yè)需要長(zhǎng)期研究的問(wèn)題。要全程跟蹤施工過(guò)程，投入使用的效果，收集各種數(shù)據(jù)，進(jìn)行全面分析，認(rèn)真總結(jié)，分析問(wèn)題，尋找解決方法，及時(shí)改進(jìn)，并且及時(shí)反饋，積累施工經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)，還要關(guān)注海內(nèi)外同行業(yè)是發(fā)展進(jìn)程，積極學(xué)習(xí)，合作交流，取長(zhǎng)補(bǔ)短，為了科學(xué)技術(shù)在公路橋梁施工的發(fā)展共同努力。讓科技改變生活，共同創(chuàng)建中國(guó)夢(mèng)。

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