公路橋梁施工中預應力技術的應用研究

【摘 要】在經(jīng)濟全球化發(fā)展的大環(huán)境下，我國市場經(jīng)濟也呈現(xiàn)不斷發(fā)展的良好趨勢，機械工業(yè)以及材料，公路橋梁技術也獲得較大程度的發(fā)展。其中預應力技術為公路橋梁施工中廣泛應用的方法，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應力技術時，應該注意采取措施防止工作中問題發(fā)生，提高施工質(zhì)量水平，保證公路橋梁施工的順利進行。

【關鍵詞】公路橋梁；施工；預應力技術

一、預應力技術的應用優(yōu)勢

在公路橋梁主體結構，邊坡錨固等公路橋梁施工環(huán)節(jié)中，預應力技術均得到了廣泛的應用，有效降低了公路建設使用材料設備。另外，此技術具有減輕自重的作用，切實增強了公路橋梁結構的抗?jié)B、抗裂、抗滑等特征，減少其主拉應力，增加結構剛度，從根本上實現(xiàn)了安全快捷的施工操作。因此，在公路橋梁建設中應用預應力，勢在必行。

二、常見的預應力混凝土技術的類型

1、移動模架施工

橋梁施工技術較為先進的技術之一就是移動模架施工技術，其是將模板、過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，但是與之配套的設備成本卻比較高。移動模架施工技術的施工首先需在承載梁上架設支架和模板以支撐。其次，需在橋跨的內(nèi)部進行混凝土現(xiàn)澆施工。第三，待混凝土的強度達到一定質(zhì)量標準后開始進行脫模。第四，沿著導梁的方向，移動模架至下一個需澆筑的橋孔，開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

一般應用于等截面的連續(xù)橋梁的施工中，在施工現(xiàn)場中，應首先設置預制場地，最佳位置是橋沿縱軸方向的后臺處，然后將縱向預應力筋加入，以實現(xiàn)對梁身的分節(jié)段混凝土澆筑，最后使用滑動裝置（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應力將橋梁逐漸頂進，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，之后逐漸以對稱的方式接長，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，可將懸臂施工技術分為懸臂澆筑技術以及懸臂拼裝技術兩種。

三、預應力在公路橋梁施工中的應用

1、合理選擇預應力鋼絞線

預應力的鋼筋、普通型鋼絞線、冷拉鋼絲、低松弛鋼絞線作為主要的國內(nèi)外選擇預應力鋼材。其中，低松弛性鋼絞線具有耐用性強、性價比較高、構建美觀等優(yōu)點，其在橋梁、核電站等大型施工中得到廣泛應用。在公路橋梁施工中合理選擇鋼絞線，能在確保施工質(zhì)量的基礎上有效減少鋼材的使用，實現(xiàn)工程費用的最小化。與其他鋼材相比較，預應力鋼絞線的使用可使材料應用率降低30%左右，實現(xiàn)了良好的經(jīng)濟效益與社會效益。在選擇預應力鋼絞線的過程中，在綜合考慮幾何參數(shù)、伸長率、松弛情況等性能參數(shù)的同時，還必須掌握規(guī)格、尺寸、延伸率等標準。

2、選擇高效的預應力錨具

機械錨固與摩阻錨固作為選擇預應力錨具主要考慮的兩大因素。由于機械錨固類錨具具有較強的實用性，在選擇機械錨固類錨具過程中，主要考慮通過預應力鋼材端部加工，將此錨具應用于單根鋼絞線與多根鋼絞線中。機械錨固類錨具的連接簡單方便，其應力損傷比較小，在未行灌漿前能進行放松與張扣。相對于機械錨固類錨具，摩阻類錨具的應用難度較高，但具有方便、快捷施工等優(yōu)點。

3、預應力效應分析

在預應力混凝土施工過程中，首先必須假定預應力鋼筋的分布圖，并進行分析整體所能承受的極限狀態(tài)，掌握各截面應力的具體狀態(tài)。在無法滿足施工需求的情況下，必須進行改變鋼筋的分布，以設計出可滿足應力的有效分布圖，最終實現(xiàn)科學的預應力筋、錨具以及體系設計等。

4、在路橋加固施工中的應用

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

5、在受彎結構中的應用

預應力技術應用于公路橋梁的受彎結構中，具有施工簡單、碳纖維強度等優(yōu)勢。在橋梁施工中應用碳纖維可產(chǎn)生一種應力，早期施工應變力較大的情況下，可能會嚴重破壞碳纖維預應力較差的構件，難以發(fā)揮碳纖維的應用效果。因此，在路橋施工中必須全面應用粘貼碳纖維片材料，靈活引進高效的預應力技術，使碳纖維片材料可產(chǎn)生相應的預應力，切實增強碳纖維應力，從而充分發(fā)揮碳纖維高強度的優(yōu)勢。

6、在箱梁鋼絞線施工中的應用

箱梁鋼絞線施工的注意事項比較多，主要某一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，將會對整體橋梁施工質(zhì)量造成嚴重的影響。箱梁鋼絞線施工中比較常見的問題是鋼絞線在預應力張拉過程中的張拉順序。在張拉箱梁鋼絞線時，橫向的鋼絞線大多是自上而下進行的，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，必須及時對預應力管道進行壓漿，若為雨季進行壓漿，應該提前做好灌漿工作。

7、預應力筋穿索工藝

預應力公路橋梁施工中的一個關鍵步驟就是預應力筋的穿索工藝，鋼絞線穿入道孔時，對波紋管管道接口處的影響較大，經(jīng)常引發(fā)破損問題，所以要用膠帶將鋼束端頭纏裹住，適當?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，鋼絞線在施工過程中容易出現(xiàn)纏絞的問題，要先在清潔的地面上對鋼束進行梳理，用電焊機、固結磨具將端頭焊接在一起并修平表面，當穿線過程中發(fā)生堵塞，則要停止施工，把混凝土層面鑿開后，將雜物從管道中清除，使管道保持通暢，再繼續(xù)施工。

8、預應力筋張拉工藝

高應力張拉、預緊張拉是預應力筋張拉過程中的兩個重要步驟，為了降低鋼絞線發(fā)生纏繞現(xiàn)象的幾率，可以通過編號的方法，對鋼絞線的位置分別進行確定，同時還要注意在張拉過程中避免出現(xiàn)內(nèi)部鋼束纏繞的情況。預應力鋼絞線的張拉效果同預緊張拉有很大的關系，在預緊張拉過程中必須要保證鋼絞線兩端的對稱性，從而降低鋼絞線下垂、過長等因素的干擾，使鋼絞線兩端粘結長度保持一致。預應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緊力，合理的掌握好力度的大小，通常應將預緊張拉力定為設計張拉力的15%[2]。結束預緊張拉操作后應避免馬上進行高應力張拉工藝，應先根據(jù)施工標準，認真檢查梁體構件的排氣孔、灌漿孔及大小等方面是否滿足施工條件，并查看孔道及構件中預埋鐵位置的準確性，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、預應力技術在路橋鋼筋混凝土結構中應用

公路橋梁施工最常見的質(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)混凝土裂縫問題。在鋼筋混凝土中應用預應力技術，可有效預防裂縫的出現(xiàn)。預應力大多主要應用于公路橋梁混凝土的構建和結構使用前，進行施壓受拉區(qū)的混凝土，在完成混凝土鋼筋的張拉后，鋼筋可通過自身的回縮作用，使受拉區(qū)可以預先感應到鋼筋施加的壓力，最終避免混凝土裂縫的出現(xiàn)。

10、預應力技術在多跨連續(xù)橋梁中的應用

多跨橋梁結構復雜，其橋梁結構承受不同彎矩作用。大多情況下，混凝土結構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程中，必須采取預應力技術進行加固處理混凝土，增強其跨中部位和支座部位的抗拉性能和受剪能力，最終維持橋梁結構的穩(wěn)定安全特征，提高公路橋梁施工效率。

11、壓漿施工方法應用。如果采用預應力技術來進行橋梁構件的施工，在固定體外索錨橫梁過程中，將局部粘結的方法給應用進來，并且要嚴格按照施工設計要求的標準來控制它的粘結度。通常情況下，要在保證壓漿密實度符合相關要求的基礎上，控制粘結路段的粘結力，保證超過了施工設計規(guī)定的張力，只有這樣，方可以與錨固施工規(guī)定的標準所符合。在橋梁預應力施工項目中，非常重要的一個工序就是壓漿施工，在正式施工之前，需要按照一比一的模型試驗之后方可以進行。一般完成了張拉施工之后的一天之內(nèi)，需要開始壓漿施工工序，并且，只有將手動壓漿機應用過來，方可以對壓漿的均勻穩(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。

結束語

公路橋梁施工建設中，作為核心技術的預應力技術不斷發(fā)展，日漸成熟，與其相關聯(lián)的施工中的配套技術也在不斷的改良發(fā)展之中，這些努力對提升公路橋梁的施工技術都起到了積極的推進作用?，F(xiàn)代科學技術在公路橋梁施工中的應用，提高了施工效率，提升了施工質(zhì)量，加強了民眾的滿意度，方便了交通，促進了國民經(jīng)濟的發(fā)展，現(xiàn)代科學技術的應用所帶來的社會效益是不可估量的。社會日新月異的發(fā)展，對公路橋梁的施工技術也是挑戰(zhàn)，如何應對時代發(fā)展的需要，是公路橋梁施工事業(yè)需要長期研究的問題。要全程跟蹤施工過程，投入使用的效果，收集各種數(shù)據(jù)，進行全面分析，認真總結，分析問題，尋找解決方法，及時改進，并且及時反饋，積累施工經(jīng)驗。同時，還要關注海內(nèi)外同行業(yè)是發(fā)展進程，積極學習，合作交流，取長補短，為了科學技術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)建中國夢。

參考文獻：

[1]梁左生.公路橋梁施工中預應力技術的應用問題探討[J].山西建筑，2013，（21）.

[2]蘇曉鋒，張歡歡，王曉亮.解析公路橋梁施工管理與風險[J].黑龍江科技信息，2013，（34）.