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

王宇

【摘 要】在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的帶動下，我國交通運(yùn)輸行業(yè)得到了飛速進(jìn)步，道路橋梁工程的數(shù)量不斷增加，對于其質(zhì)量也提出了更高的要求預(yù)應(yīng)力技術(shù)作為一種新的施工技術(shù)，在我國雖然發(fā)展時(shí)間較短，但是己經(jīng)取得了非常顯著的成果，可以有效提高道路橋梁工程的施工質(zhì)量，延長工程的使用壽命，在公路交通事業(yè)的發(fā)展中發(fā)揮著不容忽視的作用，應(yīng)該得到施工人員的重視。

【關(guān)鍵詞】公路橋梁；預(yù)應(yīng)力技術(shù)；應(yīng)用；特點(diǎn)；施工工藝

一、預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的特點(diǎn)

預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)，多應(yīng)用于混凝土結(jié)構(gòu)，主要是在混凝土結(jié)構(gòu)承受荷載前，預(yù)先對其施加一定的壓力，使其能夠在外荷載作用下時(shí)的受拉區(qū)混凝土內(nèi)部，產(chǎn)生相應(yīng)的壓應(yīng)力，從而抵消或者削減外荷載所產(chǎn)生的拉應(yīng)力，使得結(jié)構(gòu)可以在正常使用的情況下，不產(chǎn)生裂縫，或者較晚產(chǎn)生裂縫。從目前的發(fā)展情況看，預(yù)應(yīng)力技術(shù)可以分為體外預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)和體內(nèi)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，前者作用于混凝土結(jié)構(gòu)外部，多用于混凝土結(jié)構(gòu)的維護(hù)和加固，后者作用于混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部，一般在施工中普遍應(yīng)用。在公路橋梁工程中，應(yīng)用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)，可以對橋梁材料的性能進(jìn)行全面充分的挖掘，使得橋梁內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，各個組件也可以及早適應(yīng)壓力，從而有效提升橋梁的穩(wěn)定性和剛性。不僅如此，應(yīng)用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)，可以有效節(jié)約橋梁施工中應(yīng)用的材料，降低施工成本，對于現(xiàn)代公路橋梁的施工而言是非常重要的。

二、公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的施工工藝

1、預(yù)應(yīng)力筋的下料及處理工藝

在完成預(yù)應(yīng)力張拉施工后，需要對預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行固定，首先要對鋼管、錨墊板進(jìn)行灌漿處理，下料過程中應(yīng)清洗鋼絞線（處于粘結(jié)段部位），確保鋼絞線表面不存在油脂層或聚乙烯層。在施工前還要提前對鋼絞線在穿束時(shí)的下垂現(xiàn)象進(jìn)行充分的考慮，提高對張拉伸長因素的重視，把握好粘結(jié)段的位置及長度，進(jìn)而確保粘結(jié)力在兩端粘結(jié)段無明顯差異。

2、選取預(yù)應(yīng)力錨具

當(dāng)前情況下，我國主要采用兩種預(yù)應(yīng)力錨具模式。一種錨具為摩阻錨固，它借助摩擦力來對預(yù)應(yīng)力鋼絞線加以錨固，把錨具做成楔形，這樣會增強(qiáng)同鋼絞線間的摩擦力，從而達(dá)到錨固目的。這種模式優(yōu)點(diǎn)是使用范圍廣，各地皆宜；缺點(diǎn)是鉸接不方便，且預(yù)應(yīng)力有很大的經(jīng)濟(jì)損失。另一種錨具為機(jī)械錨固，這種錨固方式是借助機(jī)械加工的形式，在預(yù)應(yīng)力絞線底端加上個錨釘，通過錨釘來接連高硬度的鋼筋，抑或用鋼攤線來穩(wěn)固預(yù)應(yīng)力絞線，這種模式特點(diǎn)是連接相當(dāng)容易，預(yù)應(yīng)力絞線的經(jīng)濟(jì)損失較小。

3、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(jìn)行確定，同時(shí)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(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(jié)長度保持一致。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%。

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。

4、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(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(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。

5、壓漿工藝

應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)進(jìn)行橋梁施工時(shí)，通常采取局部粘接的途徑對橫梁進(jìn)行體外索錨固定，要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求，確保粘結(jié)力符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。通常在確保壓漿密實(shí)的基礎(chǔ)上，要使粘結(jié)力達(dá)到錨固條件，就必須要保證粘結(jié)力同設(shè)計(jì)張力之比為1：1.08。由此可見預(yù)應(yīng)力橋梁中壓漿環(huán)節(jié)的重要性，在進(jìn)行壓漿施工前，要先完成模型檢驗(yàn)工作，檢測壓漿機(jī)的性能。確保在24小時(shí)之內(nèi)完成張拉封錨基壓漿，借助手動壓漿機(jī)進(jìn)行穩(wěn)定、適度的壓漿操作，如果遇到突發(fā)狀況時(shí)，不要立即觸碰錨具，要針對實(shí)際情況進(jìn)行處理。

三、預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公里橋梁施工中的應(yīng)用

1、預(yù)應(yīng)力技術(shù)在受彎構(gòu)件中的運(yùn)用

橋梁整體的結(jié)構(gòu)決定了受彎構(gòu)件的重要地位，可以說，受彎構(gòu)件的施工質(zhì)量直接關(guān)系著整個公路橋梁工程的施工質(zhì)量。

一般情況下，在解決混凝土受彎構(gòu)件的加固問題時(shí)，施工人員會使用碳纖維材料，這種材料的強(qiáng)度較高，而且施工便利，可以有效提升加固部門的強(qiáng)度和剛度。受彎構(gòu)件自身的結(jié)構(gòu)使得其在加固前就存在相應(yīng)的初始應(yīng)力，而混凝土材料本身含有相應(yīng)的壓應(yīng)變和拉應(yīng)變，如果混凝土受到外部壓力的影響，導(dǎo)致其自身的壓應(yīng)變提升到極限值，則受彎構(gòu)件的承載力也會達(dá)到極限值。

在這種情況下，采用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)對其進(jìn)行加固處理，可以有效提升受彎構(gòu)件的剛度和韌度，從而保障橋梁的施工質(zhì)量。

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

在公路橋梁施工中，多跨連續(xù)梁包括兩種不同的形式，即正彎矩區(qū)和負(fù)彎矩區(qū)，正彎矩區(qū)是指跨中區(qū)的橋梁，而負(fù)彎矩區(qū)則是指支座區(qū)域。在實(shí)際施工中，如果梁的抗彎載力以及抗剪承載力難以滿足施工設(shè)計(jì)的要求，就必須對其進(jìn)行相應(yīng)的加固，以保證橋梁工程的質(zhì)量。而如果跨中正彎曲的抗彎承載力難以滿足施工設(shè)計(jì)的要求，同樣需要采用相應(yīng)的加固措施。

3、預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公橋梁鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

混凝土裂縫是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的質(zhì)量通病，特別是在道路橋梁中的大型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，非常容易出現(xiàn)裂縫。為了充分利用高強(qiáng)度材料，彌補(bǔ)混凝土與鋼筋拉應(yīng)變之間的差距，人們把預(yù)應(yīng)力運(yùn)用到鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中去。亦即在外荷載作用到構(gòu)件上之前，預(yù)先用某種方法，在構(gòu)件上（主要在受拉區(qū)）施加壓，當(dāng)構(gòu)件承受由外荷載產(chǎn)生的拉力時(shí)，首先抵消混凝土中已有的預(yù)壓力，然后隨荷載增加，才能使混凝土受拉而后出現(xiàn)裂縫，因而延遲了構(gòu)件裂縫的出現(xiàn)和開展，而在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中運(yùn)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，可以防治結(jié)構(gòu)和構(gòu)件過早出現(xiàn)裂縫的情況，具有十分顯著的效果。具體應(yīng)用就是在道路橋梁鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的加載或者使用之前，給其受拉區(qū)的混凝土預(yù)先施加壓力，即是在其混凝土的受拉區(qū)內(nèi)進(jìn)行鋼筋的張拉，然后通過鋼筋自身的回縮力，使得混凝土受拉區(qū)預(yù)先受到鋼筋給其施加的壓力。

由于當(dāng)此混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在受到外荷載施加的拉力時(shí)，必須要抵消受拉區(qū)混凝土當(dāng)中的預(yù)壓力，然后才能使混凝土受到拉力，這樣就非常有效地限制了混凝土的伸長，以此來達(dá)到延緩甚至不出現(xiàn)裂縫的目的。

4、預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁加固工程中的應(yīng)用

橋梁在使用過程中，受各種因素的影響，會出現(xiàn)相應(yīng)的損傷，影響橋梁的使用安全。為了避免和減緩這種情況，在施工中，需要采取相應(yīng)的加固措施，對橋梁的主要承載部件進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理，從而提升橋梁自身的承載能力，延長橋梁的使用壽命。在這種情況下，可以利用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)，對橋梁的構(gòu)件施加一定的預(yù)應(yīng)力，以抵消或者減小構(gòu)件自身的拉應(yīng)變和壓應(yīng)變，對橋梁進(jìn)行加固。

結(jié)束語：

總之，隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國的交通運(yùn)輸行業(yè)得到了極大的進(jìn)步，公路、橋梁等交通基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)步伐不斷加快，對于其施工質(zhì)量也提出了更高的要求。在公路橋梁施工中，預(yù)應(yīng)力技術(shù)多應(yīng)用于一些施工面積廣、工程量較大的中小型橋梁工程中，可以有效提高橋梁的施工質(zhì)量和穩(wěn)定性，具有非常廣闊的應(yīng)用前景，需要相關(guān)工程技術(shù)人員的重視和推廣。

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