道路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力的應(yīng)用及問題分析

■陳五紅 ■南京交通建設(shè)項目管理有限責(zé)任公司，江蘇 南京 210008

前言:隨著我國道路橋梁建設(shè)發(fā)展越來越快，以及對工程質(zhì)量的質(zhì)量要求不斷嚴(yán)格，以往的道路橋梁建設(shè)技術(shù)則不能滿足一些質(zhì)量要求嚴(yán)格的橋梁工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。面對這種情況，廣泛應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)是道路橋梁建設(shè)技術(shù)創(chuàng)新的重要體現(xiàn)，體現(xiàn)了技術(shù)的不斷進(jìn)步與創(chuàng)新，這幾年預(yù)應(yīng)力技術(shù)的成功應(yīng)用，為大量道路橋梁建設(shè)做出了巨大貢獻(xiàn)。預(yù)應(yīng)力技術(shù)是一種現(xiàn)代化的路橋施工工藝，在西方發(fā)達(dá)國家最先應(yīng)用，近幾年我國剛剛興起，并在我國各個地方的道路橋梁建設(shè)得到了快速發(fā)展，目前我國已經(jīng)形成了一套獨(dú)特的比較完善和優(yōu)化的預(yù)應(yīng)力施工工藝技術(shù)，主要有檢測試驗、理論計算以及設(shè)備材料等幾個方面的突出表現(xiàn)。

1 預(yù)應(yīng)力的技術(shù)優(yōu)勢

隨著我國道路橋梁建設(shè)發(fā)展越來越快，以及對工程質(zhì)量的質(zhì)量要求不斷嚴(yán)格，以往的道路橋梁建設(shè)技術(shù)則不能滿足一些質(zhì)量要求嚴(yán)格的橋梁工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。預(yù)應(yīng)力技術(shù)在傳統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了一系列的改進(jìn)，擁有傳統(tǒng)技術(shù)所沒有的技術(shù)優(yōu)勢，適用性比較廣泛，在道路橋梁的建設(shè)以及其他工程項目的施工中都應(yīng)用了預(yù)應(yīng)力技術(shù)，事實證明，在道路橋梁的建設(shè)以及其他工程項目的施工中如維修和加固路橋、提升大型構(gòu)件和頂推作業(yè)等，預(yù)應(yīng)力技術(shù)體現(xiàn)了其獨(dú)特的優(yōu)點［1］。預(yù)應(yīng)力技術(shù)能充分發(fā)揮工程中材料的作用，如材料的力學(xué)性能等，提高材料的使用率，減少材料的成本。根據(jù)設(shè)計需要在預(yù)應(yīng)力技術(shù)的充分發(fā)揮條件下，提高橋梁結(jié)構(gòu)的抗裂等級和抗?jié)B水平，從經(jīng)濟(jì)角度可以減少橋梁的維護(hù)費(fèi)用，提高道路和橋梁的使用時間。同時，預(yù)應(yīng)力技術(shù)在一定程度上可以有效降低橋梁的拉應(yīng)力與壓應(yīng)力，可有效增強(qiáng)鋼筋的剛度與強(qiáng)度，使得結(jié)構(gòu)設(shè)計安全系數(shù)高。在結(jié)構(gòu)方面，預(yù)應(yīng)力技術(shù)可達(dá)到簡化橋梁結(jié)構(gòu)形式與施工工藝的目的。預(yù)應(yīng)力技術(shù)的優(yōu)點數(shù)不勝數(shù)，延長道路橋梁的使用壽命，提高道路橋梁的質(zhì)量等，由此得出，預(yù)應(yīng)力技術(shù)在我國道路建設(shè)行業(yè)做出了巨大貢獻(xiàn)。

2 道路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力的應(yīng)用

2.1 預(yù)應(yīng)力技術(shù)在路橋鋼筋混凝土架構(gòu)中的應(yīng)用

在路橋鋼筋混凝土架構(gòu)中，混凝土裂縫是一個防不勝防的工程建設(shè)問題，嚴(yán)重影響了道路橋梁的施工質(zhì)量的穩(wěn)定，特別是在一些大型的道路橋梁的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，裂縫的產(chǎn)生是十分普遍的。這時，就體現(xiàn)出預(yù)應(yīng)力技術(shù)的作用，預(yù)應(yīng)力技術(shù)可以有效預(yù)防裂縫的產(chǎn)生，能很好的避免結(jié)構(gòu)以及構(gòu)件過早的出現(xiàn)一些裂縫。其原理是混凝土在受到外力荷載作用時，先抵消受拉區(qū)混凝土的預(yù)應(yīng)力，混凝土再受到拉力。從施工具體情況來說，先給結(jié)構(gòu)的受拉區(qū)的混凝土預(yù)先施加一些壓力，再對道路橋梁混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行加載。在混凝土受拉區(qū)域進(jìn)行鋼筋的張拉，通過鋼筋自身的回縮力的作用使混凝土受拉區(qū)預(yù)先受到鋼筋所給于的部分壓力發(fā)揮作用。預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用可以很大程度上阻止混凝土的伸長與開裂，從而阻止裂縫的產(chǎn)生。

2.2 預(yù)應(yīng)力技術(shù)在碳纖維片中的應(yīng)用

道路橋梁的特點是跨度大，因此結(jié)構(gòu)的受彎承載能力不能太低，為了結(jié)構(gòu)實現(xiàn)最大受彎能力，大多數(shù)結(jié)構(gòu)類型為T 形梁或者箱梁。T 形梁或者箱梁的特點是道路橋梁中鋼筋混凝土梁的部分受拉區(qū)域的混凝土拉應(yīng)力所受到的壓力比較大，而且受壓區(qū)混凝土的壓力也比較大，為了滿足受彎能力要求，工程成本顯著提高［2］。而采用碳纖維片粘貼的方法來加固路橋鋼筋混凝土梁的方法簡便有效，且成本較低，且施工工藝相對不是特別復(fù)雜，在工程中得到了廣泛應(yīng)用。

2.3 預(yù)應(yīng)力技術(shù)在鋼筋混凝土路面中的應(yīng)用

在混凝土路面上運(yùn)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)是十分重要的步驟，近幾年來應(yīng)用十分廣泛。其原理與預(yù)應(yīng)力技術(shù)在道路橋梁鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用類似，先配置預(yù)應(yīng)力鋼筋，對混凝土材料建成的路面進(jìn)行約束，在一定程度上達(dá)到阻止裂縫的產(chǎn)生的目的。

3 預(yù)應(yīng)力在道路橋梁施工中存在的問題

3.1 張拉控制不嚴(yán)謹(jǐn)

預(yù)應(yīng)力技術(shù)在我國的興起不過幾年，基礎(chǔ)比較薄弱，目前我國的道路橋梁建設(shè)中有很多不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膯栴}，特別體現(xiàn)在張拉控制方面。在進(jìn)行張拉控制論計量的時，大部分施工工程采用的是1.5 級油壓來計量，這一舉動導(dǎo)致結(jié)果存在比較大的誤差，甚至一些工程直接忽略對千斤頂進(jìn)行計量就投入張拉使用。在施工人員方面，張拉人員沒有專業(yè)的知識，無法對張拉控制做出準(zhǔn)確判斷，很容易形成張拉力時空現(xiàn)象，或者張拉力不穩(wěn)定。在進(jìn)行多束張拉時，如果張拉控制不嚴(yán)謹(jǐn)，就會導(dǎo)致每處的張拉力不盡相同，這一結(jié)果會對預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不良的影響。為了解決這一問題，最基本的解決方法就是施工方面規(guī)范化，追求施工的科學(xué)性和專業(yè)性，在人員選用方面，要求張拉人員的專業(yè)知識要到位，工作經(jīng)驗豐富，避免出現(xiàn)不規(guī)范等錯誤行為［3］。

3.2 張拉前出現(xiàn)裂縫

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的原因是混凝土自身存在的干縮因素，以及周圍環(huán)境的溫差等各個方面。在道路橋梁的一些大型預(yù)應(yīng)力鋼筋結(jié)構(gòu)中，常常在進(jìn)行張拉之前就出現(xiàn)了裂縫，可見裂縫的形成極其容易。在這種情況下，通常會導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力技術(shù)在應(yīng)用過程中根本沒有實現(xiàn)抗裂的目的。仔細(xì)觀察張拉前出現(xiàn)的裂縫，裂縫寬度相對比較細(xì)，且比較雜亂，大多數(shù)裂縫出現(xiàn)在混凝土表面并與短邊平行。減少張拉前出現(xiàn)裂縫，才會使預(yù)應(yīng)力技術(shù)發(fā)揮作用，具體方法有:對預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制，避免構(gòu)件內(nèi)外出現(xiàn)比較大的溫差。適當(dāng)?shù)难娱L拆模的時間，使其緩慢的降溫［4］。在高溫施工階段與地域使用低水化熱水泥，在低溫施工階段與地域采取相應(yīng)的保溫措施。

3.3 收縮徐變過大

混凝土路面可能產(chǎn)生的收縮和徐變過大，道路橋梁中的預(yù)應(yīng)力混凝土路面進(jìn)行施工時，可能會引發(fā)預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生損失，這些損失將會危及工程的質(zhì)量安全，帶來嚴(yán)重的后果。因此，在道路橋梁預(yù)應(yīng)力混凝土路面施工工程中，是不能通過采用其他外加劑的辦法來增加混凝土的和易性的，只能選擇強(qiáng)度比較大、水灰比較小的混凝土進(jìn)行施工，這些材料運(yùn)用自身收縮以及徐變，有效地避免收縮徐變過大現(xiàn)象的發(fā)生［5］。

4 結(jié)論

隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛快發(fā)展，我國道路橋梁建設(shè)取得了突飛猛進(jìn)的進(jìn)步，同時對工程質(zhì)量的質(zhì)量要求不斷嚴(yán)格，以往的道路橋梁建設(shè)技術(shù)則不能滿足一些質(zhì)量要求嚴(yán)格的橋梁工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，加上車流量的不斷增加，原有橋梁結(jié)構(gòu)已經(jīng)很難滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要與承載的極限狀態(tài)。面對這種情況，廣泛應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)是道路橋梁建設(shè)技術(shù)創(chuàng)新的重要體現(xiàn)，體現(xiàn)了技術(shù)的不斷進(jìn)步與創(chuàng)新，預(yù)應(yīng)力技術(shù)在傳統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了一系列的改進(jìn)，擁有傳統(tǒng)技術(shù)所沒有的技術(shù)優(yōu)勢，適用性比較廣泛，在道路橋梁的建設(shè)以及其他工程項目的施工中都應(yīng)用了預(yù)應(yīng)力技術(shù)。

［1］王振.道路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力的應(yīng)用及存在的問題探析［J］.科技傳播，2014，04∶38-40.

［2］王雪佳.關(guān)于道路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力的應(yīng)用及存在問題的探討［J］.科技致富向?qū)В?013，32∶302 +335.

［3］陳曉虎.道路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力的應(yīng)用與存在問題分析［J］.廣東科技，2012，07∶105 +114.

［4］倪洪將.道路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力的應(yīng)用及存在的問題分析［J］.門窗，2015，02∶198.

［5］楊海青.論道路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力的應(yīng)用及存在的問題［J］.科技致富向?qū)В?010，18∶237.