淺談公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力的應(yīng)用及存在的問(wèn)題

吳剛

【摘要】保障材料質(zhì)量，提高施工人員的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)，從而更好的保障整個(gè)工程的質(zhì)量不受威脅。除此之外，在施工中應(yīng)該對(duì)混凝土裂縫的處理做好完善修補(bǔ)，在澆筑過(guò)程中保護(hù)好波紋管的管壁使其不受外力影響形成破裂，對(duì)鋼筋混凝土的應(yīng)力有效發(fā)揮，從而確保工程的順利施工。本文探討了公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力的應(yīng)用及存在的問(wèn)題。

【關(guān)鍵詞】公路橋梁；施工；預(yù)應(yīng)力；問(wèn)題；應(yīng)用

預(yù)應(yīng)力混凝土施工投入少，跨度大，抗裂性?xún)?yōu)良，而且結(jié)構(gòu)形式多樣，在現(xiàn)代橋梁施工領(lǐng)域應(yīng)用規(guī)模不斷擴(kuò)大。為了提高結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)，充分發(fā)揮設(shè)計(jì)功能，施工前的組織設(shè)計(jì)和前期準(zhǔn)備工作非常重要。針對(duì)施工中常見(jiàn)的質(zhì)量問(wèn)題通過(guò)周密的布置提前預(yù)控，嚴(yán)格執(zhí)行工藝流程，輔以科學(xué)高效的技術(shù)措施，就可以最大限度發(fā)揮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)功能和使用壽命。

一、預(yù)應(yīng)力應(yīng)用的強(qiáng)大技術(shù)優(yōu)勢(shì)

所謂的預(yù)應(yīng)力也是預(yù)加力，主要就是在構(gòu)件受到荷載之前，要先施加一個(gè)跟即將受到荷載的力的方向相反的力，這個(gè)力度不但可以進(jìn)一步的消除即到來(lái)的荷載，還能在很大程度上提高構(gòu)件的抗裂性以及相應(yīng)的耐久性，增加其剛度和強(qiáng)度，而且還能非常明顯的改善諧振以及彈性變形等。在一些承重的關(guān)鍵部位應(yīng)用預(yù)應(yīng)力的時(shí)候，我們站在經(jīng)濟(jì)學(xué)的角度來(lái)進(jìn)行分析，不但可以節(jié)約公路橋梁建設(shè)過(guò)程中的混凝土跟鋼材，還在一定程度上減輕了橋梁自身的重量，最重要的是節(jié)省了很多建設(shè)方面的資金。除此之外，在橋梁的抗裂、抗?jié)B透以及抗干裂等方面也得到了很好的應(yīng)用。事實(shí)上，預(yù)應(yīng)力在公路橋梁過(guò)程中的施工并沒(méi)有想象中的神秘，預(yù)應(yīng)力的施工還是比較簡(jiǎn)單一些的。結(jié)合上述技術(shù)優(yōu)勢(shì)，使得預(yù)應(yīng)力在我國(guó)建筑工程中得到了非常廣泛的應(yīng)用，也可以說(shuō)，在我國(guó)公路橋梁建設(shè)和使用的時(shí)候，預(yù)應(yīng)力很好的提高了公路橋梁的使用壽命，為保障交通發(fā)揮了非常重要的作用。

二、橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)存在的問(wèn)題

1、預(yù)應(yīng)力鋼筋管道堵塞

由于在混凝土澆筑過(guò)程中野蠻作業(yè)或未做好及時(shí)的保護(hù)跟進(jìn)工作，都有可能導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力鋼筋管道出現(xiàn)堵塞的現(xiàn)象，從而致使穿預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)無(wú)法順利通過(guò)，或者是影響張拉的效果，即張拉時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼筋的實(shí)際伸長(zhǎng)值與理論計(jì)算值有很大的出入，從而給路橋施工的成本和工期等方面都造成很大的麻煩。

2、張拉控制不嚴(yán)謹(jǐn)

由于預(yù)應(yīng)力技術(shù)起步較晚，目前我國(guó)橋梁預(yù)應(yīng)力施工過(guò)程中的不規(guī)范行為相對(duì)較為嚴(yán)重，尤其是張拉控制不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)默F(xiàn)象最為普遍。許多工程采用1.5級(jí)油壓進(jìn)行張拉力的計(jì)量，導(dǎo)致誤差較大，甚至有的工程還未對(duì)千斤頂進(jìn)行計(jì)量標(biāo)定就投入張拉的使用中，另外很多張拉人員都未經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)的培訓(xùn)，臨時(shí)充當(dāng)先鋒，以至于出現(xiàn)張拉力失控甚至張拉力忽高忽低的情況。特別是進(jìn)行多束張拉時(shí)，由于張拉控制不嚴(yán)謹(jǐn)，每束張拉力都不同，往往會(huì)對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生很惡劣的影響。

3、實(shí)際伸長(zhǎng)值與理論伸長(zhǎng)值有偏差

實(shí)際伸長(zhǎng)值與理論伸長(zhǎng)值有偏差問(wèn)題指的是橋梁工程施工中的預(yù)應(yīng)力筋的實(shí)際伸長(zhǎng)值與理論伸長(zhǎng)值的偏差問(wèn)題，這將導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力筋會(huì)出現(xiàn)張拉力不足或者張拉力過(guò)大的現(xiàn)象產(chǎn)生，這種問(wèn)題出現(xiàn)的主要原因如下：在混凝土橋梁施工中采用的預(yù)應(yīng)力鋼筋在進(jìn)行張拉時(shí)，沒(méi)有使用科學(xué)應(yīng)力以及應(yīng)變雙控法對(duì)張拉過(guò)程進(jìn)行控制。另外，在施工中進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉時(shí)，施工的工作人員沒(méi)有校核將要采用的預(yù)應(yīng)力筋的實(shí)際伸長(zhǎng)值，這可能導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力筋的實(shí)際伸長(zhǎng)值和它的理論伸值的偏差過(guò)大（超過(guò)了± 6%），從而導(dǎo)致橋梁施工質(zhì)量事故。

4、管道壓漿不密實(shí)

對(duì)于橋梁工程中的預(yù)應(yīng)力孔道壓漿來(lái)說(shuō)，其作用主要體現(xiàn)在保護(hù)橋梁施工過(guò)程中的預(yù)應(yīng)力筋不被銹蝕以及確保預(yù)應(yīng)力筋和結(jié)構(gòu)能夠共同工作。就目前來(lái)看，在混凝土橋梁施工的實(shí)際工作中，管道壓漿不嚴(yán)實(shí)的情況還是存在的，出現(xiàn)問(wèn)題的主要原因如下：在施工的過(guò)程中，施工單位以及施工的工作人員對(duì)管道的壓漿工程不夠重視，敷衍了事；在施工過(guò)程中采用的壓漿工藝和留孔質(zhì)量以及漿體配置也不夠科學(xué)

三、公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力的應(yīng)用

1、預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁受彎構(gòu)件中的應(yīng)用

碳纖維憑借其較高的強(qiáng)度及簡(jiǎn)單的施工工藝，成為橋梁常用的加固材料，采用碳纖維片材對(duì)鋼筋混凝土橋梁受彎構(gòu)件的加固工程中得到了廣泛的應(yīng)用。因此要使用預(yù)應(yīng)力技術(shù)防止受壓區(qū)混凝土的壓應(yīng)變達(dá)到混凝土極限壓應(yīng)變，提高受彎構(gòu)件的極限承載力和極限拉應(yīng)變，增加橋梁的承載力。

2、預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁加固施工中的應(yīng)用

橋梁加固工程通常就是通過(guò)對(duì)構(gòu)件強(qiáng)度的補(bǔ)強(qiáng)和對(duì)結(jié)構(gòu)性能的提高來(lái)維持或者提高當(dāng)前使用橋梁的承載力，延長(zhǎng)橋梁的實(shí)際使用壽命，滿(mǎn)足我國(guó)日益增長(zhǎng)的現(xiàn)代交通運(yùn)輸要求。為了減小在加固施工時(shí)混凝土的初始應(yīng)變值，可以考慮預(yù)先對(duì)構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力，使構(gòu)件的受壓區(qū)預(yù)先產(chǎn)生拉應(yīng)力，受拉區(qū)預(yù)先產(chǎn)生壓應(yīng)力，從而減小構(gòu)件在初始彎矩作用下的壓應(yīng)變及拉應(yīng)變，增大構(gòu)件達(dá)到極限承載力時(shí)所產(chǎn)生的應(yīng)變?cè)隽恳约凹庸啼摻顣r(shí)的應(yīng)力，充分利用加固鋼筋的強(qiáng)度。

3、預(yù)應(yīng)力技術(shù)在鋼筋混凝土多跨連續(xù)橋梁中的應(yīng)用

從受力上分析，多跨連續(xù)梁橋有正彎矩區(qū)和負(fù)彎矩區(qū)兩種受力區(qū)，支座處一般為負(fù)彎矩，跨中處則多為正彎矩。當(dāng)連續(xù)梁橋的極限抗彎承載力和極限抗剪承載力不滿(mǎn)足使用要求時(shí)，則需要考慮使用預(yù)應(yīng)力技術(shù)對(duì)其進(jìn)行加固處理。而橋梁跨中正彎矩區(qū)極限抗彎承載力不滿(mǎn)足使用要求時(shí)也可采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)加固，可以使用施工相對(duì)容易的粘貼碳纖維的方法對(duì)薄弱部位進(jìn)行加固。

4、預(yù)應(yīng)力技術(shù)在避免橋梁鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫中應(yīng)用

混凝土裂縫是橋梁常見(jiàn)的病害，特別是跨海跨河大橋等大型橋梁的施工更是經(jīng)常出現(xiàn)混凝土裂縫，嚴(yán)重影響橋梁的整體強(qiáng)度和剛度。目前，國(guó)內(nèi)將預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用到鋼筋混凝土當(dāng)中的施工實(shí)例已有很多，能夠有效地避免混凝土出現(xiàn)裂縫，并取得了顯著的效果。

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

混凝土裂縫是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的防不勝防的質(zhì)量通病，特別是在橋梁中的大型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)件當(dāng)中，更是極其容易出現(xiàn)裂縫。而在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中運(yùn)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，可以避免結(jié)構(gòu)和構(gòu)件過(guò)早出現(xiàn)裂縫的情況，效果十分明顯。具體應(yīng)用就是在橋梁鋼筋混凝土結(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(guò)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。由于這個(gè)時(shí)候的混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在受到外荷載施加的拉力時(shí)，必須要先抵消受拉區(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(zhǎng)，以此來(lái)達(dá)到延緩甚至不出現(xiàn)裂縫的目的。

綜上所述，預(yù)應(yīng)力技術(shù)在現(xiàn)代橋梁、公路施工中的重要作用，直接影響到橋梁、公路的建設(shè)質(zhì)量和使用年限，其中復(fù)雜的施工技術(shù)、多變的施工情況，都會(huì)影響預(yù)應(yīng)力技術(shù)的作業(yè)，在實(shí)際的橋梁、公路建設(shè)中，必須加強(qiáng)施工相關(guān)人員的專(zhuān)業(yè)技術(shù)技能培訓(xùn)，提升專(zhuān)業(yè)施工水平，保持施工人員嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真的工作態(tài)度，采取新材料、新工藝、新技術(shù)，并不斷的進(jìn)行更新、完善，規(guī)范施工，同時(shí)做好安全事故的預(yù)防工作，確保橋梁、公路工程的質(zhì)量和按時(shí)竣工。

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