談公路橋梁預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)探析

余意

摘要：21世紀(jì)，隨著公路交通運輸業(yè)的飛速發(fā)展，我國公路橋梁在近幾十年發(fā)生了翻天覆地的變化，各項交通建設(shè)都得到了長足的發(fā)展，預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在這樣的背景下產(chǎn)生了，并得到廣泛應(yīng)用，預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)存在的問題也因此被逐漸放大，并對公路橋梁的質(zhì)量造成極大的影響。為提高工程質(zhì)量，必須將預(yù)應(yīng)力技術(shù)施工中存在的問題最小化，嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，提高預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的應(yīng)用效率。

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

眾所周知，預(yù)應(yīng)力技術(shù)誕生時間雖不長，但為了適應(yīng)公路運輸載重量的要求，橋梁的混凝土開裂、剝落、衰變及鋼筋的銹蝕對橋梁造成的損害日益嚴(yán)重，需要大量的資金來維護(hù)或改建，以便提高既有橋梁的耐久性、及對缺陷橋梁進(jìn)行加固改造，延長其使用壽命。加上有一部分按照原有設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)建成的橋梁，已經(jīng)不能滿足正常使用要求，嚴(yán)重阻礙了交通運輸業(yè)的發(fā)展。將舊橋危橋拆除重建的想法既不現(xiàn)實也不科學(xué)，體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)是種十分有效的加固方法。

1、預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)概述

1.1預(yù)應(yīng)力技術(shù)

現(xiàn)今，隨著科技的不斷發(fā)展和新材料的不斷涌現(xiàn)，加上施工設(shè)備現(xiàn)代化程度不斷優(yōu)化更新，給予了預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)很大的發(fā)揮空間，給其使用和發(fā)展提供了基礎(chǔ)環(huán)境。一方面，目前大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工，逐漸以立模現(xiàn)澆施工配合預(yù)制標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件的施工方法做為主流。比如在橋梁工程施工過程中，雖然施工環(huán)境和結(jié)構(gòu)存在差異，但施工方法往往大同小異，通常會在“逐孔施工法”、“支頂推施工法”、“懸臂施工法”方法中任選其一。另一方面，預(yù)應(yīng)力張拉工藝的迅速崛起成為推動預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用的動力，逐漸成熟的自張技術(shù)逐漸取代了傳統(tǒng)的千斤頂、臺座技術(shù)，使得機械張拉技術(shù)日趨成熟。除此之外，通過大量的實踐研究，通過混凝土內(nèi)部預(yù)留孔道，來滿足預(yù)應(yīng)力在體內(nèi)后張預(yù)應(yīng)力的結(jié)構(gòu)體系，是十分必要的施工工序。在施工方法方面，采用預(yù)埋預(yù)應(yīng)力管道是孔道制作成型或采用后粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋和無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋作為預(yù)應(yīng)力筋都是目前比較常見和使用的方式。預(yù)埋后抽芯的方式在施工特點上簡化了預(yù)留管道的施工程序，提高了施工效率，也在近年來逐漸興起。

1.2預(yù)應(yīng)力工藝的發(fā)展前景

在當(dāng)前的施工技術(shù)條件下，預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)主要指在橋梁公路建設(shè)過程中通過對混凝土部位采用預(yù)先施加應(yīng)力的方式減少拉伸應(yīng)力對混凝土結(jié)構(gòu)的損壞，延遲混凝土開裂現(xiàn)象，從而提高了公路橋梁的整體性能，有助于民生建設(shè)的發(fā)展。隨著科技發(fā)展的日新月異，各種新技術(shù)和新材料推動了預(yù)應(yīng)力技術(shù)的日趨完善，對于未來的發(fā)展前景，可以綜合歸納為以下幾點：首先是使用范圍方面，目前比較常見的領(lǐng)域還停留在傳統(tǒng)的道路、橋梁、管道、油罐等結(jié)構(gòu)建設(shè)方面。未來經(jīng)過技術(shù)的不斷革新，在邊坡穩(wěn)定、深基坑支護(hù)、重荷載底板和大體積結(jié)構(gòu)吊裝領(lǐng)域也將發(fā)揮更為重要的作用。其次，在預(yù)應(yīng)力混凝土的性能方面，未來將會致力于材料耐久性的提高，逐漸向易密實、高密水、耐疲勞、耐磨損、韌性好、高早強、低徐變、低水化熱、易澆注、不離析及抗腐蝕等性能優(yōu)越的方向發(fā)展。最后，一直飽受詬病的張拉錨固體系也將得到完善，在預(yù)應(yīng)力損失方面將會得到很大的改觀，給施工的靈活性和可靠性提供有力的保證。

2、預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在公路橋梁應(yīng)用中存在的問題

2.1 張拉預(yù)應(yīng)力筋超長束端的預(yù)應(yīng)力不合理

公路橋梁的實際施工過程中，常常會出現(xiàn)澆筑跨度較大的預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁，此時需要在預(yù)應(yīng)力筋的一段施加張拉應(yīng)力，以此保證項目的順利展開以及工程質(zhì)量。在此要求下必須在施工過程中利用適當(dāng)?shù)膹埨に嚤３至旱姆€(wěn)定性，提高結(jié)構(gòu)性能。而在實際施工中完成通車后往往會出現(xiàn)正常橋梁出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象，給人們的出行帶來極大的安全隱患。

2.2 管道阻塞造成張拉效果不佳

目前人力資源價格昂貴，尤其是專業(yè)技術(shù)人員的聘用需要耗費大量的項目成本，因此在實際施工中很多施工團(tuán)隊使用的施工人員都是不具備專業(yè)技術(shù)的“實際施工人”，在施工過程中難以掌握施工重點，尤其是對預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)沒有相關(guān)經(jīng)驗，作業(yè)手法不科學(xué)。一些工人甚至在混凝土澆筑完成后未對其做常規(guī)保護(hù)，這些原因綜合起來對項目工程造成了嚴(yán)重的影響，預(yù)應(yīng)力施工混凝土中的鋼筋預(yù)留管道經(jīng)常會出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，由此導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力鋼筋難以發(fā)揮其基本性能，降低了張拉應(yīng)力，降低了預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的應(yīng)用效果。

2.3 張拉應(yīng)力控制不當(dāng)使結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫

預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在應(yīng)用過程中存在一定風(fēng)險，如果未能適當(dāng)控制張拉應(yīng)力的范圍將會造成嚴(yán)重的后果。張拉應(yīng)力過小或降低預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的應(yīng)用效果，造成了項目資金浪費，張拉應(yīng)力過大容易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。研究發(fā)現(xiàn)，張拉應(yīng)力過大將會導(dǎo)致局部溫度發(fā)生變化造成結(jié)構(gòu)裂縫的出現(xiàn)。由此可見預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)張拉應(yīng)力必須得到合理控制才能保證公路橋梁結(jié)構(gòu)不出現(xiàn)質(zhì)量隱患。

2.4 后張預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的張拉力大小控制造成的問題

預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的應(yīng)用效果與施工工藝有重要關(guān)系，施工工藝必須科學(xué)規(guī)范才能保證公路橋梁結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。實際施工中由于各種因素的影響導(dǎo)致施工工藝具有一定的片面性，尤其是前文提到的張拉應(yīng)力控制不當(dāng)對公路橋梁的承載能力造成嚴(yán)重影響。預(yù)應(yīng)力施工工藝中通常將預(yù)應(yīng)力筋在應(yīng)力作用下的實際伸長量來衡量張拉應(yīng)力的大小。由于張拉應(yīng)力的主要對象是鋼筋，因此一般采用特定的測量設(shè)備測量張拉力大小。測量工具的準(zhǔn)確性較差會對造成測量的張拉力與實際值誤差較大，另外測量人員的專業(yè)素養(yǎng)也會對測量結(jié)果造成很大誤差，例如測量人員專業(yè)性不夠，不懂得科學(xué)測量，還有一些施工人員在施工過程中三心二意導(dǎo)致測量出現(xiàn)低級錯誤。

2.5 施工中不合理使用添加劑

很多施工單位為了縮短施工工期，常常設(shè)法讓混凝土提前達(dá)到預(yù)期的強度，因此往往向其中加入一些添加劑，常用的添加劑主要是早強劑。加入早強劑的混凝土一般在 3 天左右就能達(dá)到預(yù)期效果，此時即可進(jìn)行預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的施工?；炷劣捎诩尤朐鐝妱?dǎo)致其雖然具有較強的剛性，但彈性模量并未達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，此時進(jìn)行預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的應(yīng)用將會造成預(yù)應(yīng)力強度不足，難以對混凝土結(jié)構(gòu)起到良好保護(hù)作用，施工完成后混凝土結(jié)構(gòu)變形嚴(yán)重，出現(xiàn)裂縫也就不足為奇，降低了公路橋梁的承載能力。加入早強劑導(dǎo)致混凝土剛性在短時間內(nèi)達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，給一些沒有經(jīng)驗的施工人員造成錯誤的引導(dǎo)，相關(guān)測試工作也被默認(rèn)為合格，由此導(dǎo)致的公路橋梁安全事故屢見不鮮。

3、公路橋梁預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的應(yīng)用

3.1 穿梭施工工藝技術(shù)的應(yīng)用

預(yù)應(yīng)力筋穿梭施工工藝技術(shù)是預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的重要組成部分。通常情況下公路橋梁的預(yù)應(yīng)力筋長度都在一百米以上，預(yù)應(yīng)力穿梭過程比較復(fù)雜，難度極大，因此很多施工人員都采用單根預(yù)應(yīng)力筋穿梭方法，需要注意的是在預(yù)應(yīng)力筋穿梭的過程中避免出現(xiàn)鋼絲環(huán)繞的情況，保證預(yù)應(yīng)力技術(shù)的實際效果。在施工中一定要做好防呆措施，將各鋼筋及鋼絲做好標(biāo)記，防止施工人員在施工過程中發(fā)生錯亂。

3.2 預(yù)應(yīng)力壓漿技術(shù)的應(yīng)用

在實際施工過程中，為了保證混凝土的結(jié)構(gòu)密實度，會對混凝土漿進(jìn)行壓漿處理，以此提高預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的應(yīng)用效果。混凝土足夠密實才能保證公路橋梁具有足夠的承載能力。經(jīng)過壓漿處理的混凝土能夠保證預(yù)應(yīng)力筋的受力強度以及受力點都在合理范圍內(nèi)，避免出現(xiàn)張拉應(yīng)力過大導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象。通過壓漿技術(shù)能夠從整體上提高公路橋梁的穩(wěn)定性。

3.3 鋼絞線的定位與數(shù)量控制

在實際施工過程中鋼絞線只有經(jīng)過準(zhǔn)確定位才能發(fā)揮基本作用，同時需要通過合理計算控制其數(shù)量。定位不準(zhǔn)確會導(dǎo)致受力點不均，預(yù)應(yīng)力效果下降，并可能對受力部位造成不良影響。鋼絞線數(shù)量過多會造成資源浪費，給施工單位造帶來一定的經(jīng)濟(jì)壓力，同時鋼絞線數(shù)量過多會造成混凝土結(jié)構(gòu)受損，導(dǎo)致公路橋梁出現(xiàn)局部安全隱患。鋼絞線數(shù)量較少無法達(dá)到預(yù)期的應(yīng)用效果。鋼絞線的數(shù)量應(yīng)該根據(jù)實際設(shè)計的應(yīng)力值進(jìn)行計算，并在實際施工中進(jìn)行實時測量，保證施工的準(zhǔn)確性。在施工過程中需要保持張拉端鋼絞線與錨板部位垂直，保證鋼絞線發(fā)揮最大作用。另外在施工過程中必須避免非預(yù)應(yīng)力和剛預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生沖突。

3.4 加強施工過程的質(zhì)量控制

預(yù)應(yīng)力技術(shù)需要施工人員有一定的專業(yè)素養(yǎng)，預(yù)應(yīng)力技術(shù)不同于一般的建筑施工，在技術(shù)上具有較強的難度。針對沒有經(jīng)驗的施工人員需要進(jìn)行教育培訓(xùn)，讓他們了解公路橋梁預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的基本原理，并對施工過程中可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行詳解。實際施工過程前，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)該針對具體項目編制操作手冊，施工人員必須完全按照手冊施工。預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的應(yīng)力值較高，因此對材料的要求較高，在實際施工中應(yīng)該盡量使用高強度材料，鋼筋以及鋼絞線必須兼具剛性和柔性，通過材料的控制能夠提高公路橋梁的整體結(jié)構(gòu)性能。對局部脆弱區(qū)域進(jìn)行加固處理，并定期檢測，尤其在施工之初必須保證施工的合理性，避免出現(xiàn)應(yīng)力裂縫。施工完成后需要進(jìn)行定期養(yǎng)護(hù)，防患于未然。

結(jié)束語

總而言之，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的發(fā)展離不開當(dāng)前路橋工程的興建以及土木工程的發(fā)展。但是預(yù)應(yīng)力技術(shù)的操作流程復(fù)雜，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格參照其施工工藝進(jìn)行施工。對于施工中存在的問題，需要進(jìn)行合理分析，并找出解決措施，在根本上保證公路橋梁項目的施工質(zhì)量，為民生建設(shè)以及社會穩(wěn)定做出重要保障。

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