預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁工程中的應(yīng)用

陳鐵利

摘 要：眾所周知，預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁中應(yīng)用的范圍越來(lái)越廣泛。預(yù)應(yīng)力體系的工作情況直接關(guān)系到預(yù)應(yīng)力橋梁的總體質(zhì)量，加上此技術(shù)大多數(shù)都是應(yīng)用于大跨度的橋梁施工中，因此必須加強(qiáng)施工中預(yù)應(yīng)力相關(guān)工序的科學(xué)管控。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力技術(shù)；公路橋梁工程；質(zhì)量控制

從大量的調(diào)查結(jié)果來(lái)看，當(dāng)前我國(guó)有很多公路橋梁都存在著預(yù)應(yīng)力構(gòu)件裂紋這一病害現(xiàn)象。預(yù)應(yīng)力構(gòu)件尤其是預(yù)應(yīng)力梁板開(kāi)裂嚴(yán)重影響了橋梁的外觀質(zhì)量和結(jié)構(gòu)受力，大大的降低了橋梁的使用壽命，對(duì)橋梁的整體質(zhì)量危害較大。然而橋梁預(yù)應(yīng)力施工過(guò)程中很多原因都有可能導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力構(gòu)件裂縫病害的發(fā)生。如何在預(yù)應(yīng)力施工過(guò)程中進(jìn)行科學(xué)的管理控制，消除構(gòu)件的裂紋病害，我們應(yīng)當(dāng)進(jìn)行多方面的分析，逐步加以解決。

1 淺析預(yù)應(yīng)力技術(shù)

預(yù)應(yīng)力技術(shù)是在結(jié)構(gòu)構(gòu)件受外力荷載作用前，通過(guò)張拉設(shè)備對(duì)構(gòu)件施加一定壓力而產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力狀態(tài)以抵消和降低外荷載產(chǎn)生的拉應(yīng)力，最終提高構(gòu)件的承載能力的一種新技術(shù)。預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁施工中應(yīng)用是指：通過(guò)張拉錨固設(shè)備在橋梁構(gòu)件中產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力，將其外荷載產(chǎn)生的拉應(yīng)力進(jìn)行有效降低或消除，提高了構(gòu)件承載能力，從而提高路橋工程質(zhì)量并增強(qiáng)了工程結(jié)構(gòu)物的耐久性。因預(yù)應(yīng)力構(gòu)件所選用的鋼材及混凝土都具有較高的強(qiáng)度，能大大提高預(yù)應(yīng)力混凝土的抗拉裂能力，進(jìn)而可以在一定程度上縮小結(jié)構(gòu)斷面、減少了構(gòu)件材料的使用。預(yù)應(yīng)力技術(shù)在路橋施工中的應(yīng)用，提高了工程質(zhì)量、降低了工程造價(jià)、并能延長(zhǎng)建筑產(chǎn)品的使用壽命。

2 目前公路橋梁預(yù)應(yīng)力梁板病害裂縫產(chǎn)生的原因

調(diào)查顯示，公路橋梁預(yù)應(yīng)力梁板病害裂縫和產(chǎn)生原因主要有以下幾種：

先張法梁板的裂縫主要為梁板端部預(yù)應(yīng)力筋附近的星形發(fā)射狀裂縫，其形成原因有：（1）梁板混凝土強(qiáng)度未達(dá)到放張強(qiáng)度，梁端預(yù)應(yīng)力筋周?chē)鷳?yīng)力集中導(dǎo)致混凝土破壞；（2）預(yù)應(yīng)力筋定位不準(zhǔn)確與設(shè)計(jì)位置偏差大（3）放張操作不規(guī)范（如速度過(guò)快、順序錯(cuò)誤等）使預(yù)應(yīng)力施加不均勻，局部應(yīng)力集中破壞混凝土。

后張法梁板的裂縫主要為錨后混凝土裂縫及頂板、底板的裂縫。造成錨后混凝土裂縫除張拉操作不規(guī)范外主要原因是錨后混凝土強(qiáng)度低。振搗不充分、混凝土骨料粒徑大、錨后鋼筋密集使錨后混凝土骨料離析、或模板密封不好導(dǎo)致漏漿造成“蜂窩”現(xiàn)象、混凝土齡期不夠等現(xiàn)象均能降低錨后混凝土強(qiáng)度，此外不按設(shè)計(jì)設(shè)置螺旋筋也易造成應(yīng)力得不到有效擴(kuò)散，從而造成錨后混凝土拉裂。造成梁板的頂、底板的裂縫主要原因有：（1）鋪設(shè)底（芯）模未按要求設(shè)置反拱，使梁板局部幾何尺寸偏差較大，混凝土保護(hù)層厚度不符合設(shè)計(jì)要求。（2）預(yù)應(yīng)力管道安裝位置不準(zhǔn)確使保護(hù)層厚度不符合設(shè)計(jì)，張拉預(yù)應(yīng)力筋時(shí)極易造成應(yīng)力集中裂縫，或在后續(xù)孔道注漿造成開(kāi)裂。（3）拆除底（芯）模板作業(yè)不規(guī)范，如拆模時(shí)間早，拆模順序錯(cuò)誤等使梁板產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力導(dǎo)致應(yīng)力裂縫。（4）梁板混凝土澆筑后不按要求養(yǎng)護(hù)，由于溫差和干縮造成的梁體裂縫。

3 如何有效控制公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力工藝的施工質(zhì)量

3.1 施工中要提高對(duì)預(yù)應(yīng)力工藝的重視

在公路橋梁的預(yù)應(yīng)力施工期間，根據(jù)各個(gè)工序的質(zhì)量控制要求必須采取科學(xué)而具有針對(duì)性的手段，只有這樣方可保證公路橋梁預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的施工質(zhì)量，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)橋梁工程質(zhì)量的控制，這主要體現(xiàn)在對(duì)施工質(zhì)量控制方面。

3.2 施工前的質(zhì)量控制

為了控制公路橋梁構(gòu)件的質(zhì)量，消除病害影響。在正式施工之前必須理解施工圖紙，了解設(shè)計(jì)意圖。制定嚴(yán)格、規(guī)范、有針對(duì)性、有實(shí)際指導(dǎo)意義的預(yù)應(yīng)力施工方案，并按照審核通過(guò)的施工方案進(jìn)行周密的施工準(zhǔn)備工作。眾所周知，預(yù)應(yīng)力施工往往需要操作人員具備很高的專業(yè)素質(zhì)，所以施工單位應(yīng)該選用一批具有高技能水平，有豐富施工經(jīng)驗(yàn)的人員經(jīng)培訓(xùn)考核后組成專業(yè)預(yù)應(yīng)力施工隊(duì)伍。

3.3 完善施工過(guò)程中的管理

這是直接影響工程質(zhì)量的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)，所以施工單位對(duì)其應(yīng)加以足夠的重視。要做好這項(xiàng)工作，要在工序流程中實(shí)時(shí)控制人員操作的規(guī)范性、材料的有效應(yīng)用、機(jī)械設(shè)備合理使用。專業(yè)的人員，按操作規(guī)程將符合要求的預(yù)應(yīng)力筋，按照?qǐng)D紙要求，準(zhǔn)確牢固的固定在預(yù)制梁的相應(yīng)位置上，在后續(xù)的支立模板和澆筑混凝土過(guò)程中，確保預(yù)應(yīng)力筋完好、位置準(zhǔn)確，并在梁體混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)進(jìn)行規(guī)范的放張（先張法）和張拉（后張法）作業(yè)，并盡早按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行預(yù)應(yīng)力孔道注漿和封錨。只有這樣才能使預(yù)應(yīng)力構(gòu)件最大限度的發(fā)揮出預(yù)應(yīng)力的應(yīng)有作用，得到合格的預(yù)應(yīng)力構(gòu)件，同時(shí)從根本上避免因?yàn)轭A(yù)應(yīng)力施工不規(guī)范所引發(fā)橋梁構(gòu)件裂縫。加強(qiáng)對(duì)預(yù)應(yīng)力技術(shù)的工藝控制和管理，可以在很大程度上實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)公路橋梁的施工質(zhì)量的有效控制。在施工過(guò)程中尤其應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）進(jìn)行張拉作業(yè)的人員必須經(jīng)過(guò)考核后持證上崗。張拉使用的千斤頂和油泵等張拉設(shè)備必須狀態(tài)完好，并且按規(guī)定定期到有資質(zhì)的機(jī)構(gòu)校驗(yàn)。預(yù)應(yīng)力筋及錨具夾片等相關(guān)材料必須符合相關(guān)規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。（2）預(yù)應(yīng)力筋定位必須準(zhǔn)確、牢固、符合規(guī)范要求，在與其相關(guān)的施工工序中必須重視預(yù)應(yīng)力鋼筋及錨具的位置、型號(hào)、數(shù)量，不能出現(xiàn)構(gòu)件中預(yù)應(yīng)力材料被遺漏、損傷和破壞的現(xiàn)象。（3）預(yù)應(yīng)力構(gòu)件混凝土澆筑后要加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)工作，這不僅有利于構(gòu)件強(qiáng)度的增長(zhǎng)還有利于避免由內(nèi)外溫差和干縮造成的構(gòu)件裂紋。（4）預(yù)應(yīng)力筋的張拉力和伸長(zhǎng)值必須通過(guò)對(duì)施工中使用的材料和設(shè)備進(jìn)行試驗(yàn)取得的參數(shù)進(jìn)行校正計(jì)算。預(yù)應(yīng)力張拉過(guò)程中必須做到對(duì)張拉力和預(yù)應(yīng)力筋伸張值的“雙控”。確保預(yù)應(yīng)力有效施加的同時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼筋的伸長(zhǎng)值也在設(shè)計(jì)要求及相關(guān)規(guī)范要求的范圍內(nèi)，從而使構(gòu)件符合設(shè)計(jì)受力狀態(tài)。（5）采用后張法的構(gòu)件為避免預(yù)應(yīng)力孔道進(jìn)入雜物或出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象導(dǎo)致堵塞孔道，必須在構(gòu)件混凝土澆筑前嚴(yán)密封堵每個(gè)孔道接口連接處及外露的孔道口，若有必要應(yīng)在構(gòu)件混凝土初凝前以高壓水沖洗管道。（6）構(gòu)件預(yù)應(yīng)力筋在張拉后的外露部分應(yīng)按相關(guān)規(guī)范進(jìn)行切除，外露的長(zhǎng)度符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。后張法構(gòu)件在張拉后按規(guī)范及時(shí)進(jìn)行管道注漿。注漿前按規(guī)定對(duì)孔道內(nèi)雜物，積水進(jìn)行吹掃。構(gòu)件在孔道內(nèi)漿液未達(dá)到吊裝強(qiáng)度時(shí)嚴(yán)禁移動(dòng)，同時(shí)在氣溫較低的季節(jié)務(wù)必保持已注漿構(gòu)件的溫度在5℃以上不少于48h，否則采取保溫措施。

4 結(jié)語(yǔ)

在我國(guó)當(dāng)前公路橋梁施工過(guò)程中預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，我們必須加強(qiáng)預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)管理。這不僅關(guān)系到預(yù)應(yīng)力構(gòu)件施工質(zhì)量能否達(dá)到設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，更是直接影響到整座橋梁的施工質(zhì)量，甚至關(guān)系到人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。因此，施工人員在施工過(guò)程中一定要把握好每一個(gè)細(xì)節(jié)，從各個(gè)方面和各個(gè)角度強(qiáng)化對(duì)預(yù)應(yīng)力施工的質(zhì)量控制，為打造優(yōu)質(zhì)的橋梁工程做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

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