公路橋梁施工中的預(yù)應(yīng)力技術(shù)研究

蔣 永 軍

(大同市交通運(yùn)輸局公路管理處，山西 大同 037000)

公路橋梁施工中的預(yù)應(yīng)力技術(shù)研究

蔣 永 軍

(大同市交通運(yùn)輸局公路管理處，山西 大同 037000)

對預(yù)應(yīng)力技術(shù)進(jìn)行了簡單的介紹，詳細(xì)闡述了預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁施工中的應(yīng)用措施，提出了將預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用于公路橋梁施工中需要注意的幾點(diǎn)事項(xiàng)，以提升并完善預(yù)應(yīng)力技術(shù)。

公路橋梁，預(yù)應(yīng)力技術(shù)，應(yīng)用

一般來講，地質(zhì)條件復(fù)雜是我國公路橋梁工程施工中面對的首要問題，這無疑使工程施工的難度大大的增加，而將預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用于公路橋梁施工中，則能夠使工程的質(zhì)量得到有效的提高。預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用對公路橋梁施工建設(shè)起到非常關(guān)鍵的作用，可以直接影響到工程施工的整體質(zhì)量，因此，在公路橋梁施工中，提升并完善預(yù)應(yīng)力技術(shù)是非常有必要的。

1 預(yù)應(yīng)力技術(shù)簡介

預(yù)應(yīng)力指在結(jié)構(gòu)承受荷載之前，預(yù)先對該結(jié)構(gòu)施加一定的壓力，結(jié)構(gòu)受拉區(qū)的混凝土在外荷載作用下會(huì)產(chǎn)生壓應(yīng)力，通過這種壓應(yīng)力來減小或者抵消外荷載帶來的拉應(yīng)力，從而確保在正常使用情況下，結(jié)構(gòu)不會(huì)產(chǎn)生或者過早的產(chǎn)生裂縫。而預(yù)應(yīng)力技術(shù)的目的就是降低外荷載作用下產(chǎn)生的拉應(yīng)力，一般來講，混凝土具備較高的抗壓強(qiáng)度，因此能夠推遲其開裂的速度。由此可見，預(yù)應(yīng)力技術(shù)具備一定的抗剪能力、較強(qiáng)的抗裂能力以及良好的抗?jié)B性能，與此同時(shí)，應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)還能夠減小結(jié)構(gòu)的截面尺寸及撓度，降低結(jié)構(gòu)的自重，節(jié)省材料，如混凝土、鋼材等。因此，在公路橋梁施工中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，該技術(shù)自身所具備的這些特點(diǎn)既能夠美化結(jié)構(gòu)，又能夠延長結(jié)構(gòu)的使用壽命，同時(shí)還有利于降低工程成本[1]。

2 預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁施工中的應(yīng)用

2.1 在混凝土承彎構(gòu)件中的應(yīng)用

在公路橋梁施工中通常會(huì)用到非常多的承彎構(gòu)件，一般來講，只要調(diào)配混凝土的時(shí)候，保證其具備一定的配比強(qiáng)度，那么待混凝土凝固后可以承受的橫縱方向的荷載就比較大，相較之下，可以承受的側(cè)面荷載就比較小，這樣一來，施工過程中極易出現(xiàn)混凝土變形甚至是開裂的現(xiàn)象，對工程施工的安全造成了非常不利的影響。當(dāng)混凝土側(cè)面承受較大外力時(shí)，相應(yīng)的，混凝土內(nèi)部產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力就會(huì)比較大，一旦混凝土的剛度及強(qiáng)度承受不住這種內(nèi)應(yīng)力時(shí)，混凝土就會(huì)發(fā)生變形繼而出現(xiàn)裂縫。在公路橋梁施工中采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，就是為了提高混凝土構(gòu)件對在外力作用下產(chǎn)生壓力的承受能力，避免使用過程中裂縫的出現(xiàn)。預(yù)應(yīng)力技術(shù)能夠提高混凝土構(gòu)件剛度及強(qiáng)度的作用原理是對混凝土構(gòu)件以及外貼在其表面的碳纖維片進(jìn)行科學(xué)有效的處理。該技術(shù)在承彎構(gòu)件中的應(yīng)用一方面使工程質(zhì)量得到了提高，另一方面也使結(jié)構(gòu)的使用壽命得到了延長。

2.2 在承重構(gòu)件中的應(yīng)用

在公路橋梁施工過程中，承重構(gòu)件的施工是其非常重要的一項(xiàng)內(nèi)容，對后期工程施工的順利開展也有著極其重要的影響。在公路橋梁施工中，上部構(gòu)件的自重比較大，這就需要下部構(gòu)件具有非常高的強(qiáng)度及承載力。而只采取碳纖維貼片這一方法是遠(yuǎn)不能滿足路橋工程質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)及要求的，因此還需要在承重構(gòu)件中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)。運(yùn)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)來處理承重構(gòu)件，當(dāng)構(gòu)件受到外界應(yīng)力時(shí)，其內(nèi)部就會(huì)相應(yīng)的產(chǎn)生拉壓應(yīng)力來抵抗外界應(yīng)力，與此同時(shí)，降低了由于外力作用而使構(gòu)件出現(xiàn)拉壓應(yīng)變現(xiàn)象的概率，這對于提高構(gòu)件的剛度及強(qiáng)度都具有非常重要的意義，尤其是使相對薄弱的構(gòu)件的應(yīng)變增量得到增加，提升了整個(gè)承重構(gòu)件的強(qiáng)度，保證了施工的質(zhì)量及進(jìn)度。

2.3 在加固施工及路橋受彎結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

公路橋梁施工中一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)就是對橋梁進(jìn)行加固。要想提高公路及橋梁的承載力，就需要對主結(jié)構(gòu)的性能加以改善，或者補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)中用來承重的部分，從而達(dá)到使公路橋梁的使用壽命延長的目的，而這也是加固公路橋梁過程中的必要程序。提高構(gòu)件的強(qiáng)度與剛度，改善橋梁的結(jié)構(gòu)與性能，是加固公路橋梁施工中的重點(diǎn)，同時(shí)也是現(xiàn)代交通不斷發(fā)展的要求。預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用提高了構(gòu)件的承載力，改善了路橋的性能與結(jié)構(gòu)，延長了其使用壽命。在公路橋梁的受彎結(jié)構(gòu)中使用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，可以使其自身的施工變得便捷簡單，碳纖維能夠增加混凝土的應(yīng)變，但是，如果最初的應(yīng)變力過大，那些具有較差程度的碳纖維預(yù)應(yīng)力的構(gòu)件就會(huì)受到破壞，從而不能將碳纖維強(qiáng)度最好的效果發(fā)揮出來。因此，在構(gòu)件表面粘貼碳纖維材料的時(shí)候，向其中施加一定的預(yù)應(yīng)力，使碳纖維材料本身在一定程度上具備拉應(yīng)力，提升碳纖維的應(yīng)力，充分發(fā)揮其優(yōu)良的性能[2]。

2.4 在路面施工中的應(yīng)用

在路面施工中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)是近年來逐漸興起的一種新型的公路橋梁施工技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)的作用原理即，根據(jù)實(shí)際情況，在混凝土澆筑的路面上配置一定數(shù)量的預(yù)應(yīng)力鋼筋，通過預(yù)應(yīng)力鋼筋產(chǎn)生的約束力來消除混凝土路面的裂縫。將預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用于公路橋梁混凝土路面施工中，在施工過程的前期，理論研究是非常重要的，施工中存在很多因素能夠引起路面混凝土板的翹曲，如交通荷載、溫度及濕度等變化，因此，對這些不斷變化的因素要加以探究，避免出現(xiàn)路面混凝土收縮、斷裂的現(xiàn)象。

3 公路橋梁施工中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)需要注意的事項(xiàng)

雖然預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁施工建設(shè)中得到了普遍的應(yīng)用，然而，在實(shí)際的施工操作中依舊存在很多問題，這直接影響了預(yù)應(yīng)力技術(shù)的功能在工程建設(shè)中的發(fā)揮。應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，某個(gè)橋梁工程的預(yù)應(yīng)力空心板橋設(shè)計(jì)如圖1所示。

一般來講，為了增加預(yù)應(yīng)力混凝土的強(qiáng)度，在實(shí)際操作中通常會(huì)在混凝土中添加早強(qiáng)劑?；炷翝仓戤吅?，就會(huì)執(zhí)行混凝土的預(yù)應(yīng)力拉張操作，然而剛澆筑完的混凝土不具備較高的強(qiáng)度，而且隨著時(shí)間的推移，混凝土強(qiáng)度與彈性模量的增加也并不是同步的，如果較早的執(zhí)行預(yù)應(yīng)力張拉操作，會(huì)損失預(yù)應(yīng)力，從而降低橋梁的承載能力，出現(xiàn)混凝土開裂的現(xiàn)象。在實(shí)際操作中，通過采取同步養(yǎng)生試壓塊這個(gè)辦法可得出早期的混凝土強(qiáng)度，而利用這個(gè)強(qiáng)度來代替實(shí)際混凝土強(qiáng)度會(huì)影響到公路橋梁的施工質(zhì)量。通過對我國一些發(fā)生質(zhì)量事故的公路橋梁工程進(jìn)行詳細(xì)的分析，對發(fā)生事故的結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度進(jìn)行仔細(xì)的驗(yàn)算，最終發(fā)現(xiàn)所用混凝土實(shí)際強(qiáng)度并沒有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的測試強(qiáng)度。因此，嚴(yán)格控制施工混凝土強(qiáng)度對于工程建設(shè)的安全及質(zhì)量都是非常重要的。

在實(shí)際施工中，如果預(yù)應(yīng)力技術(shù)使用的不標(biāo)準(zhǔn)，沒有對施工具體環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格控制，也會(huì)對工程質(zhì)量產(chǎn)生非常不利的影響。比如在實(shí)施張拉操作時(shí)，需要嚴(yán)格控制預(yù)應(yīng)力及張拉力筋的伸長量。施工中，相關(guān)工作人員在沒有計(jì)量與標(biāo)定千斤頂?shù)那闆r下就執(zhí)行張拉作業(yè)，加之施工人員的專業(yè)技能較差，工作態(tài)度不認(rèn)真，極易產(chǎn)生誤差，從而出現(xiàn)張拉力不均勻的情況[3]。

預(yù)應(yīng)力孔道壓漿也是公路橋梁施工中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)的一個(gè)質(zhì)量問題。預(yù)應(yīng)力壓漿的作用就是保護(hù)預(yù)應(yīng)力鋼筋，使其不會(huì)受到外界的腐蝕，此外，還可以使結(jié)構(gòu)及預(yù)應(yīng)力鋼筋一起來抵抗外力。然而，在實(shí)際施工中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問題，如預(yù)留的壓漿管道受到不同程度的堵塞甚至破壞。而且如果壓漿的稠度較低，設(shè)備老化，還會(huì)導(dǎo)致漏漿、漏灌現(xiàn)象的發(fā)生，究其原因，主要是施工方對孔道壓漿工藝的重視程度不夠。

4 結(jié)語

在公路橋梁施工中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，是我國路橋施工技術(shù)上的一大進(jìn)步。該技術(shù)的科學(xué)使用能夠提升路橋工程的質(zhì)量，延長路橋的使用壽命，保障路橋的安全性，促進(jìn)我國公路橋梁工程建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展，同時(shí)，不斷提升并完善預(yù)應(yīng)力技術(shù)，對我國交通事業(yè)的蓬勃發(fā)展也具有極其重要的意義。

[1] 呂洪義.公路橋梁施工中的預(yù)應(yīng)力技術(shù)[J].交通建設(shè)與管理(下半月),2014(7)：127-128.

[2] 沈光洪.公路橋梁施工中的預(yù)應(yīng)力技術(shù)[J].房地產(chǎn)導(dǎo)刊,2014(5)：15-16.

[3] 鄭培金.淺談公路橋梁施工中的預(yù)應(yīng)力技術(shù)[J].城市建設(shè)理論研究,2014(9)：40-41.

Study on prestress technology in highway bridge construction

Jiang Yongjun

(DepartmentofHighwayAdministration,DatongBureauofTrafficTransportation,Datong037000,China)

The paper introduces prestress technology, describes the application measures of prestress technology in highway bridge construction, and points out matters needing attention in prestress technology application in highway bridge construction, with a view to improve prestress technology.

highway bridge, prestress technology, application

2015-03-23

蔣永軍(1970- )，男，工程師

1009-6825(2015)16-0179-02

U441.5

A