預(yù)應(yīng)力在橋梁中的使用

蔣文濤

[摘 要]橋梁的預(yù)應(yīng)力技術(shù)是我國(guó)橋梁技術(shù)充分發(fā)展的良好表現(xiàn)，在施工的過(guò)程中我們更加要對(duì)整體的設(shè)施進(jìn)行不斷的總結(jié)與創(chuàng)新，對(duì)需要使用的新型材料進(jìn)行實(shí)際性的基本測(cè)試，從而更好地確保材料的使用剛度完全在掌握之中，只有這樣，我們才能更好地將這種橋梁的預(yù)應(yīng)力工程施工技術(shù)進(jìn)行完美使用，本文主要分析公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用，以達(dá)到預(yù)應(yīng)力工程施工的順利實(shí)施。

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

中圖分類號(hào)：U445.72 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）25-0201-01

作為一項(xiàng)專門的公路橋梁施工技術(shù)，在各個(gè)方面和建筑工程中大力推廣預(yù)應(yīng)力技術(shù)，特別是對(duì)當(dāng)前新時(shí)期提升公路橋梁的安全性和穩(wěn)定性，以及提升公路橋梁的整體壽命有著巨大的作用。此外預(yù)應(yīng)力混凝土具有強(qiáng)度高、剛度高以及抗裂性強(qiáng)等多種優(yōu)點(diǎn)，因此在施工的過(guò)程中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)可以促進(jìn)和提升公路橋梁的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

一、 預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的特點(diǎn)

預(yù)應(yīng)力技術(shù)特點(diǎn)。一是能在結(jié)構(gòu)使用期內(nèi)檢測(cè)、維護(hù)和更換；二是在預(yù)應(yīng)力技術(shù)中，預(yù)應(yīng)力筋是與混凝土截面是分離開(kāi)來(lái)的， 這在很大程度上使各自的施工更方方便，質(zhì)量更有保證。三是束形簡(jiǎn)單，摩阻損失小。體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)具有以上特點(diǎn)， 而在橋梁加固中得到廣泛的應(yīng)用。

二、 預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用的加固性能闡述

1、預(yù)應(yīng)力是指對(duì)布置于承載橋梁結(jié)構(gòu)本體之外的鋼束張拉而產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力。設(shè)計(jì)時(shí)僅把鋼束錨固區(qū)域設(shè)置在橋梁結(jié)構(gòu)本體內(nèi)，轉(zhuǎn)向塊可設(shè)在橋梁結(jié)構(gòu)體內(nèi)或體外。預(yù)應(yīng)力體系由管道、漿體、錨固體系和轉(zhuǎn)向塊等部件組成。預(yù)應(yīng)力體系分為有粘結(jié)體外預(yù)應(yīng)力體系和無(wú)粘結(jié)體外預(yù)應(yīng)力體系。有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力體系是將鋼鉸線穿入孔道內(nèi)張拉后，向孔道管內(nèi)灌入水泥漿。無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力體系的體外預(yù)應(yīng)力筋由若干單根無(wú)粘結(jié)筋組成，將單根無(wú)粘結(jié)筋平行穿入管內(nèi)，張拉之前，先完成灌漿工藝，由水泥漿體將單根無(wú)粘結(jié)筋定位，張拉后不灌入水泥漿。根據(jù)受力特點(diǎn)，分為施加預(yù)應(yīng)力階段和活載作用兩個(gè)階段進(jìn)行受力分析。

2、預(yù)應(yīng)力的加固法的原理在于在橋梁下緣的受拉區(qū)域增設(shè)預(yù)應(yīng)力材料，在張拉的作用下使橋梁產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力，在這一預(yù)應(yīng)力的作用下，梁體會(huì)產(chǎn)生上拱效應(yīng)，抵消了橋梁的部分自重應(yīng)力，降低殼體結(jié)構(gòu)變形速度以及裂縫的寬度，改變結(jié)構(gòu)受力系統(tǒng)，由此很大程度上將橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力提高。當(dāng)對(duì)加固工程流程進(jìn)行合理安排后，這一方法的最大優(yōu)勢(shì)在于能在最大程度上降低對(duì)橋面交通的影響，在條件允許時(shí)甚至可以在施工過(guò)程中有限地開(kāi)放交通運(yùn)行，所以這一方法是使用最廣泛的加固方法之一。在橋梁加固過(guò)程中，對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼束的分布圖要滿足足夠的應(yīng)力要求，對(duì)這部分設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對(duì)各種存在的因素進(jìn)行應(yīng)力分析，得出各截面的應(yīng)力數(shù)據(jù)，檢查下各個(gè)截面的應(yīng)力數(shù)據(jù)能否滿足截面的應(yīng)力需求，如不能滿足要求，要進(jìn)行反復(fù)的嘗試來(lái)改善截面的應(yīng)力，當(dāng)各個(gè)截面的應(yīng)力都滿足應(yīng)力要求時(shí)即可以設(shè)計(jì)出鋼束應(yīng)力圖。

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

1、在混凝土路面中的應(yīng)用。預(yù)應(yīng)力技術(shù)不斷成熟與使用的日益廣泛使研究人員將之引人到了混凝土橋面施工中， 如在基本的理論工作中，研究人員先對(duì)橋梁承受的交通荷載、溫度及濕度變化給橋面造成的翹曲約束、收縮時(shí)造成的板底摩擦約束等因素進(jìn)行細(xì)致分析與深入研究， 在此之上進(jìn)行混凝土橋面施工中縱向預(yù)應(yīng)力的合理施加， 使橋面橫向收縮開(kāi)裂現(xiàn)象得到有效遏制。

2、受彎構(gòu)件。通常預(yù)應(yīng)力在公路橋梁施工中發(fā)揮的重要作用就是改變和提升混凝土的受彎以及受拉性能，因?yàn)榛炷敛痪邆鋸?qiáng)力的受拉以及受彎性能，而在受彎構(gòu)件中采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)能夠極大地改善這些缺點(diǎn)，能夠最大程度地發(fā)揮出受壓性能的優(yōu)勢(shì)，改變當(dāng)前工程施工過(guò)程中抗拉和抗彎性能上的不足。

3、多跨連續(xù)梁。首先，對(duì)施工中模板的安裝情況進(jìn)行有效的控制。模板安裝作為施工中最重要的環(huán)節(jié)之一，其不僅涉及到難度系數(shù)較高的鋼筋和預(yù)應(yīng)管道的埋設(shè)，更會(huì)影響著整個(gè)工程的施工連續(xù)性和質(zhì)量。正式施工之前，應(yīng)細(xì)致檢查模板的表面，避免凹凸、粗糙或具有殘余粘漿等情況，一旦發(fā)現(xiàn)應(yīng)立即修補(bǔ)；順利安裝內(nèi)模后，應(yīng)仔細(xì)檢查其中的部位，保證其尺寸符合要求；拆除模板的側(cè)模與端模時(shí)，應(yīng)實(shí)時(shí)檢測(cè)混凝土芯部與表層、箱內(nèi)的溫度差，并將其控制在15℃以內(nèi)。其次，對(duì)混凝土的施工質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的控制。對(duì)于混凝土攪拌站而言，應(yīng)盡量提高混凝土的儲(chǔ)備量，以提高施工過(guò)程中的材料連續(xù)供應(yīng)力；混凝土投入使用時(shí)，應(yīng)盡最大可能的采用熱水拌制，而非冰水，不僅因?yàn)楸柚频牟僮鬟^(guò)程非常繁雜、困難，更會(huì)影響混凝土的檢測(cè)結(jié)果；混凝土的澆注，應(yīng)避免溫度較高的時(shí)期，以杜絕因施工問(wèn)題而產(chǎn)生裂紋。

4、加固工程

（1）體外預(yù)應(yīng)力加固的適用條件。第一適用于正截面受彎承載力不足或正截面受拉區(qū)鋼筋銹蝕的情況；第二適用于梁抗彎剛度不足導(dǎo)致梁的撓度超過(guò)規(guī)范規(guī)定， 或由于剛度太小導(dǎo)致梁的受拉區(qū)裂縫寬度超過(guò)規(guī)范規(guī)定的情況；第三適用于梁斜截面受剪承載力不足的情況。

（2）預(yù)應(yīng)力技術(shù)加固方法。在橋梁施工中， 多采用體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)。體外預(yù)應(yīng)力是指對(duì)布置于承載橋梁結(jié)構(gòu)本體之外的鋼束張拉而產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力。設(shè)計(jì)時(shí)僅把鋼束錨固區(qū)域設(shè)置在橋梁結(jié)構(gòu)本體內(nèi)，轉(zhuǎn)向塊可設(shè)在橋梁結(jié)構(gòu)體內(nèi)或體外。體外預(yù)應(yīng)力體系由管道、漿體、錨固體系和轉(zhuǎn)向塊等部件組成。體外預(yù)應(yīng)力體系分為有粘結(jié)體外預(yù)應(yīng)力體系和無(wú)粘結(jié)體外預(yù)應(yīng)力體系。有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力體系是將鋼鉸線穿入孔道內(nèi)張拉后，向孔道管內(nèi)灌入水泥漿。無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力體系的體外預(yù)應(yīng)力筋由若干單根無(wú)粘結(jié)筋組成，將單根無(wú)粘結(jié)筋平行穿入管內(nèi)，張拉之前，先完成灌漿工藝，由水泥漿體將單根無(wú)粘結(jié)筋定位， 張拉后不灌入水泥漿。根據(jù)受力特點(diǎn)，分為施加預(yù)應(yīng)力階段和活載作用兩個(gè)階段進(jìn)行受力分析。

5、 在鋼筋混凝土構(gòu)件中的應(yīng)用。

傳統(tǒng)的公路橋梁工程中經(jīng)常會(huì)發(fā)生混凝土開(kāi)裂的現(xiàn)象，而此種問(wèn)題不僅會(huì)影響美觀以及對(duì)力學(xué)性能產(chǎn)生巨大的影響，而且會(huì)讓混凝土的抗?jié)B性能變得非常差，極其容易遭受到水的破壞和腐蝕，不斷對(duì)混凝土工程的質(zhì)量、強(qiáng)度以及使用壽命造成影響。而如果我們?cè)诨炷两Y(jié)構(gòu)中使用預(yù)應(yīng)力技術(shù)就能夠很好地解決上述問(wèn)題，對(duì)預(yù)防混凝土早期發(fā)生裂縫的情況具有特別好的效果。橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)部的受力非常復(fù)雜，各個(gè)部分的構(gòu)件在其特殊部位不僅會(huì)受到壓應(yīng)力作用，而且會(huì)遭受到拉應(yīng)力和剪應(yīng)力的互相作用，因此在公路橋梁施工中對(duì)構(gòu)件的要求非常高。對(duì)鋼筋混凝土中的構(gòu)件應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，能夠極大地減小混凝土構(gòu)件拉應(yīng)力作用，進(jìn)而使得混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件能夠得到一定程度的保護(hù)，拉應(yīng)力只要是在一個(gè)科學(xué)合適的范圍內(nèi)就能夠確?；炷猎谑褂玫倪^(guò)程中不會(huì)因車輛的通過(guò)而產(chǎn)生裂縫。

四、 結(jié)束語(yǔ)

在科學(xué)技術(shù)水平不斷提高的今天， 我們應(yīng)加大對(duì)橋梁施工技術(shù)的研究力度， 從而加快對(duì)我國(guó)舊橋的加固改造研究， 對(duì)提高我國(guó)的交通運(yùn)輸能力具有極其重要的作用， 同時(shí)也能在很大程度上促進(jìn)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]林云.橋梁預(yù)應(yīng)力工程加固施工技術(shù)[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2015（8）.

[2]毛金龍.淺談橋梁預(yù)應(yīng)力真空壓漿施工技術(shù)[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2015（2）.

[3]馬銀.關(guān)于公路橋梁施工管理的思考[J].科技傳播，2015（16）：122-123.