公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)問(wèn)題的探討

黃志強(qiáng)+黃家瑜

摘 要：隨著公路橋梁建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大，預(yù)應(yīng)力混泥土結(jié)構(gòu)因其具有充分利用材料的高強(qiáng)度性能，可以有效防止混泥土裂縫，減輕結(jié)構(gòu)自重，加大橋梁跨徑，剛度大，型車舒適等優(yōu)點(diǎn)技術(shù)在公路橋梁上得到普遍的應(yīng)用，然而預(yù)應(yīng)力技術(shù)引起的施工質(zhì)量問(wèn)題也不斷增多，在實(shí)際施工中存在諸多質(zhì)量問(wèn)題。本文首先介紹了預(yù)應(yīng)力技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，分析其存在的問(wèn)題，提出了施工中的應(yīng)用對(duì)策。

關(guān)鍵詞：公路橋梁 預(yù)應(yīng)力技術(shù) 應(yīng)用措施

1.預(yù)應(yīng)力技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

現(xiàn)今在公路橋梁施工中，預(yù)應(yīng)力技術(shù)得到廣泛運(yùn)用。相比較其他公路橋梁施工技術(shù)來(lái)說(shuō)，預(yù)應(yīng)力技術(shù)屬于一種較為新穎的技術(shù)，且在實(shí)際施工中應(yīng)用的時(shí)間還較短，應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)不是特別豐富。但是，就目前來(lái)看，預(yù)應(yīng)力技術(shù)一在公路橋梁施工中應(yīng)用就顯示出明顯的優(yōu)勢(shì)，優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：首先，預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用范圍十分廣泛。預(yù)應(yīng)力技術(shù)不僅僅在公路橋梁施工中得到廣泛使用，在一些邊坡錨固等工程施工中也會(huì)大量使用到預(yù)應(yīng)力技術(shù)。其次，預(yù)應(yīng)力技術(shù)可大量節(jié)省施工材料。這樣一來(lái)，不僅使得工程造價(jià)得到大幅度降低，最重要的是還能使得道路橋梁的自重得到顯著減輕，使得工程質(zhì)量得到保證。再次，預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁施工中使用還能對(duì)公路橋梁的抗裂能力、抗滑能力以及抗?jié)B透能力都得到顯著提高，使得公路橋梁施工質(zhì)量得到有效提高。最后，在公路橋梁中積極運(yùn)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)還顯示出施工便捷性高、操作安全性高等特點(diǎn)。

2.公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力的存在問(wèn)題

在公路橋梁施工中對(duì)預(yù)應(yīng)力技術(shù)運(yùn)用時(shí)存在較多的問(wèn)題，主要有：首先，預(yù)應(yīng)力錨具與孔道之間的問(wèn)題。其中主要有錨具尺寸之中存在的偏差、扁錨以及相關(guān)連接器之間產(chǎn)生的操作失誤、后張預(yù)留孔道的施工質(zhì)量不合格等等，這些情況都導(dǎo)致施工質(zhì)量受到一定程度的影響。其次，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的施工工藝等文。在預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)中由于混凝土張拉時(shí)間對(duì)其缺乏有效的控制，導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力不合理，進(jìn)而導(dǎo)致超長(zhǎng)束端張拉工藝出現(xiàn)失控，與此同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致混凝土上層被一定程度損壞，預(yù)應(yīng)力孔道壓泵也會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的問(wèn)題。

一般來(lái)說(shuō)，遇到上述問(wèn)題，就需要采取有效的解決措施，進(jìn)而使得施工質(zhì)量得到有效保證。首先，由于在公路橋梁施工過(guò)程中，對(duì)預(yù)應(yīng)力技術(shù)進(jìn)行利用容易受到各種外界因素的影響，因而為了使得公路橋梁在施工的時(shí)候施工質(zhì)量得到有效保證，就需要在預(yù)應(yīng)力技術(shù)在實(shí)際施工之前，對(duì)公路進(jìn)行相應(yīng)的勘察工作，組織工程中的專業(yè)人員對(duì)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)的施工環(huán)境進(jìn)行觀察。并根據(jù)已經(jīng)收集得到的資料對(duì)處理方案以及應(yīng)急方案進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，從而使得問(wèn)題被有效解決，最終使得在公路施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)可以得到科學(xué)有效利用。其次，在對(duì)預(yù)應(yīng)力技術(shù)進(jìn)行利用之前，應(yīng)該結(jié)合以往使用該技術(shù)的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工的實(shí)際情況進(jìn)行分析，進(jìn)而使得預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁施工中的效率以及質(zhì)量都得到有效提高，使其滿足公路橋梁施工的相關(guān)要求。

3.公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力的應(yīng)用

3.1對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼絞線的選擇

現(xiàn)今，市場(chǎng)上使用的預(yù)應(yīng)力鋼材主要是預(yù)應(yīng)力鋼筋、矯直回火預(yù)應(yīng)力鋼絲、普通預(yù)應(yīng)力鋇絲、低松弛鋼絞線以及冷拉預(yù)應(yīng)力鋼絲。低松弛鋼絞線屬于一種新的預(yù)應(yīng)力鋼材，其主要特點(diǎn)有效率高、經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)、施工難度較低等特點(diǎn)，因而在建筑工程中已經(jīng)得到了大量使用，如高速公路、高架公路的建設(shè)中。在工程施工中使用預(yù)應(yīng)力鋼絞線可使得鋼材可大量節(jié)省，進(jìn)而取得較高的經(jīng)濟(jì)效益以及社會(huì)效益。在對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼絞線進(jìn)行選擇的時(shí)候，應(yīng)該注意鋼絞線性能的各項(xiàng)參數(shù)，如松散性、伸長(zhǎng)率、幾何參數(shù)以及表面狀態(tài)等等。另外，還需要注意鋼絞線的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，如品種規(guī)格、尺寸公差以及延伸率等。

3.2預(yù)應(yīng)力錨具的選擇

在后張法預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中所使用到的錨具一般有兩種，即機(jī)械錨固以及摩阻錨固。一般來(lái)說(shuō)，機(jī)械錨固類錨具主要是在預(yù)應(yīng)力器材的頂部使用機(jī)械加工的方式，使其形成一個(gè)可進(jìn)行錨定的條件進(jìn)而可進(jìn)行加固。這類錨具是用于粗鋼筋或者集束型的高強(qiáng)鋼絲中，也有的是用于多根多單根的鋼絞線的。主要特點(diǎn)是使得錨具應(yīng)力的損失得到有效降低，使得連接較為便捷。在未對(duì)其進(jìn)行灌漿之前，可以對(duì)張扣進(jìn)行放松或重復(fù)，使得預(yù)應(yīng)力得到調(diào)整。摩阻錨固類的錨具主要是對(duì)楔形錨具進(jìn)行利用，進(jìn)而使得錨力產(chǎn)生較多的變化，進(jìn)而使得穿索難度降低。但其缺點(diǎn)就是使得錨具的應(yīng)力產(chǎn)生較大的損失，想要對(duì)其進(jìn)行連接或是重復(fù)張拉出現(xiàn)很大難度。

3.3對(duì)預(yù)應(yīng)力體系進(jìn)行設(shè)計(jì)

一般來(lái)說(shuō)，預(yù)應(yīng)力體系在設(shè)計(jì)的時(shí)候，采用的是OVM以及XYM體系。這種體系的頂板縱向鋼束使用的是平豎彎曲相結(jié)合的空間曲線，并集中錨固使其在腹板頂部的承托上，而底板的鋼束則應(yīng)該在齒板處的錨固上。這樣的設(shè)置具有以下的特點(diǎn)：首先，使得預(yù)應(yīng)力達(dá)到最大力臂，對(duì)于力學(xué)效應(yīng)進(jìn)行最大限度發(fā)揮。同時(shí)，由于步束是在腹板處，因而預(yù)應(yīng)力的傳力路線較短，在全截面上分布；其次，頂板束錨固設(shè)置在承托之中，這時(shí)，就不需要在設(shè)置復(fù)雜的齒板構(gòu)造，而箱梁的尺寸可根據(jù)受力的需要對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行相應(yīng)的控制。再次，頂板以及底板的鋼束在平面上也是按照一樣的S型在相應(yīng)的設(shè)計(jì)位置上錨固的，這樣可以使得錨固點(diǎn)所產(chǎn)生的橫向力被集中消除。

3.4對(duì)預(yù)應(yīng)力效應(yīng)的測(cè)算

在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該首先根據(jù)經(jīng)驗(yàn)對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼束的分布圖進(jìn)行假定，之后在對(duì)其進(jìn)行預(yù)應(yīng)力分析，對(duì)結(jié)構(gòu)中各截面所具有的應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行檢查。若結(jié)構(gòu)中的預(yù)應(yīng)力狀態(tài)不符合要求，就需要對(duì)鋼束分布進(jìn)行調(diào)整改進(jìn)，經(jīng)過(guò)多次調(diào)整之后，使其滿足應(yīng)力要求。因此，在對(duì)預(yù)應(yīng)力筋、預(yù)應(yīng)力錨具或者預(yù)應(yīng)力體系進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，首先要看預(yù)應(yīng)力效應(yīng)的如何。

在對(duì)預(yù)應(yīng)力損失進(jìn)行測(cè)算的時(shí)候，包括兩個(gè)方面，即瞬時(shí)損失以及后期損失。瞬時(shí)損失指的是在鋼束錨固之前或正在錨固的時(shí)候可能出現(xiàn)的預(yù)應(yīng)力損失值。而對(duì)于后張力預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，其中包括鋼束與預(yù)留孔道之間所產(chǎn)生的摩阻損失，或在張拉的時(shí)候，構(gòu)件長(zhǎng)度所導(dǎo)致的縮短，也就是彈性壓縮損失以及錨具產(chǎn)生變形之后造成的損失。后期損失是在鋼束進(jìn)行錨固之后產(chǎn)生的損失，它主要包括鋼束松弛以及混凝土收縮、后期預(yù)應(yīng)力在進(jìn)行張拉的時(shí)候所造成的鋼束預(yù)應(yīng)力的減小等等。

3.5預(yù)應(yīng)力技術(shù)在路橋鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的實(shí)際應(yīng)用

在公路橋梁施工時(shí)，鋼筋混凝土施工是其中的重要組成部分。而在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工的過(guò)程中，可以通過(guò)積極利用預(yù)應(yīng)力技術(shù)的方法，使得在混凝土施工中最常出現(xiàn)的裂縫情況得到有效減少。這樣做的基本原理是在混凝土結(jié)構(gòu)正式施工之前對(duì)受拉區(qū)范圍中的混凝土進(jìn)行加壓，使得受拉區(qū)混凝土鋼筋的抗壓能力得到顯著提高，使得鋼筋混凝土施工完成之后出現(xiàn)裂縫的情況大大減少[6]。另外，公路橋梁的施工中，路面施工質(zhì)量是保證整個(gè)施工質(zhì)量的關(guān)鍵部分。就目前來(lái)看，我國(guó)公路橋梁路面在進(jìn)行施工的時(shí)候最常出現(xiàn)的問(wèn)題就是裂縫問(wèn)題。這時(shí)，也可以積極利用預(yù)應(yīng)力的施工技術(shù)，避免道路路面出現(xiàn)裂縫，影響道路的質(zhì)量。這樣做的作用機(jī)制主要是和在進(jìn)行鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工時(shí)應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)的機(jī)制是一樣的。

4.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，現(xiàn)今，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，預(yù)應(yīng)力技術(shù)也得到了相應(yīng)的發(fā)展。并且，預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁施工中也得到了廣泛的應(yīng)用。但是，不容忽視的是，預(yù)應(yīng)力技術(shù)在得到廣泛運(yùn)用的同時(shí)，也出現(xiàn)了一些問(wèn)題，影響施工質(zhì)量。因而，在今后的施工過(guò)程中，應(yīng)該對(duì)預(yù)應(yīng)力技術(shù)在運(yùn)用中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行有效的規(guī)避，從而使得公路橋梁的施工質(zhì)量得到有效的保證，也促使預(yù)應(yīng)力技術(shù)在不斷的改進(jìn)運(yùn)用中發(fā)展成熟。

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