預(yù)應(yīng)力技術(shù)在路橋工程中的應(yīng)用解析

姜偉+李中一+郝紀棟

【摘 要】將預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用于公路橋梁工程中具有很多不可替代的優(yōu)勢，預(yù)應(yīng)力混凝土能夠克服傳統(tǒng)混凝土易斷裂的問題，提高工程的安全性和穩(wěn)定性，也為滿足人們對各種類型建筑的需求提供了技術(shù)支撐。但是預(yù)應(yīng)力技術(shù)施工過程專業(yè)性強、工藝復(fù)雜，因此對施工過程技術(shù)要求較高。今后應(yīng)當(dāng)把握關(guān)鍵環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制、明確每道施工流程，從而保證公路橋梁工程的質(zhì)量和使用壽命，推進我國建筑工程事業(yè)的深遠發(fā)展。本文筆者根據(jù)工作實踐經(jīng)驗對預(yù)應(yīng)力技術(shù)在路橋工程中的應(yīng)用進行了分析探討。

【關(guān)鍵詞】預(yù)應(yīng)力技術(shù)；路橋工程；應(yīng)用

前言

通過對公路橋梁施工進行研究可以發(fā)現(xiàn)，在以往的公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的融入時間并不長，其能效發(fā)揮也會受到一定程度的限制，但是在人們需求方向發(fā)生改變的環(huán)境下，對工程應(yīng)用技術(shù)也提出了更高的要求，尤其是在經(jīng)濟技術(shù)發(fā)展的當(dāng)今時代，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的高效應(yīng)用也就顯得至關(guān)重要，技術(shù)水平的相對提升，也進一步帶動了預(yù)應(yīng)力技術(shù)的拓展性應(yīng)用進程，這就使得該項技術(shù)在工程中獲得了較為廣泛的應(yīng)用，無論是操作流程中的任何一個環(huán)節(jié)，其體系的建立都處于優(yōu)化完善階段。

一、公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力的應(yīng)用

預(yù)應(yīng)力實際上就是預(yù)加在施工主體上的應(yīng)力，其作用主要是為了優(yōu)化結(jié)構(gòu)框架，使其更加符合穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)，從而盡可能的避免裂縫等問題的發(fā)生，因此，預(yù)應(yīng)力技術(shù)實際上就是在施工過程中給予工程主體結(jié)構(gòu)以應(yīng)力支持及穩(wěn)定性保障。預(yù)應(yīng)力技術(shù)所施加的應(yīng)力之所以能夠起到穩(wěn)定性作用，主要是因為在施工環(huán)境下給結(jié)構(gòu)主體施加一個與荷載力值相對應(yīng)的應(yīng)力，這樣就能在結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生抵消作用，這不僅將負荷程度進行有效削減，更能進一步增強結(jié)構(gòu)部件的穩(wěn)定性，使其拉力值達到最佳標(biāo)準(zhǔn)，從而為構(gòu)件整體功能的強化提供基礎(chǔ)保障。

（一）預(yù)應(yīng)力在公路橋梁結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

從當(dāng)前形勢來看，公路橋梁結(jié)構(gòu)大多都是應(yīng)用鋼筋混凝土作為主體材料，雖然混凝土結(jié)構(gòu)本身具有一定的強度特性，但是該種結(jié)構(gòu)對施工要求也是較為嚴格的，一旦出現(xiàn)偏差，質(zhì)量問題就會隨之發(fā)生，其中發(fā)生頻率最高的就是混凝土結(jié)構(gòu)受損出現(xiàn)裂縫，這在混凝土結(jié)構(gòu)中是較為常見的，并且該類問題基本貫穿于任何形式的混凝土結(jié)構(gòu)中。公路橋梁本身就是由大量鋼筋混凝土堆砌而成的，相對的其結(jié)構(gòu)也就缺少穩(wěn)定性保障，如果裂縫問題發(fā)生，造成的不良后果是難以預(yù)估的，但是在這一過程中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，就能有效增加結(jié)構(gòu)應(yīng)力，從而盡可能的避免裂縫問題的發(fā)生。當(dāng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性達到預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)件整體性能就會相對提升，這不僅能夠為后續(xù)公路橋梁的正常使用提供科學(xué)保障，更能起到預(yù)防裂縫發(fā)生的重要作用。通過對其施工流程進行研究可以發(fā)現(xiàn)，預(yù)應(yīng)力技術(shù)在實際應(yīng)用過程中首先會工程構(gòu)件正式投入施工前，將應(yīng)力施加在混凝土結(jié)構(gòu)中；其次，應(yīng)力值的控制也是相當(dāng)重要的，只有確保施加應(yīng)力在混凝土可承受的拉力極限內(nèi)，才能為確保鋼筋收拉力值都能夠處于正常水平，這樣會可以在外部荷載力增強的情況下，確保內(nèi)部應(yīng)力值始終保持在正常水平，相對的當(dāng)預(yù)應(yīng)力發(fā)揮作用時，拉力就能有效抵消，這就可以降低混凝土結(jié)構(gòu)的拉伸程度，裂縫也就不會產(chǎn)生。

（二）碳纖維片中的應(yīng)用

由于當(dāng)前我國經(jīng)濟發(fā)展較為快速，這就使得交通壓力有所增加，相對的公路橋梁的施工結(jié)構(gòu)也作出了規(guī)?；卣?，在這一過程中大跨度的公路橋梁數(shù)量也呈現(xiàn)出了一定的上升趨勢，這就對構(gòu)件受彎力提出了更高的承受標(biāo)準(zhǔn)，在此基礎(chǔ)上，結(jié)構(gòu)也需要作出適應(yīng)性調(diào)整，這就進一步增加了箱梁的應(yīng)用頻率。但是由于公路橋梁中的鋼筋混凝土不僅是結(jié)構(gòu)部件，更是拉力承載的關(guān)鍵區(qū)域，尤其是土梁部位，無論是拉應(yīng)力還是受壓部位，其應(yīng)力值都存在較大區(qū)間，因此為了確保橋梁結(jié)構(gòu)能夠與受彎需求值高度相符，施工難度及成本都會有所增加。為了進一步簡化施工流程，將成本控制在最小范圍內(nèi)，就需要根據(jù)施工特點采取有針對性的技術(shù)措施。在實際應(yīng)用過程中碳纖維片粘貼法就能夠解決上述問題，其作用發(fā)揮主要體現(xiàn)在對混凝土梁做出加固性保護措施，在這一過程中之所以能夠達到加固標(biāo)準(zhǔn)，主要是因為碳纖維材料本身就具有較為明顯的強度優(yōu)勢，在施工流程中并不會對工藝手段及施工技術(shù)提出過高要求，因此其應(yīng)用范圍也處于不斷拓展階段，尤其是將碳纖維片與預(yù)應(yīng)力進行有機結(jié)合后，其優(yōu)勢特點也更加顯著，這就能夠為公路橋梁鋼筋混凝土梁性能的穩(wěn)定性提升夯實基礎(chǔ)。

二、預(yù)應(yīng)力施工中的主要問題

（一）預(yù)應(yīng)力筋的定位

預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量嚴格按設(shè)計要求鋪設(shè)，保證位置準(zhǔn)確，平面順直，互不扭絞。張拉端設(shè)置時，應(yīng)保證預(yù)應(yīng)力筋與錨板垂直，承壓板安裝好后須固定牢固，防止混凝土澆筑時移位。當(dāng)在預(yù)應(yīng)力筋位置遇有施工洞及預(yù)留洞口時，預(yù)應(yīng)力筋的位置不斷也不繞，可離洞口邊30mm并束布置。根據(jù)曲線預(yù)應(yīng)力筋的坐標(biāo)位置，核對與非預(yù)應(yīng)力筋的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力筋與非預(yù)應(yīng)力筋或其他布管（如電線管等）發(fā)生沖突時，經(jīng)分析確定優(yōu)先保證預(yù)應(yīng)力筋的鋪設(shè)，將普通鋼筋位置移動，確保預(yù)應(yīng)力管道位置正確，但禁止將鋼筋截斷，實際施工中有兩個部位鋼筋移位較大，采用同型號井字鋼筋加固。然后按照確認的曲線坐標(biāo)制作、布筋。開始幫扎鋼筋前，在墊層上放出墻邊線和鋼筋位置，根據(jù)鋼筋的重疊順序，將縱橫鋼筋、封閉箍筋依次就位，按設(shè)計的鋼絞線在梁內(nèi)的位置，將專用支架牢固焊接在梁內(nèi)箍筋上，并在鋼筋籠中布置專用托輪若干，將絞線束由一端牽引、另一端傳送，緩慢輸送到位。牽引穿鋪中不得損傷護套，順次安放在專用支架的U形卡內(nèi)，隨即將U形卡扳成形，將絞線牢固固定。然后安裝承壓板，螺旋筋等，必須保證梁端40cm內(nèi)絞線束與梁軸線平行。穿入預(yù)應(yīng)力筋后再將上層鋼筋依次就位，嚴格校對位置，固定牢固。

（二）真空灌漿后張預(yù)應(yīng)力

混凝土結(jié)構(gòu)中，預(yù)應(yīng)力筋的防腐蝕問題及與結(jié)構(gòu)混凝土的共同工作問題是通過壓力灌漿充滿預(yù)應(yīng)力筋預(yù)埋孔道和預(yù)應(yīng)力筋之間的空隙予以解決的，當(dāng)后張預(yù)應(yīng)力筋處于非水平的傾斜狀態(tài)、多跨度彎曲狀態(tài)時，水泥漿的泌水蒸發(fā)后形成無水泥漿存在的空間，使該處的預(yù)應(yīng)力筋失去保護。而預(yù)應(yīng)力筋在高應(yīng)力（現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)中，預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力通常在1000MPa以上）狀態(tài)下對腐蝕損壞相當(dāng)敏感（即應(yīng)力腐蝕），造成預(yù)應(yīng)力筋的腐蝕部位斷面缺損，影響預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的安全和耐久性。因此，灌裝質(zhì)量的好壞直接影響到預(yù)應(yīng)力筋的防腐蝕性能、預(yù)應(yīng)力構(gòu)筑物的安全性能和耐久性能。所以在預(yù)應(yīng)力孔道灌漿施工中，針對質(zhì)量問題：孔道中水泥漿未充滿，有空隙；水泥漿體硬化后收縮與孔道壁分離；水泥漿硬化后強度不滿足規(guī)范要求進行重點解決。如果預(yù)應(yīng)力筋部分是多波超長曲線，為確保灌漿的質(zhì)量，保證其密實度，實際施工中對超過40m的多波預(yù)應(yīng)力筋采用了真空灌漿，取得了很好的效果。

三、結(jié)束語

預(yù)應(yīng)力技術(shù)在路橋施工中的應(yīng)用已經(jīng)愈來愈廣泛，在未來的路橋施工中，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用還要進一步升級，注重技術(shù)應(yīng)用的創(chuàng)新，從多方面保障施工的質(zhì)量，只有充分注重施工中的一些細節(jié)，才能有助于預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用水平提高。

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