道路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力的應(yīng)用及存在的問題

付國興

近幾年來，由于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)能夠充分利用材料的高強(qiáng)度性能，還能有效阻止混凝土開裂，減輕結(jié)構(gòu)自身重量，增大橋梁跨度，剛度較大，行車舒適等特點(diǎn)，普遍地運(yùn)用在道路橋梁施工工程中。但是在預(yù)應(yīng)力橋梁施工中出現(xiàn)的若干預(yù)應(yīng)力技術(shù)問題也相當(dāng)普遍，給施工和工程結(jié)構(gòu)的質(zhì)量帶來了一些潛在的隱患，已廣泛受到許多專家的關(guān)注。

一、預(yù)應(yīng)力技術(shù)在道路橋梁施工中的應(yīng)用

（一）預(yù)應(yīng)力技術(shù)在加固施工過程中的應(yīng)用

一般道路橋梁的加固是通過補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件和改善結(jié)構(gòu)性能來提高現(xiàn)有道路橋梁的承載力，延長其使用壽命，滿足交通運(yùn)輸?shù)囊?。通常加固的方式有：橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固、改變結(jié)構(gòu)受力體系加固以及體外預(yù)應(yīng)力加固等等。在實(shí)際中，卸載的主要目的就是減小加固施工時混凝土結(jié)構(gòu)的初始應(yīng)變?？梢韵葘?gòu)件施加預(yù)應(yīng)力，使構(gòu)件的受拉區(qū)產(chǎn)生壓應(yīng)力，受壓區(qū)產(chǎn)生拉應(yīng)力，使構(gòu)件在初彎矩時的壓應(yīng)變和拉應(yīng)變減小，這樣可以提高構(gòu)件在極限承載力時的應(yīng)變增量和應(yīng)力，充分加固鋼筋。

（二）預(yù)應(yīng)力技術(shù)在混凝土多跨連續(xù)梁的應(yīng)用

多跨連續(xù)梁有正彎矩區(qū)域和負(fù)彎矩區(qū)域，一般情況下，跨中為正彎矩，支座處為負(fù)彎矩。當(dāng)橋梁的抗彎承載力和抗剪承載力達(dá)不到要求時，就需要進(jìn)行加固處理，當(dāng)跨中正彎矩區(qū)抗彎承載力不足時，可以采用施工比較容易的粘貼碳纖維的方法加固。

（三）預(yù)應(yīng)力技術(shù)在受彎結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

碳纖維具有施工簡單，高強(qiáng)度的特點(diǎn)，所以對受彎構(gòu)建進(jìn)行加固的方法廣泛地采用粘貼碳纖維片材。但是在加固前結(jié)構(gòu)就已經(jīng)具有初始內(nèi)應(yīng)力，混凝土有了初始拉應(yīng)變和壓應(yīng)變，當(dāng)混凝土受壓區(qū)壓應(yīng)變達(dá)到或超過混凝土的極限壓應(yīng)變時，構(gòu)件達(dá)到或超過了極限承載力。碳纖維片材的最終應(yīng)力是由混凝土的應(yīng)變增量決定的，比如當(dāng)初始應(yīng)變較大時，碳纖維片材的應(yīng)力較小構(gòu)件就破壞了，那么就沒有充分發(fā)揮碳纖維強(qiáng)度高的特點(diǎn)?？梢栽谡迟N碳纖維片材時就對其施加預(yù)應(yīng)力，使其附有初始拉應(yīng)力，從而提高當(dāng)構(gòu)件破壞時的碳纖維片材的應(yīng)力，充分發(fā)揮其強(qiáng)度。

二、預(yù)應(yīng)力在道路橋梁施工中出現(xiàn)的問題

（一）孔道堵塞問題

預(yù)留孔道堵塞或塌陷會使預(yù)應(yīng)力鋼筋不能順利通過，這樣會影響張拉的效果，進(jìn)而影響灌注工程質(zhì)量。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是在水泥還尚未凝固之前就抽芯，這樣就沒有一定的強(qiáng)度，或抽芯太遲，就可能會拔斷橡膠抽拔管。

（二）波紋管堵塞

堵管的主要意思是在混凝土澆筑后波紋管出現(xiàn)堵塞的現(xiàn)象。波紋管堵塞會使得后期預(yù)應(yīng)力鋼絞線穿束無法通過或張拉預(yù)應(yīng)力時，鋼絞線實(shí)際值與設(shè)計值有差距，這樣就造成不必要的麻煩，既影響了工期又耗費(fèi)了人力。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是在施工過程中施工人員沒有嚴(yán)格按照規(guī)范安裝波紋管，引起波紋管定位不準(zhǔn)確導(dǎo)致彎折、套管接頭松動，或者是在澆筑過程中，施工人員操作不當(dāng)，造成波紋管破裂，直接造成了混凝土水泥漿滲入到波紋管而堵塞了波紋管。另外，波紋管本身的質(zhì)量缺陷也會引起水泥漿滲漏造成的堵管。

（三）預(yù)應(yīng)力構(gòu)件張拉前出現(xiàn)裂縫問題

預(yù)應(yīng)力構(gòu)件張拉前出現(xiàn)的裂縫問題通常是由溫差和收縮造成的，并且鋼筋砼結(jié)構(gòu)在使用荷載作用下出現(xiàn)裂縫是難以避免的，但是在預(yù)制場內(nèi)的構(gòu)件要盡量避免裂縫。裂縫主要出現(xiàn)在表面處，有時是在箍筋位置，有時從構(gòu)件頂面一直延伸到構(gòu)件側(cè)面。

（四）預(yù)應(yīng)力超長時出現(xiàn)的一段張拉工藝問題

目前我國國內(nèi)澆筑大跨度預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁底板預(yù)應(yīng)力通常采用一端張拉工藝。但是根據(jù)國內(nèi)外有關(guān)規(guī)范，跨度在30m或30m以上的預(yù)應(yīng)力橋梁，都要采用兩端對稱張拉工藝，才能保證跨中承載力，否則就會導(dǎo)致因跨中承載力不足而造成的正截面裂縫。根據(jù)有關(guān)調(diào)查資料顯示，在我國目前通車的公路橋梁中，存在著大量的因張拉工藝不合理出現(xiàn)的裂縫現(xiàn)象。

（五）后張預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)張拉力控制的問題

預(yù)應(yīng)力施工不規(guī)范，主要是張拉力控制是否正確對預(yù)應(yīng)力橋梁質(zhì)量有較大影響。張拉作業(yè)一般是同時控制張拉力和預(yù)應(yīng)力筋伸長量，以張拉力為主，用伸長值校核張拉力。通常情況下張拉力的計量是采用1.5級油壓，但是這種計量誤差較大。因?yàn)橛械那Ы镯敍]有經(jīng)計量標(biāo)定就張拉，而且大部分張拉人員未經(jīng)專業(yè)培訓(xùn)，或者作業(yè)時不夠?qū)Ｐ?，就會出現(xiàn)較大誤差。特別當(dāng)多束張拉時，由于每束張拉力都不一樣，往往在計算預(yù)應(yīng)力筋的伸長值時不準(zhǔn)確，不清楚彈性模量取值，這樣就造成實(shí)際張拉時難以做到將伸長量控制在規(guī)范的范圍內(nèi)。

三、針對預(yù)應(yīng)力相關(guān)技術(shù)問題提出的解決措施

當(dāng)遇到堵管問題時，首先根據(jù)預(yù)應(yīng)力筋曲線坐標(biāo)標(biāo)出堵管的位置，避開主筋位置用沖擊鉆進(jìn)行緩慢開孔，清除波紋管中滲漏的水泥漿，使波紋管中的鋼絞線能順利通過并自由伸縮。為了預(yù)防堵管問題的發(fā)生，可以在施工下料前仔細(xì)檢查波紋管質(zhì)量，在澆筑混凝土之前確認(rèn)波紋管的安裝位置，檢查套管接頭以及密閉性，在澆筑混凝土過程中注意要保護(hù)好波紋管。為預(yù)防由于表面溫度造成的裂縫，應(yīng)避免構(gòu)件內(nèi)外存在過大的溫差。對薄壁構(gòu)件要適當(dāng)延長拆模時間，對預(yù)制構(gòu)件和臺座之間應(yīng)涂隔離劑防止粘接，使構(gòu)件熱脹冷縮時不影響構(gòu)件。

總之，預(yù)應(yīng)力在道路橋梁施工中是一項復(fù)雜的工藝，在預(yù)應(yīng)力施工中要不斷采用新技術(shù)、新材料以及新工藝，對施工人員進(jìn)行技能培訓(xùn)，嚴(yán)格按照規(guī)范辦事，保證工程的順利施工和工程施工質(zhì)量。endprint