談?lì)A(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)在路橋工程中的應(yīng)用

張 孝 忠

(山西省呂梁公路分局孝義公路管理段,山西 孝義 032300)

0 引言

國(guó)家基礎(chǔ)設(shè)施作為直接影響國(guó)際民生的項(xiàng)目，近年來(lái)越來(lái)越引起國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人和相關(guān)部門(mén)的重視，并不斷擴(kuò)展規(guī)劃、加大投資力度。在目前的路橋施工建設(shè)中，預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。該技術(shù)較強(qiáng)的抗裂性能、較強(qiáng)的剛度、強(qiáng)度以及較好的耐久性在很大程度上降低了應(yīng)力的損失，延長(zhǎng)了設(shè)施的使用壽命。

1 預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)簡(jiǎn)介

為了彌補(bǔ)混凝土過(guò)早出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象，在構(gòu)件使用(加載)以前，預(yù)先給混凝土一個(gè)預(yù)壓力，即在混凝土的受拉區(qū)內(nèi)，用人工加力的方法，將鋼筋進(jìn)行張拉，利用鋼筋的回縮力，使混凝土受拉區(qū)預(yù)先受壓力。這種儲(chǔ)存下來(lái)的預(yù)加壓力，當(dāng)構(gòu)件承受由外荷載產(chǎn)生拉力時(shí)，首先抵消受拉區(qū)混凝土中的預(yù)壓力，然后隨荷載增加，才使混凝土受拉，這就限制了混凝土的伸長(zhǎng)，延緩或不使裂縫出現(xiàn)，這就叫做預(yù)應(yīng)力混凝土。

2 預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)在路橋施工中的優(yōu)缺點(diǎn)

2.1 預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

2.1.1較強(qiáng)的抗裂性能

與普通的鋼筋混凝土相比，預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件由于在承受外來(lái)載荷之前，其受拉區(qū)就已經(jīng)存在了預(yù)壓應(yīng)力，所以，有外荷作用的時(shí)候首先是抵消預(yù)壓應(yīng)力，然后才是應(yīng)對(duì)外荷應(yīng)力，逐漸由受壓轉(zhuǎn)變?yōu)槭芾瓲顟B(tài)，因而在很大程度上就增強(qiáng)了構(gòu)件的耐拉性能，增強(qiáng)構(gòu)件的抗裂性，延長(zhǎng)構(gòu)件的使用壽命。這種技術(shù)極其符合路橋建設(shè)的要求，提高路橋設(shè)施的質(zhì)量，保障設(shè)施的使用年限。

2.1.2較強(qiáng)的剛度、強(qiáng)度

由于預(yù)應(yīng)力混凝土有著較好的抗裂性能，因此該技術(shù)的構(gòu)件在工作的時(shí)候也有著相對(duì)較大的彈性，因此與傳統(tǒng)的鋼筋混凝土相比將會(huì)不易變形，也就是其剛度也會(huì)相應(yīng)的增加。除此之外，預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)可以在構(gòu)件進(jìn)行施加預(yù)壓力的時(shí)候也會(huì)相應(yīng)的減少構(gòu)件的撓度，使其不易變形。再者，與普通鋼筋混凝土技術(shù)相比，預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)在對(duì)其構(gòu)件中的鋼筋被預(yù)拉，從而加強(qiáng)了鋼筋的耐拉性能，可以有效地利用高強(qiáng)度的鋼筋，以減少對(duì)鋼筋截面面積的需求。這就要求用高強(qiáng)度的混凝土搭配高強(qiáng)度的鋼筋，達(dá)到最佳的效用。

2.1.3能夠提高整體結(jié)構(gòu)的抗剪性能

在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中，其縱向的預(yù)應(yīng)力錨固能夠起到一定的類(lèi)似作用，這樣能夠避免結(jié)構(gòu)出現(xiàn)斜向裂縫和變形現(xiàn)象，因此該技術(shù)結(jié)構(gòu)對(duì)工程整體結(jié)構(gòu)能夠起到良好抗剪作用。

2.2 預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)的缺點(diǎn)

雖然預(yù)應(yīng)力混凝土具有很多的優(yōu)點(diǎn)，但在具體應(yīng)用過(guò)程中也存在一定的局限性。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1)施工工序比較多，并且對(duì)施工技術(shù)要求較高。因此提高了該技術(shù)的使用門(mén)檻，建設(shè)單位需要配備專(zhuān)業(yè)的高技能人才。

2)該技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用需要有專(zhuān)門(mén)的配套設(shè)備，如張拉設(shè)備，錨夾具等等。

3)該技術(shù)的應(yīng)用需要投入較高的設(shè)備和人工成本，相對(duì)于大部分普通鋼筋混凝土構(gòu)件就可以達(dá)成的施工來(lái)說(shuō)，該技術(shù)的造價(jià)太高。

3 路橋工程中預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)的有效應(yīng)用

3.1 路橋工程施工過(guò)程中預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

在路橋工程中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)則是整個(gè)施工過(guò)程的第一步，也是最為關(guān)鍵的一步。必須根據(jù)路橋工程項(xiàng)目的實(shí)際需求和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并從全局的角度出發(fā)，考慮項(xiàng)目整體結(jié)構(gòu)對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的承載作用以及整體的實(shí)際功能。

3.2 預(yù)應(yīng)力技術(shù)在路面中的應(yīng)用

在當(dāng)前的形勢(shì)下，混凝土連續(xù)梁和混凝土路面在路橋施工過(guò)程中用的最為普遍。然而在路面和連續(xù)梁的鋼筋混凝土中引用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，則可以利用預(yù)應(yīng)力構(gòu)件材料有效改善路橋的質(zhì)量，減少裂縫的出現(xiàn)和擴(kuò)大，這就充分彰顯出預(yù)應(yīng)力混凝土的優(yōu)勢(shì)。

3.3 預(yù)應(yīng)力技術(shù)在受彎構(gòu)件中的應(yīng)用

在預(yù)應(yīng)力技術(shù)得到不斷發(fā)展的同時(shí)，也應(yīng)用了一些新興的材料，比如碳纖維等。使用碳纖維可以增加構(gòu)件的強(qiáng)度，有利于施工的順利進(jìn)行。在對(duì)路橋中受彎構(gòu)件進(jìn)行加固時(shí)，通過(guò)對(duì)碳纖維材料進(jìn)行預(yù)應(yīng)力處理，一旦受彎構(gòu)件受到損壞，就可以增強(qiáng)碳纖維材料的應(yīng)力和強(qiáng)度，使得碳纖維材料在路橋工程中發(fā)揮更大的作用。

4 路橋工程施工中預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)應(yīng)用的管理重點(diǎn)

預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)雖然具有很多的優(yōu)點(diǎn)，但是目前在路橋工程實(shí)際工作中仍然存在一些問(wèn)題，以致不能充分發(fā)揮預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)的主要作用。比如：1)張拉前裂縫，當(dāng)構(gòu)件中產(chǎn)生較大的溫差時(shí)，在張拉前就會(huì)產(chǎn)生構(gòu)件裂縫問(wèn)題，這在實(shí)際工作很是常見(jiàn)。這將直接影響路橋工程的質(zhì)量。2)堵塞，主要表現(xiàn)在波紋管堵塞和孔道堵塞。在波紋管產(chǎn)生堵塞的關(guān)鍵時(shí)期，由于工作人員的操作不當(dāng)，造成彎頭松動(dòng)或是波紋管彎折，導(dǎo)致淤泥進(jìn)入并造成波紋管堵塞，這將嚴(yán)重影響工程的進(jìn)度。另外，如果內(nèi)芯在水泥未凝固之前抽出，就很容易造成孔道堵塞，致使水泥不能順利通過(guò)預(yù)應(yīng)力鋼筋，影響工程質(zhì)量。

基于上述路橋工程施工過(guò)程中存在的問(wèn)題，筆者認(rèn)為，在今后路橋施工中有效應(yīng)用預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)時(shí)，可以通過(guò)以下措施予以解決。

4.1 解決堵塞和裂縫問(wèn)題的措施

為了切實(shí)減少和杜絕堵塞和裂縫的問(wèn)題，首先在出現(xiàn)堵塞和裂縫之前，工作人員必須嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和操作規(guī)范進(jìn)行作業(yè)，精準(zhǔn)把握每一操作步驟的程度和時(shí)間，避免構(gòu)件內(nèi)產(chǎn)生加大溫差，以提前降低出現(xiàn)裂縫和堵塞的可能性。另外，如果一旦管道發(fā)生堵塞，工作人員則要馬上在管道外側(cè)進(jìn)行位置的標(biāo)注。同時(shí)在開(kāi)孔過(guò)程中切忌用力過(guò)大，一定要緩慢進(jìn)行，徹底消除堵塞物。

4.2 提高張拉工藝施工質(zhì)量的措施

張拉工藝對(duì)工作人員的要求較高，因此在新的張拉工藝開(kāi)始實(shí)施之前，一定要對(duì)操作人員進(jìn)行專(zhuān)業(yè)的培訓(xùn)，使其掌握先進(jìn)工藝和操作流程，并經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的考核后方可上崗。此外，要加強(qiáng)對(duì)施工人員施工過(guò)程的管理，保證其能夠嚴(yán)格按照操作規(guī)范和流程就行，提前做好防備。

同時(shí)，在進(jìn)行張拉施工的過(guò)程中，要展開(kāi)動(dòng)態(tài)監(jiān)督，及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工過(guò)程存在的問(wèn)題，并予以糾正。另外，用于張拉作業(yè)的主要設(shè)備比如錨具、夾具等一定要派專(zhuān)人妥善保管，并定期保養(yǎng)和維護(hù)，保證設(shè)備的性能，從而保證工程質(zhì)量。最后，在實(shí)際的張拉工作中，一旦設(shè)備中存在較強(qiáng)的異響，無(wú)論什么情況，都必須立即停止作業(yè)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查，問(wèn)題消除后方可復(fù)工。

最后，為確保路橋工程中預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，除了對(duì)主要的施工工藝和施工環(huán)節(jié)進(jìn)行把控外，還需要嚴(yán)格把握材料的質(zhì)量。材料的選購(gòu)和驗(yàn)收都要達(dá)到工程質(zhì)量的要求。對(duì)已經(jīng)進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)的材料要進(jìn)行妥善保管，避免預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)受潮以及鋼筋受潮生銹的現(xiàn)象，為確保路橋工程的質(zhì)量奠定良好的基礎(chǔ)。

5 結(jié)語(yǔ)

預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)在我國(guó)路橋工程建設(shè)中有著重要的作用和意義。為確保預(yù)應(yīng)力混凝土的質(zhì)量，就一定要對(duì)操作人員進(jìn)行專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)和嚴(yán)格考核，加強(qiáng)人員的安全意識(shí)和質(zhì)量意識(shí)，嚴(yán)格按照操作規(guī)范和流程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行作業(yè)，從而從源頭上杜絕裂縫和堵塞現(xiàn)象的發(fā)生，提高張拉工藝的施工質(zhì)量；另外還要加強(qiáng)對(duì)主要材料的質(zhì)量控制和儲(chǔ)存，為提高路橋質(zhì)量提供良好的保障，進(jìn)一步確保預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)在我國(guó)的路橋工程建設(shè)中發(fā)揮更大的作用。

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