淺談預(yù)應(yīng)力在公路橋梁施工中的應(yīng)用

隋海玉

摘要：隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，重載交通日益增大，對道路橋梁的承載力提出了更高的要求，過去的橋梁施工技術(shù)已不能滿足日漸增長的交通需求，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用即解決了橋梁的承載力，也減輕了橋梁的自重，現(xiàn)廣泛應(yīng)用在高等級公路及大跨徑橋梁中，而高強度的鋼材與混凝土是預(yù)應(yīng)力混凝土的主要構(gòu)成部分，故此其具備較高強度與抗拉伸性能。由此可見，預(yù)應(yīng)力技術(shù)在促進我國道橋工程可持續(xù)發(fā)展方面做出的貢獻是不可磨滅的。

關(guān)鍵詞：公路橋梁；預(yù)應(yīng)力

伴隨著我國經(jīng)濟的迅速增長，公路工程項目建設(shè)也越來越多，公路工程施工技術(shù)也在不斷改善，為了確保橋梁施工能更好的承載交通需求，有必要引入預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)，盡管預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在我國的起步較晚，憑借其較強的穩(wěn)定性和易施工低成本的特點，因此已經(jīng)形成完善的技術(shù)應(yīng)用體系，廣泛用于高等級公路及大跨徑、特大、大、中橋梁，有效促進了我國路橋工程的建設(shè)發(fā)展。

1 預(yù)應(yīng)力技術(shù)的優(yōu)點

因為公路橋梁建設(shè)中所應(yīng)用的預(yù)應(yīng)力技術(shù)，是近年來剛被廣泛認可的新興技術(shù)，該項技術(shù)一經(jīng)實踐檢驗，就被廣泛應(yīng)用于各個建筑領(lǐng)域，但因該技術(shù)的特有屬性優(yōu)勢，使得預(yù)應(yīng)力技術(shù)對橋梁建設(shè)工程有著較為深遠的促進意義。預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用在多個工程領(lǐng)域，可以用于新建工程，也可以應(yīng)用在原有工程加固，可以提高工程技術(shù)標準。此外，該技術(shù)在實際應(yīng)用過程中花費成本較低，因此可以更好的節(jié)約工程投入資金，為工程建設(shè)帶來更高的利潤。與此同時，預(yù)應(yīng)力技術(shù)本身的技術(shù)核心就是最大程度的降低拉應(yīng)力，通過減小這方面的應(yīng)力強度，進而避免公路橋梁因載荷壓力過大導(dǎo)致的橋梁構(gòu)件開裂橋梁坍塌的情況。

2 預(yù)應(yīng)力技術(shù)的施工要點

2.1 預(yù)應(yīng)力筋制作要點

預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)所采用的鋼絲、鋼鉸線、螺紋鋼筋應(yīng)附合現(xiàn)有國家標準。預(yù)應(yīng)力鋼筋進場應(yīng)分批驗收，驗收時險按合同要求對其質(zhì)量證明書、包裝、標志和規(guī)格進行檢查外；鋼絲、鋼紋線分批檢驗時每批質(zhì)量應(yīng)不大于60T；螺紋鋼筋每批檢驗質(zhì)量不應(yīng)少于100T；預(yù)計應(yīng)力筋應(yīng)保持清潔。預(yù)應(yīng)力筋的長度應(yīng)該按計算下料，鋼絲兩端采用鐓頭錨具時，應(yīng)采用等長下料，預(yù)應(yīng)力筋下料應(yīng)通過計算確定，計算時應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)的孔道長度或臺座長度、錨夾具厚度、千斤頂長度、錨頭預(yù)留量、冷拉伸長、彈性回縮值、張拉伸長值和張拉工作長度等。高強度鋼絲的鐓頭宜采用液壓冷墩，鋼絲墩頭的強度不得低于鋼絲強度標準值的98%。預(yù)應(yīng)力筋由多根鋼絲或鋼鉸線組成且當采取整束穿入孔道內(nèi)時應(yīng)預(yù)先編束，編束時應(yīng)將鋼絲或鋼鎰線逐根理順，防止繚繞，并應(yīng)每隔1-1.5米捆綁一次，使其綁扎牢固順真。

2.2施加預(yù)應(yīng)力

預(yù)應(yīng)力筋的張拉宜采用穿心式雙作用千斤頂，整體張拉或放張宜采用具有自錨功能千斤頂；張拉千斤頂?shù)念~定張拉力宜為所需張拉力的1.5倍，且不小于1.2倍。對預(yù)應(yīng)筋施加預(yù)應(yīng)力時，千斤頂與預(yù)應(yīng)力筋、錨具的中心線應(yīng)位于同一軸線上。預(yù)應(yīng)力筋的張拉順序和張拉控制應(yīng)力應(yīng)符合設(shè)計規(guī)定，預(yù)應(yīng)力筋采用應(yīng)力控制方法張拉時，應(yīng)以伸長值進行校核。

預(yù)應(yīng)力筋的理論伸長值可以下公式計算：

ΔL=PPL/ApEp

式中：Pp預(yù)應(yīng)力筋的平均張拉力（N）

L--預(yù)應(yīng)力筋的長度（mm）

Ap--預(yù)應(yīng)力筋的截面積（mm2）

Ep--預(yù)應(yīng)力筋的彈性模量（N/mm2）

預(yù)應(yīng)力筋張拉實際伸長值可按下式計算：

ΔLs=ΔL1+ΔL2

ΔL1—從初應(yīng)力到最大張拉應(yīng)力間的實測伸長值（mm）；

ΔL2—初應(yīng)力以下推算伸長值（mm），可采用相鄰級的伸長值

2.3預(yù)應(yīng)力的分類

預(yù)應(yīng)力分為先張法預(yù)應(yīng)力和后張法預(yù)應(yīng)力

先張法預(yù)應(yīng)力多用于新建橋梁中，預(yù)應(yīng)力筋放張時構(gòu)件混凝土的強度和彈性模量應(yīng)符合設(shè)計，設(shè)計未規(guī)定時，混凝土強度應(yīng)運不低于設(shè)計強度等級值80%，彈性模量不低于混凝土28D彈性模量80%。預(yù)應(yīng)力筋放張后，對鋼絲和鋼鉸線，應(yīng)采用機械切割的方式進行切斷，對螺紋鋼筋，可采用乙炔-氧氣切割。

后張法預(yù)應(yīng)力多用于橋梁加固提載，預(yù)應(yīng)力張拉之前，宜對不同類型的孔道進行至少一個孔道的摩阻測試，張拉時，結(jié)構(gòu)或構(gòu)件混凝土的強度、彈性模量應(yīng)符合設(shè)計，設(shè)計未規(guī)定時，混凝土強度應(yīng)不低于設(shè)計強度等級值80%，彈性模量應(yīng)不低于混凝土28D彈性模量80%。直線筋和螺紋鋼筋可在一端張拉，當同一截面中有多束一端張拉的預(yù)應(yīng)力筋時，張拉端宜分別交錯設(shè)置在結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的兩端；預(yù)應(yīng)力筋采用兩端張拉時，宜兩端同時張拉，或先在一端張拉錨固后，再在另一端補足預(yù)應(yīng)力值進行錨固。預(yù)應(yīng)力筋在張拉控制應(yīng)力達到穩(wěn)定后方可錨固。對預(yù)應(yīng)力筋進行切割預(yù)應(yīng)力筋處露長度不小于30mm，且不小于1.5倍預(yù)應(yīng)力直徑。

2.4混凝土澆筑

混凝土澆筑應(yīng)根據(jù)待澆結(jié)構(gòu)物的情況、環(huán)境條件及澆筑量制定合理方案；應(yīng)對支架、模板、鋼筋和預(yù)埋件等進行檢查，模板內(nèi)的雜物、積水及鋼筋上的污物應(yīng)清理干凈。應(yīng)對混凝土的均勻性和塌落度進行檢測。

自高處向模板內(nèi)傾注混凝土?xí)r，應(yīng)防止混凝土離析，直接傾注時，其自由傾落高度不宜超過2米，超過2米時應(yīng)通過串筒、溜管或振動溜管等設(shè)施下落，傾落高度超過10米時應(yīng)設(shè)置減速裝置。混凝土應(yīng)按一定的厚度、順序和方向分層澆筑，且應(yīng)在下層混凝土初凝或能重塑前澆筑完成上層混凝土，上下層同時澆筑時，上層與下層的前后澆筑距應(yīng)保持1.5米。

采用振動器振搗混凝土?xí)r，插入式振動器的移位間距應(yīng)不超過振動器作用半徑的1.5倍，與側(cè)模應(yīng)保持50-100mm的距離，且插入下層混凝土的深度宜為50-100mm.表面振動器的移位間距應(yīng)使振動器平板能覆蓋已振實部分不小于100mm。

3 預(yù)應(yīng)力技術(shù)在道橋工程中的應(yīng)用

3.1 在橋梁工程用的應(yīng)用

目前阜新市國省干線公路橋梁共有311座，橋型為拱橋、板橋，T梁及空心板橋，設(shè)計標準有汽-13掛80、汽-20掛100、公路一級及公路二級，2015年以前設(shè)計的鋼筋混凝土橋梁多為普通鋼筋混凝土，但隨著科技的進步，交通量的增加，對橋梁的破壞也在加劇，嚴重影響了橋梁使用性能和使用壽命，為了提高橋梁技術(shù)標準，延長橋梁的使用壽命，預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土被普遍應(yīng)用在大、中橋梁上，使用較多的有：預(yù)應(yīng)力箱梁、預(yù)應(yīng)力T梁、預(yù)應(yīng)力空心板和預(yù)應(yīng)力板橋，如阜新市柳河橋全長427.8米，上部為預(yù)應(yīng)力T梁，下部為樁柱結(jié)構(gòu)，此橋設(shè)計何載為公路1級，此橋預(yù)應(yīng)力的施加，極大提高T梁抗彎和抗剪能力，從而提高了橋梁的使用壽命，為交通的安全運行解決了瓶頸問題。

3.2 在橋梁加固中的應(yīng)用

為改善工程的結(jié)構(gòu)性能，多需要將針對、有效的加固措施用于道橋工程施工中，也就是選用合適的補強措施提升工程承載力，延長使用壽命，滿足交通運輸要求。將預(yù)應(yīng)力技術(shù)用于橋梁加固施工中，能從某種程度上減少構(gòu)件壓應(yīng)變和拉應(yīng)變，提高橋梁承載力，延長橋梁使用時間，阜新市遼小線細河堡橋，原結(jié)構(gòu)上部是鋼筋混凝土T梁簡支，下部為樁柱基礎(chǔ)，設(shè)計荷載為汽-15掛-80，經(jīng)過多年的荷載作用，T梁翼板出現(xiàn)孔洞，腹板出現(xiàn)了裂縫，對行車產(chǎn)生了安全隱患，后經(jīng)研究將此橋施加體外預(yù)應(yīng)力，后將簡支梁變?yōu)檫B續(xù)梁，通過預(yù)應(yīng)力施加，將荷載等級提高到汽-20掛-100，即提高了承載力，也延長了橋梁使用時間。

結(jié)束語：

把預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用到橋梁施工中，有效地提高橋梁工程的承載能力，降低了成本，提高了社會效益和經(jīng)濟效益。預(yù)應(yīng)力在橋梁加固中的應(yīng)用，提高了橋梁使用性能，解決了新建橋梁資金不足問題。因此，預(yù)應(yīng)力在公路橋梁施工中的應(yīng)用，提高了橋梁承載能力，延長了橋梁使用壽命，取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

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（作者單位：遼寧省阜新市交通運輸事務(wù)服務(wù)中心）