預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在道路橋梁施工技術(shù)中的應(yīng)用

莊巖

江蘇高速公路工程養(yǎng)護(hù)有限公司 江蘇淮安 223005

1 預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)應(yīng)用價(jià)值

1.1 提高工程質(zhì)量

對(duì)于道路橋梁工程而言，長期運(yùn)營過程中在外部荷載力的反復(fù)作用下，會(huì)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重破壞，降低了道路橋梁工程的安全性與穩(wěn)定性。而預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的應(yīng)用，能夠有效提升橋梁結(jié)構(gòu)的抗震性與承載能力，因此在外部作用力下橋梁結(jié)構(gòu)仍能保持良好狀態(tài)，如此不僅給道路橋梁工程施工質(zhì)量帶來巨大提升，同時(shí)也降低了相關(guān)病害的發(fā)生，大大延長了道路橋梁工程的使用壽命[1]。

1.2 工程造價(jià)較低

預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在造價(jià)成本方面的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下兩方面：其一，道路橋梁構(gòu)件應(yīng)用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)，只需注重鋼筋與混凝土材料的規(guī)格及性能，在施工成本方面并未有明顯價(jià)格浮動(dòng)，因此并未增加道路橋梁工程施工成本。其二，采用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的道路橋梁工程，由于橋梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的大幅提升，使得工程本身質(zhì)量得以大幅降低，在減少材料需求的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)道路橋梁工程施工成本降低的目的。

2 預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在道路橋梁施工技術(shù)中的應(yīng)用

2.1 在受彎構(gòu)件中的應(yīng)用

在道路橋梁工程施工中，普通混凝土的受拉性、受彎性比較差，加之混凝土自身的重力較大。若是將其應(yīng)用在受彎構(gòu)件中，很有可能會(huì)產(chǎn)生混凝土開裂問題。尤其是在大跨度的橋梁中，更無法保證混凝土的穩(wěn)定。也正因?yàn)槿绱?，預(yù)應(yīng)力被引進(jìn)到受彎構(gòu)件的應(yīng)用中。首先，預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)可依照如下流程：掌握設(shè)計(jì)資料、截面設(shè)計(jì)、確認(rèn)預(yù)應(yīng)力鋼筋和普通鋼筋的使用量、布置鋼筋、截面復(fù)核、控制截面的正截面強(qiáng)度復(fù)核、斜截面強(qiáng)度復(fù)核、截面驗(yàn)算、應(yīng)力計(jì)算、使用階段的預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力和疲勞預(yù)算、裂縫寬度預(yù)算、變形預(yù)算、設(shè)計(jì)計(jì)算匯總。其次，需進(jìn)行預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的計(jì)算，以保證受彎構(gòu)件的應(yīng)力能滿足施工要求。其主要計(jì)算的內(nèi)容包括混凝土的法向壓應(yīng)力及主壓應(yīng)力、鋼筋的拉應(yīng)力。另外，還應(yīng)注意若是預(yù)應(yīng)力混凝土簡支結(jié)構(gòu)，只需計(jì)算預(yù)應(yīng)力引發(fā)的主效應(yīng)。若是超靜定結(jié)構(gòu)，除去要計(jì)算其主效應(yīng)外，還應(yīng)計(jì)算預(yù)應(yīng)力引起的次效應(yīng)。最后，為了進(jìn)一步提高發(fā)揮出預(yù)應(yīng)力的作用，提升受彎構(gòu)件的受拉力，可以在受彎構(gòu)件的加工中添加碳纖維材料[2]。

2.2 在橋梁加固中的應(yīng)用

進(jìn)行橋梁加固的主要目的是優(yōu)化橋梁結(jié)構(gòu)，提升橋梁的承載力，從而延長橋梁的使用壽命。在這一過程中，使用預(yù)應(yīng)力可以有效減小結(jié)構(gòu)加固初始狀態(tài)下的混凝土應(yīng)變值及構(gòu)件的受拉應(yīng)力變形、受壓應(yīng)力變形，并盡可能地提高鋼筋的穩(wěn)固性。用于橋梁結(jié)構(gòu)加固的預(yù)應(yīng)力體系主要包括：體外預(yù)應(yīng)力、無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力、預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固、有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力加固。首先，就體外預(yù)應(yīng)力加固來說，主要就是在橋體外增設(shè)預(yù)應(yīng)力索，如以鋼絞線、鋼筋等為施力工具對(duì)梁體施力。這樣預(yù)應(yīng)力作用下的反彎作用力會(huì)與梁體的部分荷載力相抵。這一方法非常適合大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土接連箱梁的加固。其次，無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力是指以通過預(yù)應(yīng)力張拉，加大對(duì)混凝土的擠壓，從而提高混凝土的抗裂能力。之所以稱為無粘結(jié)則是因?yàn)轭A(yù)應(yīng)力筋具有防腐層、外保護(hù)套，不會(huì)與混凝土直接接觸，從而處于無粘結(jié)狀態(tài)。其主要優(yōu)點(diǎn)包括使用性能好、可減輕結(jié)構(gòu)自重、施工方便、抗腐蝕性強(qiáng)、抗震性好。

2.3 在多跨連續(xù)梁中的應(yīng)用

多跨連續(xù)梁的施工會(huì)涉及到負(fù)彎矩、正彎矩區(qū)域。此時(shí)，采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)可以解決抗剪力性能不滿足施工要求的問題，有效提高橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，并提升橋梁的承載能力。利用預(yù)應(yīng)力可以建設(shè)預(yù)應(yīng)力混凝土多跨連續(xù)梁。這種橋梁的優(yōu)點(diǎn)包括跨越能力較強(qiáng)、結(jié)構(gòu)剛度大、變形較小、動(dòng)力性能好、非常利于高速行車。另外，雖然預(yù)應(yīng)力混凝土多跨連續(xù)梁都是采用現(xiàn)澆筑混凝土的方法。但是不同工程實(shí)際情況下的多跨連續(xù)梁的布梁方式并不相同。若是跨度過大、自重較大、無法預(yù)知，但可支模的連續(xù)梁可采用曲線筋的等截面直梁的布梁方式。若是荷載較大、跨度較大的連續(xù)梁，可將預(yù)應(yīng)力筋稍微彎曲，減少摩擦損失。若是用聯(lián)結(jié)器形成的連續(xù)梁，可在完成第一跨的現(xiàn)澆筑時(shí)將其拉到規(guī)定預(yù)應(yīng)力值，隨后才能澆筑第二跨，接下來用聯(lián)結(jié)器將這兩跨的預(yù)應(yīng)力筋聯(lián)結(jié)起來，確認(rèn)第二跨的混凝土強(qiáng)度達(dá)標(biāo)后再進(jìn)行張拉。這樣就可以按照這種方式進(jìn)行后續(xù)跨梁的形成[3]。

2.4 在橋梁路面中的應(yīng)用

①施工準(zhǔn)備。做好施工資料文件的收集與材料驗(yàn)收；②安裝模板。需先對(duì)模板進(jìn)行清理，并上脫模劑，然后根據(jù)施工科學(xué)放置、綁扎、封堵等操作；③現(xiàn)澆筑混凝土。注意混凝土原材料要科學(xué)保管，避免暴曬。混凝土攪拌要按照相關(guān)規(guī)程。隨后，在澆筑時(shí)可利用水平儀測定高程，并利用全站儀進(jìn)行墩身預(yù)埋鋼筋的復(fù)測。在實(shí)際操作中，可采用臺(tái)階法進(jìn)行混凝土澆筑；④路面養(yǎng)護(hù)。完成混凝土澆筑后，一定要做好養(yǎng)護(hù)工作，避免高溫曝曬、人為破壞；⑤張拉預(yù)應(yīng)力筋。在這一環(huán)節(jié)施工中，應(yīng)及早對(duì)混凝土施加初預(yù)應(yīng)力。另外，在第一次張拉前，需要先進(jìn)行混凝土試件抗壓強(qiáng)度的試驗(yàn)；⑥封錨及伸縮縫施工。完成預(yù)應(yīng)力筋張拉后，需切除較長的預(yù)應(yīng)力筋。

3 結(jié)語

綜上所述，預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)是我國道路橋梁施工的重要組成部分，具有非常良好的應(yīng)用效果。顯然，在我國道路橋梁建設(shè)規(guī)模迅速擴(kuò)大的背景下，加大預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的研究是非常有必要的。