公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)分析

黃文勇

【摘 要】預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用廣泛，具體應(yīng)用于公路中或者一些大規(guī)模的建筑設(shè)施中，但是預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用也會(huì)出現(xiàn)一些工程質(zhì)量問題。所以，當(dāng)前對(duì)于預(yù)應(yīng)力技術(shù)的研究還在持續(xù)，文章將對(duì)一些技術(shù)使用的具體細(xì)節(jié)進(jìn)行探討，希望在今后的公路橋梁施工過程中可以借鑒和參考。

【關(guān)鍵詞】公路橋梁;預(yù)應(yīng)力;技術(shù)分析

預(yù)應(yīng)力技術(shù)的使用情況和公路橋梁工程的總體質(zhì)量有很大關(guān)聯(lián)，目前公路橋梁工程施工普遍跨度較大，所以需要對(duì)預(yù)應(yīng)力工藝應(yīng)用進(jìn)行科學(xué)管理。從大量的調(diào)查結(jié)果來看，我國(guó)許多高速公路橋梁都存在使用預(yù)應(yīng)力技術(shù)“后遺癥”及裂縫現(xiàn)象，其中梁橋出現(xiàn)的頻率最高。根據(jù)具體問題進(jìn)行分析，才能找出預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用具體問題的解決措施。

1 施工之前的質(zhì)量控制問題

1.1 完善具體的施工過程管理工作

想要達(dá)到良好地控制公路橋梁質(zhì)量，在正式施工之前應(yīng)該進(jìn)行嚴(yán)格且規(guī)范的預(yù)應(yīng)力技術(shù)管理工作。目前預(yù)應(yīng)力施工需要工程隊(duì)伍具備相對(duì)專業(yè)的工作素質(zhì)，而且施工人員應(yīng)具有豐富的施工經(jīng)驗(yàn)。工程施工之前準(zhǔn)備好設(shè)備及材料，施工人員也要備好設(shè)計(jì)圖紙。施工單位要注重這些基本要素的準(zhǔn)備，準(zhǔn)備工作做好才能讓后續(xù)管理工作更加有序地進(jìn)行，同時(shí)這些準(zhǔn)備要素也影響著工程施工的質(zhì)量。有關(guān)部門要重視這樣的準(zhǔn)備工作，實(shí)時(shí)監(jiān)控施工材料，準(zhǔn)確固定梁內(nèi)鋼筋的預(yù)應(yīng)力位置，這樣才能保障施工質(zhì)量。

1.2 空心板梁張拉過程中裂縫產(chǎn)生的原因分析

通過對(duì)具體的公路橋梁施工情況進(jìn)行調(diào)查得知，空心的板梁比較容易出現(xiàn)裂縫，而預(yù)應(yīng)力技術(shù)參與了這個(gè)項(xiàng)目的施工。此外，預(yù)應(yīng)力還參與混凝土樓板及各種高層建筑的大空間施工，很多特殊的商業(yè)結(jié)構(gòu)也會(huì)加入預(yù)應(yīng)力技術(shù)。但是對(duì)大部分施工情況進(jìn)行調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，在這些建筑中如果不加入對(duì)空心板梁張拉過程進(jìn)行具體的技術(shù)控制，會(huì)產(chǎn)生比較嚴(yán)重的縱向裂縫。裂縫的出現(xiàn)對(duì)施工工程影響較大，若不謹(jǐn)慎處理則會(huì)對(duì)施工人員的生命安全造成重大威脅。內(nèi)部非實(shí)心的板梁張裂的第1種原因是先張法的應(yīng)用，在施工過程中放張后會(huì)因?yàn)椴僮鞑粔蛘?guī)而影響整體穩(wěn)定性，裂縫就會(huì)出現(xiàn)。第2種原因則是梁體單側(cè)出現(xiàn)受力不均勻的情況，后張法應(yīng)用會(huì)讓混凝土材料碎掉。第3種原因則是順序不科學(xué)及控制速度不均勻。

2 控制施工質(zhì)量的具體措施

2.1 建立良好的保證體系

具體工程施工過程中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力是有條件的，最大的先決條件就是各種工序需要有一定的質(zhì)量控制要求?？茖W(xué)并有針對(duì)性的手段可以保證公路橋梁施工質(zhì)量不受施工過程的影響。創(chuàng)設(shè)一個(gè)比較完備的施工體系才能讓預(yù)應(yīng)力專業(yè)施工單位根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)制定出一個(gè)良好的質(zhì)量保證方案，在構(gòu)建施工體系的過程中應(yīng)該考慮各方面的因素，材料購選、技術(shù)方面和反復(fù)檢驗(yàn)部分等重要環(huán)節(jié)需要工作人員各司其職，出現(xiàn)問題可以追究相應(yīng)負(fù)責(zé)人的責(zé)任。

2.2 加強(qiáng)預(yù)應(yīng)力施工

具體工程環(huán)節(jié)應(yīng)注意后張法及預(yù)應(yīng)力工程的結(jié)合，預(yù)應(yīng)力工程的技術(shù)含量比較高，而且對(duì)于工作人員的專業(yè)要求更強(qiáng)。因此想要更好地完成工程施工項(xiàng)目，需要讓具有相應(yīng)資質(zhì)等級(jí)的預(yù)應(yīng)力施工單位來施工。需要注意的是，在控制這項(xiàng)技術(shù)時(shí)應(yīng)該嚴(yán)格把關(guān)施工質(zhì)量，按照?qǐng)D紙中設(shè)計(jì)好的數(shù)量來鋪設(shè)預(yù)應(yīng)力筋，而且鋪設(shè)工作要盡量平面順直，位置準(zhǔn)確，避免出現(xiàn)扭絞。

2.3 明確施工材料

施工中如果有涉及材料，應(yīng)利用預(yù)應(yīng)力工程本身的科學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析與確定。一系列的準(zhǔn)備工作就是為了從根本上保證工程具體落實(shí)預(yù)應(yīng)力的施工程序。

3 預(yù)應(yīng)力在工程中的具體應(yīng)用

3.1 錨具的選擇

實(shí)施具體工程前要對(duì)預(yù)應(yīng)力工具進(jìn)行科學(xué)選擇，考慮兩種錨固：第1種是摩阻的，第2種是機(jī)械的。第1種主要是通過旋轉(zhuǎn)的作用讓預(yù)應(yīng)力的鋼材達(dá)到收緊效果，此類品種比較多且廣泛，方便購買，但是經(jīng)濟(jì)損失比較大，而且使用過程比較繁瑣。第2種主要是依靠機(jī)械力量來進(jìn)行固定，對(duì)于具體的工作條件要求不高，而且操作簡(jiǎn)單，施工人員容易掌握，具體的錨索結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

3.2 預(yù)應(yīng)力鋼絞線選擇

近些年，預(yù)應(yīng)力鋼材選擇主要是選擇正確的鋼筋及鋼絲等。符合條件的鋼絞線使用起來比較方便，而且經(jīng)濟(jì)適用、建筑美觀。這種鋼絞線已經(jīng)在核電站或者一些橋梁中應(yīng)用，大型的建筑設(shè)施中也都會(huì)應(yīng)用預(yù)應(yīng)力鋼絞線，因?yàn)榕c其他鋼材相比，預(yù)應(yīng)力鋼材可以節(jié)省約1/3的材料，讓企業(yè)得到更加可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。預(yù)應(yīng)力鋼絞線選擇主要考慮性能、伸長(zhǎng)率、松弛率及外觀參數(shù)等因素，對(duì)于尺寸、規(guī)格及延伸率也會(huì)根據(jù)具體的建筑設(shè)施適當(dāng)考慮。

3.3 預(yù)應(yīng)力效應(yīng)結(jié)果分析

鋼筋分布圖是一個(gè)非常重要的存在，在施工前應(yīng)該對(duì)這種圖紙進(jìn)行假設(shè)，預(yù)估混凝土可以承受的極限狀態(tài)，對(duì)各種截面進(jìn)行具體檢查，保證截面符合圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求。如果不能滿足施工要求則應(yīng)該改變鋼筋的分布，直到尋找到適合應(yīng)力的有效設(shè)計(jì)。預(yù)應(yīng)力的錨具、鋼筋及體系設(shè)計(jì)都取決于對(duì)效應(yīng)的分析。

3.4 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的具體應(yīng)用

裂縫是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中比較常見的工程質(zhì)量問題，裂縫出現(xiàn)的原因有很多，混凝土結(jié)構(gòu)中使用預(yù)應(yīng)力技術(shù)主要是避免出現(xiàn)類似危險(xiǎn)的情況，但是在這種結(jié)構(gòu)之間應(yīng)該讓混凝土施壓，鋼筋則進(jìn)行張拉，因?yàn)殇摻畋旧砭邆浠乜s的性質(zhì)，讓受拉區(qū)能感受到鋼筋發(fā)散的主要作用力，裂縫產(chǎn)生的可能性就會(huì)大大降低。

3.5 路面的具體應(yīng)用分析

混凝土路面應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)的原理與這種結(jié)構(gòu)有很多相似點(diǎn)，鋼筋對(duì)路面進(jìn)行束縛，路面就不會(huì)出現(xiàn)裂縫或者盡可能地延緩影響工程質(zhì)量的問題出現(xiàn)?；炷谅访鎽?yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)需要做好充分的準(zhǔn)備，路面的溫度、濕度及摩擦力約束等條件都需要深入討論，以免在施工過程中出現(xiàn)收縮裂縫。

4 預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用存在的問題

4.1 預(yù)應(yīng)力拉張時(shí)間過快

早強(qiáng)劑等用劑可以提升結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，混凝土澆筑幾天之后就可以進(jìn)行張拉，讓混凝土有一定的強(qiáng)度。這種強(qiáng)度不能上升過快，彈性模量會(huì)出現(xiàn)反作用力，因此應(yīng)以一種非常慢的速度上升。對(duì)工程來說這是一種比較大的損失，各項(xiàng)工程的承受能力會(huì)大大減弱，裂縫等問題也會(huì)層出不窮。早期強(qiáng)度的混凝土還應(yīng)該進(jìn)行一些檢測(cè)試驗(yàn)，代替實(shí)際強(qiáng)度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)就可以檢測(cè)出很多問題，而使用早強(qiáng)劑的鋼筋混凝土基本都達(dá)不到實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)。

4.2 張力控制不穩(wěn)

預(yù)應(yīng)力技術(shù)出現(xiàn)時(shí)間較晚，所以在一些公路或者橋梁施工過程中應(yīng)用不規(guī)范。具體工作過程沒有可以參考的科學(xué)依據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)，大多數(shù)工程人員都是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)使用。但很多施工人員未經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)，控制張拉時(shí)很容易忽高忽低，實(shí)際誤差偏大，即使進(jìn)行多次張拉也控制不到位，掌握不好束縛能力會(huì)造成不同的結(jié)構(gòu)影響，因此應(yīng)盡量明確操作規(guī)范，基本材料或設(shè)備盡量符合工程本身能承受的最高條件，而工程質(zhì)量和這些基本條件都有關(guān)系。適當(dāng)?shù)馗牧伎梢宰尮こ藤|(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)更快建立，工作人員的技能水平也能在有序的培養(yǎng)下更快提升。

4.3 鋼筋管道堵塞

澆筑混凝土需要有足夠的保護(hù)措施，因?yàn)樵阡摻罟艿纼?nèi)很容易發(fā)生堵塞，如果前期工作不到位，后續(xù)就沒有應(yīng)有的效果。預(yù)應(yīng)力鋼筋理論的拉長(zhǎng)指數(shù)和實(shí)際指數(shù)會(huì)有較大誤差，導(dǎo)致公路橋梁的施工成本及工期受到影響。遇到這樣的堵塞首先應(yīng)該建立一個(gè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)并且有效落實(shí)，內(nèi)部管道要進(jìn)行標(biāo)高，防止出現(xiàn)扭曲變形甚至彎折的危險(xiǎn)情況。施工過程盡量輕拿輕放，避免野蠻作業(yè)，專業(yè)的工作人員和監(jiān)督人員要及時(shí)上崗，進(jìn)行孔道作業(yè)過程中要控制好抽芯的時(shí)間。

4.4 收縮徐變量偏大

公路橋梁預(yù)應(yīng)力技術(shù)使用的過程中，混凝土路面如果收縮徐變量偏大就會(huì)讓預(yù)應(yīng)力受損，工程質(zhì)量將受到很大的影響。工程進(jìn)行過程中盡量避免使用過多的外來用劑，盡量使用水灰比例較小、強(qiáng)度較高的混凝土。只有降低徐變量才能讓收縮力更強(qiáng)，提升工程質(zhì)量，避免出現(xiàn)裂縫。

4.5 真空灌漿

壓力灌漿是目前工程中解決后張預(yù)應(yīng)力鋼筋被腐蝕的主要方法，預(yù)應(yīng)力筋失去保護(hù)就是因?yàn)殇摻畲嬖趦A斜狀態(tài)和歪曲狀態(tài)，再加上水泥漿泌水蒸發(fā)就會(huì)讓鋼筋被腐蝕。壓漿之前需要讓管道內(nèi)部形成一個(gè)基本真空狀態(tài)，在另一端用壓漿機(jī)以合適的壓力讓水泥漿涌進(jìn)管道中，這時(shí)候正負(fù)壓力差可以達(dá)到一個(gè)科學(xué)的數(shù)值，讓管道內(nèi)部的水泥漿更加緊實(shí)和飽滿。水泥漿需要添加專用的添加劑，不能讓流動(dòng)性過小。

5 施工質(zhì)量控制具體措施

5.1 預(yù)應(yīng)力預(yù)埋階段

預(yù)埋階段需要準(zhǔn)確標(biāo)高，曲線形狀得到準(zhǔn)確控制才能防止一些程序?qū)艿涝斐善茐幕蛘卟缓玫挠绊?。正確進(jìn)行標(biāo)志控制，結(jié)構(gòu)曲線形狀控制過程中出現(xiàn)影響孔管道的一定要及時(shí)著手處理。

5.2 灌漿階段具體控制措施

張拉應(yīng)力的控制在灌漿階段需要符合設(shè)計(jì)要求，主要內(nèi)容包括伸長(zhǎng)值的變化，這種變化應(yīng)該控制在規(guī)定的設(shè)計(jì)要求及范圍中，準(zhǔn)確控制灌漿劑量才能讓孔道內(nèi)的漿體更加飽滿。水量控制也是一項(xiàng)很重要的工作，不能加外加劑，應(yīng)用科學(xué)的方法加強(qiáng)水量流動(dòng)性。

5.3 橋梁受彎構(gòu)件中的應(yīng)用

對(duì)于受彎構(gòu)件的應(yīng)用，施工人員應(yīng)給予重視，這部分可以影響到整體的工程質(zhì)量及橋梁使用壽命。結(jié)合科學(xué)的預(yù)應(yīng)力技術(shù)，將高強(qiáng)度的碳纖維加入構(gòu)件中，可以讓該部分部件即使面臨超載壓力也能發(fā)揮出強(qiáng)拉應(yīng)力，有效降低受彎構(gòu)件出現(xiàn)損壞的可能性，這對(duì)橋梁工程來說是一個(gè)加強(qiáng)荷載力及延長(zhǎng)壽命的措施。

5.4 加固建設(shè)

對(duì)于預(yù)應(yīng)力技術(shù)在加固過程中的應(yīng)用，應(yīng)選用鋼筋加固，這種加固手段比較傳統(tǒng)而有效，對(duì)于已經(jīng)發(fā)生過隱患或者事故的部分可以選擇預(yù)應(yīng)力鋼筋加固，工程部件的應(yīng)變?cè)隽考昂奢d力都會(huì)適當(dāng)加強(qiáng)。

5.5 具體的預(yù)應(yīng)力筋定位情況

預(yù)應(yīng)力筋和錨板應(yīng)該形成一個(gè)垂直的位置關(guān)系，在承壓板完成后應(yīng)該做好牢固工作，坐標(biāo)需要精準(zhǔn)確定，檢查預(yù)應(yīng)力筋和一些非預(yù)應(yīng)力筋的關(guān)系，二者沖突的話應(yīng)該以預(yù)應(yīng)力鋼筋為主，為避免損傷護(hù)套則需要將絞線按照一個(gè)固定的順序進(jìn)行安置，放置在對(duì)的位置之后還需要進(jìn)行加固，最后才能進(jìn)行承壓板及螺旋筋等部件的安裝。

5.6 建設(shè)過程中的孔道問題

孔道的密封性是最重要的問題，不能讓外界雜質(zhì)進(jìn)入孔道，因?yàn)榭椎酪坏┳枞麜?huì)有鎖死的可能性，后續(xù)的橋梁建設(shè)工程也無法繼續(xù)進(jìn)行。主要預(yù)防措施就是對(duì)管道和管道的接口位置，以及與外界相通的管口進(jìn)行控制，若漏出會(huì)讓孔道出現(xiàn)不滿的情況，測(cè)量結(jié)果會(huì)出現(xiàn)較大偏差，此外運(yùn)輸和具體的使用過程也要避免出現(xiàn)鋼筋破損的狀況，焊接完整也是保證孔道安全的重要因素?？椎郎戏降谋Ｗo(hù)層比較小，建設(shè)過程容易出現(xiàn)保護(hù)層破裂或者位移的情況，進(jìn)而出現(xiàn)安全隱患，保護(hù)功能不復(fù)存在?？椎绬栴}沒有達(dá)到建筑工程的使用要求，結(jié)構(gòu)中會(huì)出現(xiàn)較大的裂縫，尤其是在梁的底部，出現(xiàn)問題之后一定要及時(shí)用塑料物質(zhì)補(bǔ)充。

5.7 鋼筋綁扎

鋼筋綁扎時(shí)需要輕拿輕放，無論是普通綁扎還是焊接施工都應(yīng)該禁止預(yù)應(yīng)力筋出現(xiàn)搭接線，各個(gè)工作環(huán)節(jié)都應(yīng)該避免過大的外力，讓預(yù)應(yīng)力筋受到保護(hù)才能讓后續(xù)的焊接工作正常進(jìn)行，梁筋的鋪設(shè)工程也是在此工序完成之后進(jìn)行，所以綁扎是一個(gè)基礎(chǔ)工序，施工人員一定要細(xì)心。

6 結(jié)語

公路橋梁建設(shè)需要科技的支持，同時(shí)避免出現(xiàn)一些容易造成經(jīng)濟(jì)損失和生命威脅問題，工作人員在進(jìn)行施工的過程中一定要把握好每一個(gè)細(xì)節(jié)，從預(yù)應(yīng)力施工的各個(gè)方面及各個(gè)角度切入才能科學(xué)控制質(zhì)量，打造出優(yōu)質(zhì)的公路和橋梁。

參 考 文 獻(xiàn)

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