橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的作用研究

文/李光明

1 前言

眾所周知，在任何知識(shí)探索或者是生產(chǎn)實(shí)踐領(lǐng)域，方法和技巧都是十分重要的。在很多情況下，掌握了巧妙的方法事情就成功了大半，而人類已經(jīng)擁有了幾千年的文明，在這千百年間，人類不斷探索、不斷學(xué)習(xí)，不斷發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律和科學(xué)的奧秘，我們?cè)缫延弥腔劢鉀Q了生活中的無數(shù)難題，預(yù)應(yīng)力技術(shù)就是一個(gè)典型的代表。它作為一種基于力學(xué)原理的技術(shù)，在各種生產(chǎn)實(shí)踐中尤其是在橋梁施工領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用?？梢哉f，預(yù)應(yīng)力技術(shù)為我國(guó)的橋梁事業(yè)做出了巨大的貢獻(xiàn)。

2 關(guān)于預(yù)應(yīng)力技術(shù)

2.1 基本含義

在結(jié)構(gòu)施工期間，通過預(yù)先給結(jié)構(gòu)增加一個(gè)壓應(yīng)力，可以有效的抵消全部或者部分載荷帶來的拉應(yīng)力，這里的壓應(yīng)力則被稱之為預(yù)應(yīng)力?；炷两Y(jié)構(gòu)中，外部載荷往往在其受拉區(qū)產(chǎn)生拉應(yīng)力，如果不對(duì)這種應(yīng)力進(jìn)行控制，很容易造成結(jié)構(gòu)開裂，帶來隱患。為此，我們可以通過預(yù)加壓應(yīng)力抵消拉應(yīng)力的思想，在結(jié)構(gòu)負(fù)載之前，對(duì)其受拉區(qū)提供一個(gè)壓應(yīng)力。事實(shí)也表明，這種增加預(yù)應(yīng)力的方法可以有效的提高結(jié)構(gòu)的服役表現(xiàn)，改善結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

2.2 典型案例

實(shí)際上生活中的很多現(xiàn)象都可以用預(yù)應(yīng)力的原理來解釋，預(yù)應(yīng)力在我們的日常生活中有著廣泛的應(yīng)用，那些很多容易被我們忽視的角落都存在著預(yù)應(yīng)力。舉個(gè)例子，比如女生在扎辮子時(shí)頭發(fā)不會(huì)散開，是因?yàn)槠そ罱o頭發(fā)的向內(nèi)的力大于頭發(fā)自身的有著散開趨勢(shì)的向外的力，這樣兩個(gè)力相互抵消，皮筋的力大于頭發(fā)的力，頭發(fā)就被固定住了，不會(huì)散開。又比如人們?cè)谠就暗臅r(shí)候，會(huì)預(yù)先在木桶外將一個(gè)竹箍擰緊，這樣就給木桶板施加了一個(gè)向里的壓力，封閉了木桶間的縫隙，在倒水的時(shí)候，水就不會(huì)從木桶間就出來了。

以上兩個(gè)例子都是預(yù)應(yīng)力的典型例子，簡(jiǎn)單得說就相當(dāng)于是一個(gè)有小肚子的人在做俯臥撐，正常情況下肚子會(huì)向下沉，但是如果人體自身用力向上吸的話，小肚子就會(huì)被收上去，因?yàn)槿梭w自身的向上的力把小肚子向下的力抵消了。

2.3 關(guān)鍵點(diǎn)

首先，預(yù)應(yīng)力是預(yù)先施加的帶有目的性的，它是在一項(xiàng)工程完成之前，基于提高材料的使用能力和安全性能的目的施加在材料上的力。其次，預(yù)應(yīng)力的實(shí)現(xiàn)需要媒介，比如上述兩個(gè)例子中的皮筋或者是竹箍，都是依靠外部媒介的幫助才得以實(shí)現(xiàn)的。最后，值得注意的一點(diǎn)是在整個(gè)預(yù)應(yīng)力的作用過程中是有力的損失的，相關(guān)的專業(yè)技術(shù)人員在實(shí)際操作時(shí)要計(jì)算這一部分力的消耗和損失。

2.4 技術(shù)優(yōu)勢(shì)

在橋梁施工工程中，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的出現(xiàn)相對(duì)較晚，實(shí)際施工運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)也比其他施工技術(shù)少很多。但是憑借其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，預(yù)應(yīng)力技術(shù)很快就在橋梁工程中占據(jù)了重要的位置。這種優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：（1）預(yù)應(yīng)力技術(shù)憑借其簡(jiǎn)單的技術(shù)思想，不僅能在公路、橋梁等大型施工工程中大顯身手，更能在一些邊坡錨固等小型工程中發(fā)揮作用；（2）預(yù)應(yīng)力技術(shù)對(duì)材料的需求相對(duì)較少，有助于減輕橋梁自身重量，提高其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和承載力。材料的節(jié)約也為工程造價(jià)釋放了一部分的壓力，可謂一舉多得；（3）預(yù)應(yīng)力技術(shù)的使用，使得橋梁的抗裂能力、抗?jié)B能力和抗滑能力得到進(jìn)一步提高，確保了橋梁的安全性同時(shí)也提高了橋梁的使用壽命；（4）預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用于道路橋梁工程時(shí)，還可以有效的提高施工的便捷性和操作的安全性。

3 預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁施工中的作用

3.1 為橋梁建設(shè)提供技術(shù)支撐

橋梁作為重要的交通樞紐，在人們的日常生活中十分常見，各個(gè)城市都充滿了各種各樣的橋梁，它往往是人們想要到達(dá)某一目的地的必經(jīng)之地。作為城市交通的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，橋梁的建設(shè)就顯得十分重要，而預(yù)應(yīng)力技術(shù)就是這個(gè)重要的工程項(xiàng)目中的技術(shù)支撐，它是整個(gè)橋梁建設(shè)的重要環(huán)節(jié)。建造者利用預(yù)應(yīng)力技術(shù)的原理和方法，保障橋梁成功建成。

3.2 提高橋梁的安全性能

橋梁作為一座城市的交通要點(diǎn)，其安全性必須得到有力的保障。橋梁一旦坍塌或者出現(xiàn)其它意外情況，橋上或者橋下的車輛和行人都會(huì)有生命危險(xiǎn)，給百姓帶來巨大的損失，造成嚴(yán)重后果，因此建成并且開始投入使用的橋梁必須是絕對(duì)安全可靠的。預(yù)應(yīng)力技術(shù)就是橋梁安全性的重要保障，它可以在很大的程度上確保橋梁的安全性。根據(jù)預(yù)應(yīng)力技術(shù)的原理，在橋梁投入使用前預(yù)先給橋梁施加的外力應(yīng)該遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于橋梁在投入使用之后所要承受的重量，因此保證行人、車輛安全通過是沒有問題的，這就是預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁施工中的重要作用。

3.3 延長(zhǎng)橋梁的使用壽命

任何建筑材料都有它自然的使用壽命，橋梁也不例外。當(dāng)橋梁的使用時(shí)間達(dá)到其使用壽命時(shí)，就應(yīng)該立即停止使用，對(duì)橋梁進(jìn)行重造或者整改，而預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用到橋梁建設(shè)中，可以有效的提高橋梁的抗衰老能力，最大程度的發(fā)揮其作用?？傊?，預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁施工中有著廣泛的應(yīng)用市場(chǎng)，它給實(shí)際的施工建設(shè)帶來了巨大的好處。

3.4 預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁施工中存在的不足

預(yù)應(yīng)力技術(shù)雖然在橋梁建設(shè)中有著廣泛的應(yīng)用，給橋梁施工帶來了很多便利和好處，但是從整體層面來看，它仍然存在著很多的缺點(diǎn)和不足，技術(shù)本身存在著一些其自身優(yōu)勢(shì)無法彌補(bǔ)的缺陷。首先，預(yù)應(yīng)力技術(shù)雖然應(yīng)用廣泛，但從整體上來講，仍然缺少有效的例證、缺少實(shí)驗(yàn)。橋梁建設(shè)作為一項(xiàng)關(guān)乎民生的重要工程，其安全性必須得到百分之百的保障，任何投入實(shí)際使用的技術(shù)從原則上講都應(yīng)該有著無數(shù)次的模擬實(shí)驗(yàn)和大量、反復(fù)的嘗試，而預(yù)應(yīng)力技術(shù)在這一方面是存在著缺陷的。其次，在預(yù)應(yīng)力技術(shù)方面，對(duì)于人才的培養(yǎng)力度仍然是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。預(yù)應(yīng)力技術(shù)作為一種專業(yè)性和針對(duì)性極強(qiáng)的技術(shù)，必須依靠專業(yè)的技術(shù)人才才能得以實(shí)現(xiàn)，而現(xiàn)階段對(duì)這一專業(yè)人才的培養(yǎng)力度還不夠。這樣看來，加大對(duì)預(yù)應(yīng)力技術(shù)本省的專業(yè)人才的培養(yǎng)力度成為了一種必然的趨勢(shì)。第三，缺少專項(xiàng)資金投入。預(yù)應(yīng)力技術(shù)雖然可以節(jié)約工程成本，但是要想讓這一技術(shù)投入使用，在前期是需要一定的啟動(dòng)資金的，從整體上看，在橋梁建設(shè)工程中，對(duì)這一部分的資金投入力度還應(yīng)該繼續(xù)加強(qiáng)。

4 預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用辦法

4.1 前期籌劃

預(yù)應(yīng)力技術(shù)作為橋梁施工建設(shè)中的重要環(huán)節(jié)，在整個(gè)橋梁工程中占有重要的地位。橋梁建設(shè)者也就是施工單位在工程前期的籌劃階段，就要把有關(guān)于預(yù)應(yīng)力技術(shù)的相關(guān)環(huán)節(jié)規(guī)劃到范圍內(nèi)，何時(shí)運(yùn)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)、如何運(yùn)用以及由誰進(jìn)行實(shí)施和督察，這些細(xì)節(jié)信息要在開工之前仔細(xì)確認(rèn)并且反復(fù)核查，確保預(yù)應(yīng)力技術(shù)環(huán)節(jié)可以準(zhǔn)確無誤的推進(jìn)。

4.2 注意選用專業(yè)人才

預(yù)應(yīng)力技術(shù)是建筑學(xué)或者是工程學(xué)的重要知識(shí)，在橋梁施工中，必須選用專業(yè)、優(yōu)秀的技術(shù)人才負(fù)責(zé)監(jiān)督實(shí)施，選用的人才最好具有相關(guān)的施工經(jīng)驗(yàn)，只有這樣，預(yù)應(yīng)力技術(shù)才有可能成功實(shí)現(xiàn)。

4.3 實(shí)際操作

在實(shí)際操作環(huán)節(jié)要根據(jù)橋梁施工項(xiàng)目的實(shí)際情況，依據(jù)力學(xué)原理進(jìn)行實(shí)際操作。首先，實(shí)際施工中鋼絞線要避免出現(xiàn)纏繞等現(xiàn)象。一旦出現(xiàn)纏繞，則會(huì)直接改變其受力路徑，影響受力情況。為了避免這種情況的發(fā)生，張拉施工完成后，需要及時(shí)對(duì)固定端表面的油脂和雜質(zhì)進(jìn)行清理，這有助于預(yù)應(yīng)力筋位置的充分固定。在此基礎(chǔ)上，使用凝土灌注鋼管和錨墊板組成粘結(jié)帶以進(jìn)一步提高其穩(wěn)定性。由于重力影響，穿束工作完成后，鋼絞線會(huì)呈現(xiàn)不同程度的下垂，可利用粘接帶解決這部分問題，但需要注意保持粘接帶在兩邊的受力均勻。

為防止鋼絞線出現(xiàn)纏繞，在預(yù)應(yīng)力筋張拉施工過程中，需要先進(jìn)行預(yù)緊張拉工作，對(duì)鋼絞線進(jìn)行牽扯和垂順。然后才能進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋張拉的下一個(gè)步驟——高應(yīng)力張拉。張拉過程中，需要特別注意張拉力度，過大或者過小，都會(huì)導(dǎo)致鋼絞線發(fā)生纏繞。因此，預(yù)緊張拉工作完成后，還需要仔細(xì)檢查以確保預(yù)應(yīng)力筋的孔道不會(huì)被封堵，箱梁內(nèi)部組件的位置不應(yīng)發(fā)生偏移。

4.4 全程監(jiān)督

建造無小事，對(duì)于橋梁建設(shè)這樣一項(xiàng)龐大又重要的工程而言，更是容不得半點(diǎn)的粗心和馬虎。對(duì)于建設(shè)橋梁的整個(gè)過程，各個(gè)環(huán)節(jié)都要有相關(guān)人員進(jìn)行監(jiān)督，尤其是應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)的環(huán)節(jié)。預(yù)應(yīng)力技術(shù)是對(duì)橋梁抗壓能力的嘗試和檢驗(yàn)，它是橋梁后期工作、承重的鋪墊，關(guān)于橋梁的使用情況以及交通安全問題，更要投入大量的精力進(jìn)行監(jiān)督。設(shè)計(jì)人員在施工過程中更應(yīng)該對(duì)橋梁的受力情況進(jìn)行準(zhǔn)確的分析。然而在實(shí)際情況中，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的使用并不成熟，往往會(huì)出現(xiàn)拉力控制較重或者較輕的問題，從而使路橋建筑存在部分質(zhì)量問題。為了解決這種問題，建筑工作人員就需要非常熟悉了解預(yù)應(yīng)力技術(shù)的每一道工序，然后就是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況對(duì)預(yù)應(yīng)力技術(shù)作出調(diào)整。其次，路橋施工過程中的輪換班人員要仔細(xì)確保交接工作，以防止中途出錯(cuò)。預(yù)應(yīng)力技術(shù)的實(shí)現(xiàn)過程需要多個(gè)繁瑣的步驟環(huán)環(huán)相扣，每一道工序和細(xì)節(jié)對(duì)于最終的成敗都起到了關(guān)鍵性的作用，因此，要想呈現(xiàn)出質(zhì)量合格，品質(zhì)完美的橋梁，每一個(gè)步驟都應(yīng)當(dāng)一絲不茍的按照規(guī)范執(zhí)行。

5 結(jié)語(yǔ)

預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁施工中有著廣泛的應(yīng)用，是整個(gè)建設(shè)工程中的重要環(huán)節(jié)。通過不斷分析、改進(jìn)、研究預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁施工中的作用，可以保障施工工作順利進(jìn)行。在實(shí)際施工時(shí)，要根據(jù)預(yù)應(yīng)力技術(shù)的科學(xué)原理建造橋梁。