路橋施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用分析

方晨寧

(中國(guó)水利水電第十六局工程有限公司，福建福州350000)

0 引言

現(xiàn)階段，人們對(duì)交通的運(yùn)行安全提出了更高的要求，因此相關(guān)部門(mén)應(yīng)當(dāng)重視對(duì)于路橋施工質(zhì)量的控制，確保路橋施工質(zhì)量與安全性，以下圍繞著預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用展開(kāi)分析。

1 工程概況

哈薩克斯坦庫(kù)爾特- 布雷爾拜塔標(biāo)段項(xiàng)目（KM2214-2295）（簡(jiǎn)稱本合同項(xiàng)目）總長(zhǎng)81km，起點(diǎn)距江布爾州與阿拉木圖州交界處1km，終點(diǎn)處距阿拉木圖市大約190km。該合同項(xiàng)目基本是在原有道路基礎(chǔ)上進(jìn)行拓寬，少量進(jìn)行改線。新建道路為雙向四車道瀝青混凝土一級(jí)道路，基本寬度為25.5m。項(xiàng)目資金來(lái)源為歐行融資，業(yè)主為哈薩克斯坦投資發(fā)展部公路總局。該項(xiàng)目合同總金額為0.75 億美金，合同工期為33 個(gè)月（990 天），質(zhì)保期730 天，計(jì)劃開(kāi)工時(shí)間為2017年10月1日（具體以工程師下達(dá)開(kāi)工時(shí)間為準(zhǔn)），開(kāi)工后18 個(gè)月內(nèi)完成路面施工81km 單幅（投標(biāo)時(shí)業(yè)主要求的施工節(jié)點(diǎn)）,竣工時(shí)間為2020年6月26日。

根據(jù)擬定的施工進(jìn)度，各年度各主要分項(xiàng)的施工工程量如表1所示。

表1 施工進(jìn)度表

哈薩克斯坦庫(kù)爾特-布雷爾拜塔81km 項(xiàng)目橋梁特征與主要工程量如表2所示。

表2 哈薩克斯坦庫(kù)爾特-布雷爾拜塔81km 項(xiàng)目橋梁特征與主要工程量表

2 預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)

預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)最早出現(xiàn)于20世紀(jì)50年代，但是最早只是在建筑工程中應(yīng)用，在路橋工程中得以應(yīng)用是20世紀(jì)80年代，隨后得到了廣泛的應(yīng)用。預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在路橋工程中主要應(yīng)用于混凝土工程。通過(guò)該技術(shù)促使混凝土構(gòu)造中產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力，從而使其外荷載所造成的拉應(yīng)力得到有效降低或消除。

預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)有著十分鮮明的特點(diǎn)，其具備較強(qiáng)的使用功能、良好的受力能力以及優(yōu)秀的耐久性[1]。

其一，在實(shí)際施工過(guò)程中，混凝土以及鋼材是主要的建筑材料。由于這些材料具有良好的強(qiáng)度，使用較少的使用量就能夠得到不錯(cuò)的強(qiáng)度效果，還能夠獨(dú)對(duì)結(jié)構(gòu)截面適當(dāng)縮減。面對(duì)當(dāng)前我國(guó)異常緊張的土地資源，預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的應(yīng)用能夠降低立交橋的高度，縮短引道長(zhǎng)度，有效節(jié)約土地資源，提升路橋工程的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的應(yīng)用能夠縮減工程自身重量，有效避免混凝土裂縫，建筑結(jié)構(gòu)也得以縮減，提升了橋梁的質(zhì)量與美觀。

其二，一般情況下，在設(shè)計(jì)過(guò)程中不但要考量工程自身的功能，同時(shí)還應(yīng)對(duì)城市規(guī)劃以及各種管道等情況進(jìn)行綜合考量。因此，考量與分析橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)從多個(gè)方面入手，尤其是工程難度提升、要求提高的現(xiàn)狀，對(duì)保障工程的受力能力有著十分重要的作用與意義。預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的應(yīng)用能夠給路橋工程創(chuàng)造更加復(fù)雜的受力體系，賦予工程更好的受力能力。

其三，耐久性指工程的使用壽命。在應(yīng)用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的過(guò)程中通常會(huì)采用高質(zhì)量的建筑材料，因此能充分提升工程的抗?jié)B性及抗裂性，減小裂縫的出現(xiàn)概率，避免環(huán)境中的堿、水、鹽等因素對(duì)于路橋工程的侵蝕，工程的使用壽命得以延長(zhǎng)。

3 預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在路橋工程中的應(yīng)用

3.1 監(jiān)控技術(shù)的實(shí)施

3.1.1 仿真計(jì)算的方式

關(guān)于大跨度預(yù)應(yīng)力的計(jì)算方式多種多樣，其中以仿真計(jì)算最為常見(jiàn)也最為簡(jiǎn)便。對(duì)橋梁的設(shè)計(jì)運(yùn)用分段計(jì)算懸臂施工系數(shù)就是仿真計(jì)算，進(jìn)而對(duì)結(jié)構(gòu)形變力以及壓應(yīng)力進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算。在應(yīng)用仿真計(jì)算的過(guò)程中，相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)對(duì)橋梁的各個(gè)受力點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算模擬，為橋梁工程的施工打下良好的基礎(chǔ)。

在此過(guò)程中，施工單位應(yīng)當(dāng)按照工程工序圖、建筑施工圖紙以及說(shuō)明來(lái)確定施工流程。要根據(jù)施工圖的設(shè)計(jì)選取掛籃以及支架的重量，再結(jié)合設(shè)備實(shí)際重量合理調(diào)整重壓，此過(guò)程和混凝土的澆筑同時(shí)開(kāi)展，準(zhǔn)確地進(jìn)行工程監(jiān)控，為橋梁工程質(zhì)量提供保障。

3.1.2 應(yīng)力監(jiān)控的方式

設(shè)備的性能精確程度以及使用期限的長(zhǎng)短是建筑師進(jìn)行應(yīng)力監(jiān)控時(shí)的重要考量因素。大多數(shù)情況下都會(huì)采用鋼弦式應(yīng)力測(cè)量計(jì)結(jié)合頻率接收機(jī)作為應(yīng)力監(jiān)控儀器，對(duì)應(yīng)力進(jìn)行監(jiān)控。這些實(shí)際測(cè)量出來(lái)的應(yīng)變力數(shù)值也是建筑師進(jìn)行混凝土應(yīng)力設(shè)定的依據(jù)。

在應(yīng)用鋼弦式應(yīng)力測(cè)量計(jì)的過(guò)程中，當(dāng)出現(xiàn)測(cè)量長(zhǎng)度高于兩端固定的鋼弦直徑時(shí)，對(duì)鋼弦施加震動(dòng)力，在承受壓力之后鋼弦會(huì)出現(xiàn)形變。隨后根據(jù)推算公式來(lái)計(jì)算出鋼弦形變與混凝土形變之間的聯(lián)系，進(jìn)而計(jì)算出混凝土形變的應(yīng)力值。

3.2 收縮裂縫以及凍脹裂縫

在施工過(guò)程中要充分避免收縮裂縫出現(xiàn)，應(yīng)當(dāng)盡量選擇帶熱化的水泥材料，最大程度地減少水泥的使用量，科學(xué)合理地進(jìn)行混凝土材料的配比，嚴(yán)格控制混凝土質(zhì)量。各項(xiàng)施工和處理應(yīng)當(dāng)以相關(guān)的施工標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，及時(shí)進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)工作。而在冬季進(jìn)行施工的過(guò)程中，施工部門(mén)應(yīng)當(dāng)對(duì)混凝土材料采取適當(dāng)?shù)谋卮胧?。由于冬季整體氣溫較低，嚴(yán)重影響混凝土材料的溫度，因此應(yīng)當(dāng)及時(shí)做好預(yù)防工作，避免在后期施工過(guò)程中出現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)受凍的情況。最后，要保證混凝土結(jié)構(gòu)的密實(shí)性，盡量降低混凝土構(gòu)件之間空隙，保障混凝土在溫度較低的情況下仍然不會(huì)出現(xiàn)較為嚴(yán)重的膨脹，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)力降低。在路橋施工中混凝土工程是相對(duì)較難的。首先，需要有完備的應(yīng)急預(yù)案。基本應(yīng)急預(yù)案包括泵送設(shè)備、攪拌設(shè)備、運(yùn)輸設(shè)備、供電設(shè)備等，以此保證混凝土施工連續(xù)進(jìn)行。其次，混凝土的振搗技術(shù)要求。振動(dòng)棒需要以垂直的狀態(tài)進(jìn)行工作，插入與拔出時(shí)的速度不同，前者需要快速進(jìn)行，后者則需要緩慢進(jìn)行，相應(yīng)的振搗時(shí)間設(shè)定需要根據(jù)混凝土具體狀況而確定[2]。

3.3 空心板梁鋼絞線施工中的預(yù)應(yīng)力

空心板梁鋼絞線施工是路橋施工過(guò)程中的重要部分。在預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格控制鋼絞線的伸長(zhǎng)值與張拉力。在控制伸長(zhǎng)值時(shí)，實(shí)際長(zhǎng)度與理論長(zhǎng)度之間的誤差不得超過(guò)6%，而張拉力大小需要借助壓力表獲取，并根據(jù)伸長(zhǎng)值做核對(duì)和校驗(yàn)。開(kāi)始張拉之前，先將千斤頂頂內(nèi)空氣排空。張拉時(shí)，為防止壓力表指針沖撞零點(diǎn)限位柱，應(yīng)緩慢調(diào)整油泵壓力；如果同時(shí)張拉多根鋼絞線，為保證其伸長(zhǎng)量一致，兩個(gè)千斤頂需要保持同步，固定橫梁始終平行于活動(dòng)橫梁，完成千斤頂?shù)囊淮螐埨?。進(jìn)行鋼絞線張拉操作時(shí)，應(yīng)根據(jù)對(duì)稱位置進(jìn)行，為防止臺(tái)座承受過(guò)大壓力，靠近其截面重心位置的鋼絞線需優(yōu)先張拉，然后再?gòu)埨渌摻g線。

4 結(jié)語(yǔ)

強(qiáng)化預(yù)應(yīng)力施工是路橋施工過(guò)程中施工單位應(yīng)當(dāng)高度重視的內(nèi)容之一，更是施工單位的必然選擇。為了充分保障預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的應(yīng)用水平提升，施工單位應(yīng)當(dāng)充分掌握其在應(yīng)用過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)，并對(duì)以往應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題采取針對(duì)性措施，充分發(fā)揮預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的作用，提升路橋施工質(zhì)量。