公路橋梁施工中的預(yù)應(yīng)力技術(shù)研究

田小剛 高健

【摘要】隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會進(jìn)步，各大城市建設(shè)道路橋梁的工程逐漸增加。在工程中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)不但提高了建設(shè)速度，還充分強(qiáng)化了工程質(zhì)量。但是在應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)時(shí)仍然會出現(xiàn)各種類型的施工狀況?；谝陨犀F(xiàn)象，文章通過簡述預(yù)應(yīng)力技術(shù)及其優(yōu)勢，在全面介紹其應(yīng)用方向和應(yīng)用時(shí)含有不足之處的基礎(chǔ)上，針對使用過程中的缺陷提供相應(yīng)完善方式，從而促使預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁施工中得到進(jìn)一步普及和完善。

【關(guān)鍵詞】公路橋梁;施工;預(yù)應(yīng)力技術(shù)【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

在交通運(yùn)輸方面，橋梁作為重要的交通設(shè)施，在建設(shè)過程中需要充分保障安全性能。如果橋梁建設(shè)的質(zhì)量不合格，就會使得人民在生命財(cái)產(chǎn)方面造成重大損失。為了避免由于橋梁質(zhì)量問題導(dǎo)致安全事故產(chǎn)生，在建造橋梁的過程中可以優(yōu)化施工技術(shù)，目前采用最普遍的技術(shù)為預(yù)應(yīng)力技術(shù)，在施工質(zhì)量方面已得到充分證明。但是在應(yīng)用過程中仍然存在各種技術(shù)方面的缺陷，施工人員還需進(jìn)一步完善預(yù)應(yīng)力技術(shù)，防止在后續(xù)施工階段產(chǎn)生安全事故。

1、預(yù)應(yīng)力技術(shù)的概況和應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)的優(yōu)勢

1.1預(yù)應(yīng)力技術(shù)概況

在建設(shè)公路橋梁過程中，為了進(jìn)一步加強(qiáng)公路橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定程度，可以應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)。應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)的實(shí)際效果為加強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定程度，從而防止公路橋梁工程由于質(zhì)量問題出現(xiàn)安全事故。預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用原理為，公路橋梁在建設(shè)時(shí)可能會產(chǎn)生拉應(yīng)力，對橋梁整體結(jié)構(gòu)造成影響，應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)可以在第一時(shí)間內(nèi)抵消掉拉應(yīng)力。因此，施工人員在施工時(shí)需要合理建造橋梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在提高公路橋梁整體抗彎曲能力與剛度的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步強(qiáng)化公路橋梁的質(zhì)量水平和使用壽命。

1.2預(yù)應(yīng)力技術(shù)在建設(shè)道路橋梁中的優(yōu)勢

在開展公路施工項(xiàng)目的過程中，采用高強(qiáng)度材料可以大幅度減少總體荷載設(shè)計(jì)重量比，進(jìn)而保障公路的使用質(zhì)量。施工時(shí)如果施工人員能夠做到物盡其用，就會顯著降低關(guān)于橋梁抗裂性和抗疲勞性方面的人力和物力維護(hù)。與此同時(shí)，預(yù)應(yīng)力技術(shù)能夠結(jié)合建設(shè)項(xiàng)目的所有結(jié)構(gòu)，依照不同的結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行合理改進(jìn)。因?yàn)楣窐蛄汗こ坍a(chǎn)生安全事故的概率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他類型的工程，所以在建設(shè)過程中需要應(yīng)用先進(jìn)施工技術(shù)，而預(yù)應(yīng)力技術(shù)恰好能夠解決工程建設(shè)過程中在安全方面的薄弱環(huán)節(jié)。因此在工程建設(shè)過程中全面結(jié)合預(yù)應(yīng)力技術(shù)，可進(jìn)一步強(qiáng)化道路橋梁工程在安全方面的質(zhì)量保證[1]。

2、在公路橋梁施工中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)具體部分

2.1應(yīng)用在受彎構(gòu)件中

通常情況下，為了加強(qiáng)公路橋梁的堅(jiān)韌程度，施工人員會在修建公路橋梁時(shí)采用碳纖維結(jié)構(gòu)，碳纖維結(jié)構(gòu)的最大優(yōu)勢在于全面強(qiáng)化公路橋梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)固程度，所以許多工程項(xiàng)目的首選建造材料為碳纖維結(jié)構(gòu)。

因?yàn)樵诮ㄔO(shè)公路橋梁時(shí)，應(yīng)用傳統(tǒng)修建方式在內(nèi)部構(gòu)造方面經(jīng)常會發(fā)生狀況，例如部分結(jié)構(gòu)不具有強(qiáng)有力的支撐特點(diǎn)，如果公路橋梁超出核載最大壓力，就會使得公路橋梁整體結(jié)構(gòu)發(fā)生型變。所以技術(shù)人員在建設(shè)前的準(zhǔn)備階段應(yīng)反復(fù)審核受彎構(gòu)件實(shí)際應(yīng)變值的數(shù)據(jù)，確保在施工時(shí)可以充分參照準(zhǔn)確的應(yīng)力值，在全面防護(hù)混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部鋼筋不受破壞的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)公路橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固程度[2]。

2.2應(yīng)用在多跨連續(xù)公路橋梁中

以工程力學(xué)為背景，多跨連續(xù)公路橋梁可概括為正彎矩區(qū)和負(fù)彎矩區(qū)兩個(gè)區(qū)域。正彎矩區(qū)形成的原因?yàn)闃蛄合掳氩糠质艿揭欢ǖ膲毫ψ饔茫虼嗽谛藿ㄕ龔澗貢r(shí)需要用到正彎矩鋼筋以及受拉鋼筋等材料。而負(fù)彎矩區(qū)由支座構(gòu)成，會用到負(fù)彎矩鋼筋和受拉鋼筋。如果公路橋梁抗剪力和抗彎力無法達(dá)到規(guī)定系數(shù)，就會嚴(yán)重影響到工程施工質(zhì)量，所以非常有必要采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)進(jìn)一步穩(wěn)固公路橋梁。同時(shí)，相關(guān)人員需要重點(diǎn)核查正彎矩區(qū)和負(fù)彎矩區(qū)的數(shù)據(jù)，保證能夠順利開展工程項(xiàng)目。采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)的優(yōu)勢在于操作簡便、成本投入低以及最終效果更加突出。

2.3應(yīng)用在橋梁穩(wěn)定和混凝土施工中

由于城市交通的發(fā)展規(guī)模過快，使得許多擁有年限的公路橋梁的穩(wěn)固程度大不如前，甚至還會出現(xiàn)橋梁倒塌的現(xiàn)象。而采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)可以為橋梁抵消一部分外力，加強(qiáng)橋梁穩(wěn)定性。

在使用混凝土橋梁道路的時(shí)候，產(chǎn)生裂縫的現(xiàn)象非常普遍。因此在施工階段可以借助預(yù)應(yīng)力技術(shù)在一定程度上避免橋梁產(chǎn)生裂縫。相關(guān)人員需要注意的是，預(yù)應(yīng)力技術(shù)無法抵消產(chǎn)生的壓力，所以在設(shè)計(jì)和準(zhǔn)備階段要準(zhǔn)確計(jì)算混凝土結(jié)構(gòu)能夠承受的最大壓力值，同時(shí)還應(yīng)詳細(xì)測量在拉伸過程中拉力值以及預(yù)應(yīng)力能夠產(chǎn)生的實(shí)際效果，最終可以保證在施工過程中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)會帶來意想不到的效果[3]。

2.4應(yīng)用在施工質(zhì)量控制中

在采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)時(shí)還要加強(qiáng)在質(zhì)量方面的管控，具體管控方式為逐一查驗(yàn)所有波紋管，以避免將存在缺陷的波紋管混入到質(zhì)量合格的波紋管中，同時(shí)每個(gè)控制點(diǎn)的高度在固定過程中要確保精準(zhǔn)性和高度一致性，除此之外還需注意防止砂漿流入波紋管導(dǎo)致管道阻塞現(xiàn)象發(fā)生。當(dāng)施工人員開展焊接工作時(shí)，需要保證所有孔洞和管道都可以具有良好的密封效果，采用此類做法的目的為保證預(yù)應(yīng)力鋼筋質(zhì)量和安全性不受影響。與此同時(shí)，關(guān)于注入階段不宜應(yīng)用直接注水法，根本原因在于水泥漿流動程度幾乎可以忽略不計(jì)，如果在孔道中發(fā)現(xiàn)含有雜物，則需要借助空氣壓縮機(jī)全部清理干凈。

3、使用預(yù)應(yīng)力技術(shù)過程中產(chǎn)生的不足之處

3.1波紋管道發(fā)生堵塞

波紋管堵塞現(xiàn)象可概括為波紋管在進(jìn)行混凝土澆筑后被部分混凝土堵塞了，最終造成的后果為無法使得預(yù)應(yīng)力鋼絞線穿過波紋管，導(dǎo)致鋼絞線實(shí)際拉伸值與預(yù)期測量數(shù)值不一致，不但耗時(shí)耗力，還會對整個(gè)工程造成嚴(yán)重影響。通常波紋管發(fā)生堵塞現(xiàn)象由三類原因引起，第一點(diǎn)為波紋管的質(zhì)量存在嚴(yán)重問題，第二點(diǎn)是相關(guān)人員在安裝波紋管的過程中，由于未能確定正確位置導(dǎo)致管道出現(xiàn)變形情況，第三點(diǎn)是施工人員在開展混凝土澆筑過程中操作流程出現(xiàn)紕漏，使得管道發(fā)生損壞。

3.2后張預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)張拉力控制出現(xiàn)狀況

由于部分操作人員不了解預(yù)應(yīng)力技術(shù)的使用方法，因此在日常操作中經(jīng)常出現(xiàn)不規(guī)范的手法，特別是沒有充分控制張拉力應(yīng)用情況。此外，油壓表計(jì)經(jīng)過長時(shí)間使用也會產(chǎn)生一定誤差，以及不能準(zhǔn)確讀出油壓表的讀數(shù)導(dǎo)致工程出現(xiàn)誤差，進(jìn)一步凸顯出相關(guān)人員技術(shù)方面的缺陷，最終導(dǎo)致無法通過準(zhǔn)確計(jì)算得出預(yù)應(yīng)力的伸長值。為了有效防止上述情況發(fā)生，在施工時(shí)應(yīng)精準(zhǔn)控制伸長量以及準(zhǔn)確預(yù)估誤差值，同時(shí)還要加強(qiáng)培訓(xùn)并提高施工人員專業(yè)技術(shù)水平，從而在日常生產(chǎn)時(shí)嚴(yán)格遵守規(guī)定[4]。

3.3預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)砼強(qiáng)度不穩(wěn)定

處理砼強(qiáng)度的傳統(tǒng)方式為，在澆筑完成后幾天之內(nèi)就開展預(yù)應(yīng)力拉伸測試。事實(shí)上，此項(xiàng)操作是錯(cuò)誤的，具體原因?yàn)轫艔?qiáng)度不等同于彈性增量，并且砼強(qiáng)度與彈性增量呈負(fù)相關(guān)，在砼變形的基礎(chǔ)上嚴(yán)重影響到橋梁整體結(jié)構(gòu)。此外還需注意，不能以砼強(qiáng)度實(shí)際預(yù)應(yīng)力測試作為最終制定標(biāo)準(zhǔn)，具體原因?yàn)榇蟛糠质鹿蕵蛄憾紱]有達(dá)到既定強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)。如果需要開展后張力的預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)測試，就應(yīng)該同步開展兩組相同實(shí)驗(yàn)，然后借助回彈儀功能換算出標(biāo)準(zhǔn)砼強(qiáng)度并開展最終比較。

4、解決預(yù)應(yīng)力技術(shù)缺陷的相應(yīng)措施

4.1解決管道堵塞的方式

當(dāng)施工過程中遇到堵塞時(shí)，需要按照預(yù)應(yīng)力鋼筋曲線坐標(biāo)圖進(jìn)行初步判斷，然后進(jìn)一步明確主筋部位。同時(shí)借助沖擊鉆在主筋位置處緩慢開孔，并且在開孔過程中對堵塞的水泥塊進(jìn)行全部清理。當(dāng)張拉結(jié)束后，在封堵洞口時(shí)使用具有微膨脹特點(diǎn)的混凝土，首先要全面檢查波紋管質(zhì)量，防止被外界因素干擾。其次還要確認(rèn)波紋管安裝方式和最終固定位置，同時(shí)還要保證波紋管擁有良好的密封性。最后還要維持混凝土澆筑前的情況，防止混凝土澆筑時(shí)受到干擾。

4.2優(yōu)化施工技術(shù)

當(dāng)開展公路橋梁施工時(shí)，施工企業(yè)需要充分參考設(shè)計(jì)方案，進(jìn)而優(yōu)化并改善施工技術(shù)。因?yàn)榛炷翝仓┕べ|(zhì)量直接影響到公路橋梁整體質(zhì)量，所以施工單位必須嚴(yán)加管理混凝土澆筑具體流程，同時(shí)確?；炷猎牧腺|(zhì)量達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)。除此之外，施工人員可以根據(jù)實(shí)際情況混合部分材料，使得混凝土質(zhì)量在不同自然條件下都能達(dá)到基本標(biāo)準(zhǔn)。還需注意的是，混凝土澆筑時(shí)需要充分?jǐn)嚢杈鶆?，確保混凝土擁有厚實(shí)的密度。最后，在完成混凝土澆筑后需進(jìn)一步保養(yǎng)混凝土，防止混凝土表面由于干燥而導(dǎo)致出現(xiàn)裂痕[5]。

4.3控制混凝土施工質(zhì)量，并且完善預(yù)制場處理工作

如果在施工過程中需要應(yīng)用到混凝土，首先要全面檢驗(yàn)混凝土各項(xiàng)指標(biāo)以保證滿足施工設(shè)計(jì)需求，同時(shí)在所有工作完成后還應(yīng)檢查操作流程是否完善。最重要的一點(diǎn)是為了保證施工質(zhì)量全部符合各項(xiàng)規(guī)定，在施工完畢后需要定期保養(yǎng)混凝土，從而有效防止混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。此外，預(yù)制場處理也是工作的關(guān)鍵一環(huán)，首先要提供干凈的處理場地以符合后續(xù)預(yù)應(yīng)力現(xiàn)場施工條件。然后應(yīng)制定完善的規(guī)章制度，防止施工現(xiàn)場管理發(fā)生混亂。最后還要確保現(xiàn)場所有設(shè)施都要配套齊全。

結(jié)語：

目前在所有交通設(shè)施中，大部分交通工具的正常運(yùn)輸都無法離開公路和橋梁，所以一定要充分完善公路橋梁在安全方面的性能，進(jìn)一步為人民的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來安全保障。而預(yù)應(yīng)力技術(shù)可以有效解決在歷史建設(shè)中的遺留問題，因此預(yù)應(yīng)力技術(shù)在建設(shè)過程中普及應(yīng)用程度也在逐漸提高。需注意的是，此技術(shù)在應(yīng)用時(shí)需要具有非常專業(yè)的施工技術(shù)，因此施工人員需要不斷學(xué)習(xí)，進(jìn)而為公路橋梁建設(shè)提高安全性能貢獻(xiàn)一份力量。

參考文獻(xiàn)：

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[3]崔杰彬.公路橋梁施工中的預(yù)應(yīng)力技術(shù)研究[J].城市住宅，2019，26（04）：143-144.

[4]林偉.預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁施工中的應(yīng)用[J].工程技術(shù)研究，2020，v.5;No.77（21）：67-68.

[5]肖旭東.公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)探討[J].百科論壇電子雜志，2020，000（003）：935-936.

作者簡介：

田小剛（1981.04.16-），男，陜西省咸陽市，湖北工業(yè)大學(xué)，工程師，研究方向：路橋施工。