預(yù)應(yīng)力技術(shù)在道路橋梁施工中的有效應(yīng)用研究

滿意

（蘇交科集團(tuán)檢測認(rèn)證有限公司，江蘇南京 211100）

0 引言

道路橋梁工程在增進(jìn)各地區(qū)之間聯(lián)系和方便人們?nèi)粘３鲂蟹矫姘l(fā)揮著至關(guān)重要的作用。為保證道路橋梁工程的施工質(zhì)量，使其發(fā)揮出重要價(jià)值，就要采取科學(xué)合理的施工技術(shù)。其中，預(yù)應(yīng)力技術(shù)是十分重要的技術(shù)之一。該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中具有工藝流程簡單和操作方便等特點(diǎn)，能夠滿足道路橋梁工程的施工要求。在道路橋梁工程施工中的應(yīng)用十分普遍。但需要重點(diǎn)注意的是，部分施工人員在預(yù)應(yīng)力技術(shù)實(shí)際應(yīng)用過程中并沒有嚴(yán)格遵循施工流程，導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力技術(shù)沒有落實(shí)在各施工環(huán)節(jié)中，從而限制著道路橋梁工程的整體建設(shè)效益的提升。

1 預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用在道路橋梁施工中的重要作用

將預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用在道路橋梁施工中的重點(diǎn)，就是要掌握工藝流程、加強(qiáng)質(zhì)量控制，高效指導(dǎo)現(xiàn)場施工。在結(jié)構(gòu)承受外在荷載之前，對鋼筋結(jié)構(gòu)施加一定的預(yù)應(yīng)力，提高構(gòu)件剛度，有效避免施工裂縫問題的出現(xiàn)，加強(qiáng)道路橋梁工程的耐久性，保證工程建設(shè)能夠獲得理想效果。通過預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用，可以有效加強(qiáng)道路橋梁結(jié)構(gòu)剛度，降低振動和彈性形變，提高道路橋梁工程整體施工效果，在道路橋梁工程建設(shè)中得到了十分廣泛的應(yīng)用。另外，在預(yù)應(yīng)力技術(shù)實(shí)際應(yīng)用過程中，通常包括施工準(zhǔn)備、波紋管安裝以及澆筑混凝土等多道施工流程。最顯著的特點(diǎn)就是操作簡單，能夠有效減少施工投入成本。具體優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

1.1 減少材料使用量

道路橋梁工程的跨度較大，為保證工程安全性，對橋梁抗彎性能提出了十分嚴(yán)格的要求。同時，應(yīng)用在道路橋梁工程建設(shè)中的混凝土材料不管是在受壓區(qū)還是在受拉區(qū)，都會產(chǎn)生十分強(qiáng)大的反應(yīng)力，對工程整體質(zhì)量造成了影響，如果這一問題處理不當(dāng)，就需要投入較高的成本進(jìn)行處理。為避免這一問題的發(fā)生，必須采取科學(xué)合理的處理措施。

預(yù)應(yīng)力技術(shù)憑借其自身較強(qiáng)的抗彎性能，可以發(fā)揮出碳纖維片的優(yōu)勢，讓橋梁工程整體結(jié)構(gòu)變得更加堅(jiān)固，降低工程成本投入。隨著預(yù)應(yīng)力技術(shù)的不斷發(fā)展，可以利用混凝土構(gòu)件抵消或降低外界荷載產(chǎn)生的拉應(yīng)力，不僅提高道路橋梁工程的整體施工質(zhì)量，也減少施工原材料的使用，節(jié)省道路橋梁工程建設(shè)成本。

1.2 有效控制混凝土裂縫產(chǎn)生

鋼筋混凝土材料是道路橋梁工程施工中不可缺少的重要材料，但其結(jié)構(gòu)本身很容易出現(xiàn)裂縫問題。特別是在大型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，裂縫問題更是普遍存在的。應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)可以將混凝土受拉區(qū)拉直，使混凝土結(jié)構(gòu)在承受外部壓力的同時，抵消鋼筋承受的壓力，有效提高橋梁工程自身的延展性，改善道路橋梁工程中的混凝土裂縫問題，工程整體質(zhì)量也將變得更加穩(wěn)定和安全，在一定程度上延長道路橋梁工程的使用時間，提高工程建設(shè)整體質(zhì)量水平。

1.3 加固橋梁

任何形式的道路橋梁工程結(jié)構(gòu)都是由不同部分組合而成的。在橋梁工程長時間使用過程中，難免會出現(xiàn)一系列的問題。采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)能夠?qū)Φ缆窐蛄汗こ探Y(jié)構(gòu)中的質(zhì)量問題進(jìn)行加固，提高工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件的整體強(qiáng)度，加強(qiáng)橋梁結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性，對橋梁工程加固而言具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。在橋梁工程竣工投入使用后，通常會承受巨大的荷載力，所以在施工期間必須要對橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理。一般是通過加強(qiáng)薄弱構(gòu)件來提高橋梁受壓能力，對構(gòu)件施加一定的拉應(yīng)力，確保構(gòu)件能夠得到穩(wěn)定加固，避免路面出現(xiàn)開裂問題，加強(qiáng)混凝土路面的整體鋪設(shè)質(zhì)量和效率，提高路面出行舒適度。

2 道路橋梁施工中的預(yù)應(yīng)力技術(shù)

2.1 纖維碳技術(shù)和預(yù)應(yīng)力技術(shù)結(jié)合

在現(xiàn)代化道路橋梁工程建設(shè)過程中，纖維碳是不可缺少的重要材料，這種新型材料在實(shí)際應(yīng)用過程中，其自身具有很多優(yōu)勢，不僅具備良好的抗壓性，同時也具備較強(qiáng)的伸縮性，能夠在道路橋梁結(jié)構(gòu)中隨意拉伸。與此同時，這種材料自身密度非常小，可以有效緩解道路橋梁工程建設(shè)壓力，推動工程質(zhì)量不斷提升。與此同時，纖維碳材料還具有良好的耐腐蝕性和耐熱性，與其他建筑材料相比，這種材料在實(shí)際管理過程中具備良好優(yōu)勢。如果將預(yù)應(yīng)力技術(shù)和纖維碳結(jié)合在一起，那么會進(jìn)一步加強(qiáng)纖維碳的使用效果，分散橋梁結(jié)構(gòu)壓力的同時，還可以使整體結(jié)構(gòu)質(zhì)量變得更輕，抗壓性變得更好，既保證橋梁質(zhì)量，也推動著橋梁工程朝更加美觀的方向發(fā)展。

2.2 混凝土技術(shù)與預(yù)應(yīng)力結(jié)合

混凝土技術(shù)是道路橋梁工程施工中不可缺少的重要技術(shù)措施，也是十分關(guān)鍵的施工步驟，道路橋梁工程整體結(jié)構(gòu)主體就是混凝土。將預(yù)應(yīng)力技術(shù)和混凝土技術(shù)結(jié)合在一起，能夠讓混凝土材料受力和結(jié)構(gòu)受力相抵消，對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行管理，對工程整體承重能力進(jìn)行合理規(guī)范，確保預(yù)應(yīng)力技術(shù)能夠充分發(fā)揮出自身的應(yīng)用效果，從而對預(yù)應(yīng)力技術(shù)進(jìn)行合理規(guī)范。應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)后，能夠保存混凝土結(jié)構(gòu)中的一部分預(yù)壓力，對混凝土結(jié)構(gòu)起到一定的保護(hù)作用，避免混凝土壓力過大出現(xiàn)結(jié)構(gòu)形變。

2.3 道路橋梁技術(shù)與預(yù)應(yīng)力結(jié)合

通常情況下，道路橋梁工程在建設(shè)過程中要提前制造混凝土構(gòu)件。由于道路橋梁工程十分復(fù)雜，建設(shè)強(qiáng)度較大，所以整個建設(shè)過程基本上都是依靠混凝土構(gòu)件組合完成的。但是該技術(shù)會對整體結(jié)構(gòu)帶來較大的壓力，如果壓力處理不當(dāng)將會出現(xiàn)混凝土構(gòu)件形變與斷裂問題。所以，在道路橋梁工程大型構(gòu)件拼接過程中，可以適當(dāng)?shù)貞?yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，減少內(nèi)部存在的壓力，從根本上保證工程整體建設(shè)質(zhì)量。

3 預(yù)應(yīng)力技術(shù)在道路橋梁施工中應(yīng)用的注意事項(xiàng)

3.1 預(yù)應(yīng)力裂縫問題

在道路橋梁工程建設(shè)過程中，當(dāng)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)接收到較大的預(yù)應(yīng)力時，結(jié)構(gòu)內(nèi)部中的部分構(gòu)件會因?yàn)闊o法承受強(qiáng)大力量而出現(xiàn)裂縫問題。同時，道路橋梁施工中的預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)也會在溫度和干縮的影響下，在張拉之前出現(xiàn)裂縫。通常情況下，裂縫主要是由溫度變化、混凝土收縮以及基礎(chǔ)沉降不均勻?qū)е碌摹Ｈ绻炷两Y(jié)構(gòu)表面出現(xiàn)的裂縫較淺且很細(xì)，就是收縮裂縫，可以通過優(yōu)化混凝土材料性能、加強(qiáng)混凝土振搗控制以及強(qiáng)化混凝土結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)來避免此類裂縫問題的出現(xiàn)。如果板構(gòu)件出現(xiàn)貫穿裂縫，很有可能是溫差變化導(dǎo)致的，在具體施工中應(yīng)降低構(gòu)件的內(nèi)外溫差，避免裂縫問題的出現(xiàn)。比如在炎熱的夏季，可以使用低水化熱水泥，在冬季采取保暖措施。一旦道路橋梁工程混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫問題，將會嚴(yán)重影響構(gòu)件的防滲性和使用壽命，必須要進(jìn)行及時修補(bǔ)，最常用的方法就是壓力注入化學(xué)膠黏劑法，表面裂縫較淺時會選取表面封閉法，較深的裂縫要采用開槽法和壓力注漿措施。

預(yù)應(yīng)力梁板上經(jīng)常會在上表面或端頭位置出現(xiàn)裂縫，板面裂縫通常橫向分布，基本平行于肋高。縱肋端頭的裂縫朝斜向發(fā)展，呈現(xiàn)出斷斷續(xù)續(xù)的延伸狀態(tài)。此類裂縫主要是在實(shí)際施工中預(yù)應(yīng)力孔道定位不準(zhǔn)、孔道偏向一側(cè)所導(dǎo)致的。

3.2 力度失控問題

道路橋梁工程在施工中，預(yù)應(yīng)力技術(shù)在一定情況下會出現(xiàn)張拉力失衡問題，對工程整體質(zhì)量和安全性都會造成一定的影響。而出現(xiàn)此問題的主要原因就是前期設(shè)計(jì)不平衡或施工人員操作不當(dāng)。所以在預(yù)應(yīng)力使用過程中，一定要提前對預(yù)應(yīng)力方案展開試驗(yàn)，確保施工方案的完整性。在此基礎(chǔ)上，還要進(jìn)一步提升技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量，對操作流程進(jìn)行規(guī)范和科學(xué)處理，進(jìn)一步保證預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用質(zhì)量。預(yù)應(yīng)力空心板張拉施工工藝如圖1 所示。

圖1 預(yù)應(yīng)力空心板張拉施工工藝

3.3 波紋管堵塞問題

道路橋梁工程建設(shè)期間所用的預(yù)應(yīng)力筋孔管一般是用波紋管制成的，這種材料制成的波紋管雖然在施工應(yīng)用中十分簡單，但是其材料強(qiáng)度和剛度不足，再加上某些性能指標(biāo)無法滿足國家規(guī)范要求，導(dǎo)致材料在施工應(yīng)用中經(jīng)常損壞。與此同時，在使用波紋管澆筑混凝土?xí)r，很容易出現(xiàn)堵塞問題，導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力鋼筋無法順暢通過，加大整體施工難度，對道路橋梁工程施工質(zhì)量和施工進(jìn)度造成嚴(yán)重影響。為避免波紋管發(fā)生堵塞，需要選擇質(zhì)量優(yōu)良的鋼材作為制作材料，同時在混凝土澆筑過程中，必須嚴(yán)格遵守相關(guān)程序，采用科學(xué)合理的施工技術(shù)，結(jié)合預(yù)應(yīng)力筋曲線坐標(biāo)，確定灌漿孔堵塞的具體位置，并標(biāo)注出來，在必要的時候可以使用沖擊鉆完成鉆孔工作，將孔內(nèi)的雜物清除干凈，確保道路橋梁工程建設(shè)能夠順利進(jìn)行。

3.4 混凝土澆筑密實(shí)性

在道路橋梁工程結(jié)構(gòu)澆筑過程中，要保證混凝土自身的密實(shí)性能，在澆筑過程中保證振搗有效。在施工環(huán)節(jié)中，要嚴(yán)格使用鋼筋棒，尤其是針對容易發(fā)生塑性沉縮裂縫的位置，一定要適當(dāng)控制振搗力度，人工振搗與模板之外的敲振都是不可缺少的。混凝土澆筑環(huán)節(jié)完成后，還要對孔道進(jìn)行仔細(xì)清理和檢查，對排氣孔管口和灌漿孔進(jìn)行封孔處理。另外，在混凝土澆筑過程中，不能用加水法保證混凝土流動性，而是要科學(xué)合理地控制混凝土材料比例和外加劑分量。確保每次加工混凝土材料都夠用，避免放置時間較長影響其結(jié)構(gòu)密實(shí)性。除此之外，還需要在振動過程中留意梁柱節(jié)點(diǎn)和張拉端的關(guān)鍵位置，避免出現(xiàn)嚴(yán)重的質(zhì)量問題。底座板混凝土施工工藝流程如圖2 所示。

圖2 底座板混凝土施工工藝

3.5 合理使用預(yù)應(yīng)力筋穿束策略

在預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用過程中，塑料波紋管是十分常見的材料，其密封性能良好且適應(yīng)性較強(qiáng)，能夠滿足道路橋梁施工的各項(xiàng)基本需求。一般混凝土澆筑任務(wù)結(jié)束后，會采用后穿法將預(yù)應(yīng)力筋插入孔道中。而后穿法就是十分常見的施工方法，能夠滿足預(yù)應(yīng)力筋穿束施工的基本要求，操作十分便捷，適合施工人員開展現(xiàn)場操作。另外，后穿法還能有效加強(qiáng)張拉端的密封性能，即使在混凝土澆筑過程中也可以避免出現(xiàn)漏漿問題。作為道路橋梁工程施工人員，在利用此方法開展工程建設(shè)時，必須明確具體工藝流程，制定科學(xué)合理的技術(shù)方案，掌握質(zhì)量管控要點(diǎn)，確保預(yù)應(yīng)力筋穿束、波紋管安裝以及混凝土澆筑等環(huán)節(jié)能夠有序進(jìn)行，避免相互干擾，保證工程整體建設(shè)質(zhì)量。

3.6 曲線孔道豎向位置偏差問題

出現(xiàn)此問題的主要原因是控制曲線孔道豎向坐標(biāo)鋼筋位置計(jì)算錯誤或安裝不精準(zhǔn)。在設(shè)計(jì)圖紙上標(biāo)注的曲線孔道在支座處的豎向坐標(biāo)有時明顯偏高，而且縱橫鋼筋數(shù)量較多，導(dǎo)致孔道很難精準(zhǔn)安裝到位。在鋼筋安裝和綁扎過程中，一些施工人員為了方便，并沒有嚴(yán)格確定鋼筋安裝位置，對曲線孔道豎向坐標(biāo)影響較大。因此，在施工組織設(shè)計(jì)方案編制過程中，一定要提前與設(shè)計(jì)人員進(jìn)行商討，確認(rèn)是否能夠調(diào)整鋼筋材料規(guī)格和排列模式，在必要時可以考慮降低波紋管的坐標(biāo)高度。在跨中處也可以實(shí)施參照處理。除此之外，還要保證在其他部位鋼筋避開波紋管，不能影響波紋管的曲線形狀。施工單位要精準(zhǔn)繪制預(yù)應(yīng)力筋曲線坐標(biāo)和預(yù)應(yīng)力筋孔道分布排列圖，交給操作人員，要求他們嚴(yán)格按照圖紙方案進(jìn)行施工。在此期間，金屬小組紋管可以采用鋼筋支托定位，焊接在箍筋上，保持1m 左右的間距，避免混凝土在澆筑之后出現(xiàn)波紋管上浮的問題。金屬波紋管的坐標(biāo)高度允許誤差不能超過10mm，如果沒有超過這一數(shù)值，就不必進(jìn)行調(diào)整。

4 結(jié)語

綜上所述，預(yù)應(yīng)力技術(shù)是道路橋梁施工中不可缺少的技術(shù)之一，在提高工程整體抗壓性能方面發(fā)揮著十分重要的作用。采用科學(xué)合理的方法將預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用在道路橋梁施工中，能夠有效避免裂縫和形變問題產(chǎn)生，保證道路橋梁工程的穩(wěn)定性和安全性。當(dāng)前，該技術(shù)在道路橋梁施工建設(shè)中的應(yīng)用越來越廣泛，在不斷實(shí)踐的過程中，得到完善與發(fā)展，為我國公路工程建設(shè)事業(yè)提供有力支持。