預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)在公路橋梁施工中的應(yīng)用

摘要：科學(xué)應(yīng)用預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)，有利于提高橋梁承載能力和安全系數(shù)。闡述了預(yù)應(yīng)力加固的應(yīng)用步驟和要點，包括預(yù)應(yīng)力張拉設(shè)備安裝、混凝土澆筑、鋼筋下料、穿索和壓漿等要點。通過現(xiàn)場實驗，對比施工前后應(yīng)變參數(shù)，在應(yīng)變?yōu)?時，施工前荷載為4.3kN/m2，施工后荷載為5kN/m2。由此得出結(jié)論，采用預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)，能夠提高橋梁承載能力，延長其使用壽命。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力；加固技術(shù)；穿索；壓漿

0 引言

應(yīng)用公路橋梁預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)，不僅可以增加其原有承載力，提高安全系數(shù)，還有利于延長橋梁的使用壽命。因此憑借獨特的技術(shù)優(yōu)勢，預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)在公路橋梁加固中被廣泛應(yīng)用[1]。本文以某橋梁預(yù)應(yīng)力加固為例，闡述了預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的各個施工要點，并通過試驗，驗證了同等條件下預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的有效性。

1 預(yù)應(yīng)力加固設(shè)計

1.1 預(yù)應(yīng)力張拉設(shè)備安裝

1.1.1 安裝前準(zhǔn)備

安裝之前，先通過對地質(zhì)地形和土質(zhì)的分析，確定張拉工藝。再根據(jù)張拉工藝，確定張拉設(shè)備的型號規(guī)格。然后做好張拉設(shè)備和輔助設(shè)備的進場檢驗工作，按照設(shè)計文件和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進行驗收。最后制定施工方案，進行上報審批，同時做好施工人員安裝前的培訓(xùn)和技術(shù)交底等準(zhǔn)備工作。

1.1.2 張拉強度測算

進行預(yù)應(yīng)力張拉操作時，不僅需要保證張拉設(shè)備本身的穩(wěn)定性，還要確保張拉平臺的混凝土強度符合規(guī)范要求，同時也需要保證張拉過程中的安全性，

張拉強度的測算計算公式為：

M=W（σ+γ?） （1）

公式（1）中：M表示所需張拉強度；W表示設(shè)備提供張拉力；σ表示設(shè)計預(yù)應(yīng)力系數(shù)；γ表示預(yù)應(yīng)力松弛損失；?表示摩擦系數(shù)。

1.1.3 張拉設(shè)備安裝要點

安裝前期，通過準(zhǔn)備限位板等工具按照設(shè)計圖紙對設(shè)備進行定位。通過遠程控制，對預(yù)應(yīng)力張拉設(shè)備進行定位控制和安裝固定，以確保張拉設(shè)備安裝順序的正確性和對稱性[2]。為減少后期的修改與移動，通過專門的千斤頂以限位板為參照，來保證定位的準(zhǔn)確性。選用合適的輔助安裝工具，避免鋼絞線交叉，同時要減少現(xiàn)場人員流動，避免發(fā)生安全事故。

1.2 澆筑混凝土

1.2.1 混凝土配合比和用量的設(shè)計

張拉設(shè)備安裝檢驗合格后，進行混凝土澆筑。采用商品混凝土并將其泵送入模。需要按照設(shè)計中的參數(shù)以及現(xiàn)場情況對混凝土進行嚴(yán)格配比，要做到足量貯存?zhèn)溆谩?/p>

混凝土用量若按照體積法計算，計算公式為：

（2）

混凝土用量若按照澆筑法計算，計算公式為：

（3）

公式（2）和公式（3）中：Q表示澆筑混凝土用量；D表示灌注混凝土路橋?qū)挾?；K表示混凝土填充率；H表示公路橋梁工程澆筑長度；B表示損失系數(shù)，可選用；V表示提升速度；q表示單位時間混凝土用量。

1.2.2 澆筑要點

混凝土到達施工現(xiàn)場后，進行取樣，對其坍落度及和易性進行檢驗，試驗時記錄試件號和部位。澆筑前，需要注意鋼筋所在位置，對鋼筋模板進行查驗，出現(xiàn)問題及時進行檢修加固。將試件振搗密實，并對其外表做到收光抹面。在對混凝土進行澆筑時，為避免高空傾倒引發(fā)離析，可通過串筒實施澆筑。

采用插入式振搗器振搗，采取分層振搗的方式，并嚴(yán)禁觸碰模板。對重要部位的混凝土，隨鋼筋混凝土層數(shù)進行澆筑，并在澆筑后作壓實抹平處理，以確保澆筑的緊實性。在確定混凝土達到一定強度后進行拆模?；炷翝仓?2h以內(nèi)，需灑水養(yǎng)護，并覆蓋塑料，以避免干裂[3]。

1.3 鋼筋下料

1.3.1 預(yù)應(yīng)力鋼筋有效約束作用力分布

預(yù)應(yīng)力高強鋼絞線的作用是約束鋼筋混凝土柱，在軸向壓力作用下，約束混凝土?xí)l(fā)生橫向膨脹，使得鋼絞線在直線段橫截面處產(chǎn)生水平彎曲。而在邊長中部的鋼絞線的抗彎剛度很小，這樣對混凝土的約束作用就小。而在拐角處鋼絞線的變形小、剛度大，變形產(chǎn)生的水平作用力，在轉(zhuǎn)角處形成了強約束力。預(yù)應(yīng)力鋼筋有效約束作用力分布如圖1所示。

1.3.2 鋼筋結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算

預(yù)應(yīng)力作用下的鋼筋對混凝土的約束力，是沿著鋼絞線的周長變化的，這樣就使得鋼絞線約束混凝土分析及計算變得復(fù)雜。在約束應(yīng)力不均勻情況下，通常認(rèn)為在兩支相鄰的鋼絞線中間，側(cè)向約束作用與鋼絞線處的約束作用原理是相同的。由于拱效應(yīng)的存在，可以將約束混凝土劃分為有效約束區(qū)及無效約束區(qū)兩個部分。鋼筋的結(jié)構(gòu)內(nèi)力的計算方法如下：

（4）

式中：e為鋼筋的間隔比，Cs為應(yīng)力回彈指數(shù)，PN原地層有效荷重，?P為鋼筋實際承載荷重，H為鋼筋厚度。

1.3.3 鋼筋下料要點

鋼筋等預(yù)應(yīng)力筋的下料工序作為預(yù)應(yīng)力工程的關(guān)鍵工序，其下料質(zhì)量決定了實際承載荷重的有效性。確定下料工作質(zhì)量是否符合標(biāo)準(zhǔn)，通常采用鋼筋的輔助工具進行檢驗，如在注漿工作中，以鋼筋的固定效果作為檢測標(biāo)準(zhǔn)。

注漿前，需要通過手工清理，對鋼筋表面進行除銹，保證鋼筋的抗拉強度和耐久性。對于鋼絞線可能出現(xiàn)的下垂問題，也需要通過確定鋼筋的平衡性來解決。安裝前對錨墊板、鋼管等材料進行檢查處理，避免預(yù)應(yīng)力筋因固定不佳而造成事故。

1.4 鋼絞線張拉

1.4.1 確定鋼絞線參數(shù)

為保障鋼絞線施工的質(zhì)量，在工程開展之前，通過對預(yù)應(yīng)力參數(shù)的設(shè)計規(guī)劃，明確鋼絞線的類型。確定相應(yīng)參數(shù)后，在滿足施工要求的規(guī)范條件下，對鋼絞線進行張拉。鋼絞線預(yù)應(yīng)力計算公式如下：

?P=M/?L×C （5）

公式（5）中：?L為鋼絞線伸長值；M為前文所計算的張拉力強度；C為工作設(shè)備的回縮量。

1.4.2 施工要點

鋼絞線的安裝可能會與原有的設(shè)計圖產(chǎn)生較大的出入，應(yīng)根據(jù)實際工程需求進行合理改動，同時通過對導(dǎo)向槽結(jié)構(gòu)的科學(xué)設(shè)計和優(yōu)化，對鋼絞線的安裝位置進行控制，以達到預(yù)期的安裝效果。

施工前需要對鋼絞線的數(shù)目進行確定，確保在施工時材料的預(yù)備充足。鋼絞線在未使用之前，需要做好防水防銹等防護措施，避免在使用時出現(xiàn)意外狀況。在鋼絞線安裝前，需要去除表面的油脂與雜物，否則這些污垢的存在，可能影響整體施工效果。

施工開始時，需要對鋼絞線位置進行明確，避免出現(xiàn)纏繞現(xiàn)象。對鋼絞線的豁結(jié)帶進行處理，避免鋼絞線在安裝過程中出現(xiàn)誤差問題。注意控制提升豁結(jié)帶的豁握力，以保持鋼絞線的平衡狀態(tài)?；炷翝仓?，要根據(jù)混凝土的凝固狀態(tài)和澆筑時間，判斷施加預(yù)應(yīng)力時間，避免過早的進行預(yù)應(yīng)力施工，造成混凝土的損壞[5]。

1.5 穿索與壓漿

1.5.1 穿索

在穿索作業(yè)中，需要合理架設(shè)穿索裝置，以便盡量縮短施工材料運輸時間。采用壓漿自動化設(shè)備進行遠程控制，以降低工程成本，提高工程質(zhì)量。

1.5.2 壓漿

按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范控制水泥漿的配比。水泥漿要求具有一定的流動度，為此需對漿液中的水膠比進行控制。在配合比試驗中，根據(jù)水泥漿液的參數(shù)，合理安排用水量。

根據(jù)橋梁所處環(huán)境和施工條件，結(jié)合工程特點，選擇適合的壓漿設(shè)備。在張拉施工完畢后的24h內(nèi)進行壓漿，確保壓漿質(zhì)量符合施工要求。在實際施工過程中，需要對施工參數(shù)進一步檢查，確保不出現(xiàn)誤差。同時，做好對壓漿施工中的漿液及時填充，保證漿液壓注的持續(xù)性，減少漏氣和蜂窩孔等現(xiàn)象。

2 試驗驗證

為了驗證本文在公路橋梁中預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)設(shè)計的有效性，在施工前后做仿真驗證實驗。運用預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)施工前后，橋梁平面應(yīng)變與荷載的關(guān)系曲線如圖2所示。

根據(jù)圖2可以看出，在相同荷載作用下，施工后的曲線的應(yīng)變整體小于施工前的曲線應(yīng)變。施工后預(yù)應(yīng)力公路橋梁平面應(yīng)變?yōu)?時的荷載，大于施工前公路橋梁平面的載荷。由此表明，經(jīng)過采用預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)，有助于延緩混凝土應(yīng)變的增長速度，提高混凝土的抗裂性能。從圖2看出，在應(yīng)變?yōu)?時，施工后的荷載為5kN/m2，而施工前的荷載為4.3kN/m2左右，意味著施工后的混凝土結(jié)構(gòu)能夠承受更多壓力，具有更好的承載性和延性，體現(xiàn)了預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的有效性。

3 結(jié)束語

本文對在公路橋梁中的預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的應(yīng)用要點進行了闡述，包括張拉設(shè)備安裝、混凝土澆筑、預(yù)應(yīng)力鋼筋下料固定、穿索與壓漿等內(nèi)容。通過試驗，對比施工前后承壓面的應(yīng)變參數(shù)，驗證了預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的有效性。由此說明，合理應(yīng)用預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)，可以提高橋梁承載能力，延長橋梁的使用壽命。

參考文獻

[1] 李帥.預(yù)應(yīng)力技術(shù)在高速公路橋梁施工中的應(yīng)用[J]. 工程建設(shè)與設(shè)計，2023（10）：198-200.

[2] 張建嶺.高速公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的應(yīng)用[J].大眾科技，2023，25（4）：40-43.

[3] 裴歡.公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)措施及質(zhì)量控制[J]. 甘肅科技，2023，39（3）：16-18.

[4] 包火明，黃宏波，王中寬.預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁施工中的應(yīng)用研究[J].工程技術(shù)研究，2023，8（6）：71-73.

[5] 王義.預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在公路橋梁施工中的應(yīng)用[J]. 交通世界，2023（8）：162-164.