公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)分析

張智文

摘 要：近年來(lái)，在公路和橋梁的施工中，預(yù)應(yīng)力技術(shù)得到了越來(lái)越廣泛的使用，與傳統(tǒng)的公路橋梁施工技術(shù)相比，預(yù)應(yīng)力技術(shù)雖出現(xiàn)較晚，但卻在工程建設(shè)中取得了快速的發(fā)展，已在計(jì)算理論、工程檢測(cè)和設(shè)備材料方面形成了一條較完整的體系。隨著預(yù)應(yīng)力技術(shù)使用的越來(lái)越廣泛，其存在的很多問(wèn)題也必將得到解決，其發(fā)展空間也將越來(lái)越大。該文對(duì)公路橋梁施工中的預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行了分析，希望能對(duì)相關(guān)人士有所幫助。

關(guān)鍵詞：公路橋梁 施工技術(shù) 預(yù)應(yīng)力技術(shù)

中圖分類號(hào)：U44 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2013）02（c）-0-01

隨著我國(guó)機(jī)械工業(yè)和材料科技的進(jìn)步，高性能混凝土、低松弛鋼絲、鋼絞線、各式錨具與張拉設(shè)備的性能明顯改進(jìn)，預(yù)應(yīng)力技術(shù)水平明顯提高，為預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁施工中的應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)。預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路和橋梁施工中通常用于連續(xù)箱梁、簡(jiǎn)支T梁、空心板等，還可用于公路橋梁的頂推法施工、大件提升、邊坡或山體錨固方面。

1 預(yù)應(yīng)力技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁施工中的應(yīng)用并非僅在公路橋梁的主體結(jié)構(gòu)中，其在邊坡錨固方面的應(yīng)用也為工程建設(shè)節(jié)省了很多施工材料，且對(duì)降低自重，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗裂、抗滑和抗?jié)B，提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，降低主拉應(yīng)力方面具有明顯的作用，且具有設(shè)計(jì)安全，便于施工的特點(diǎn)，在公路和橋梁的施工建設(shè)中有著十分重要的作用。

2 預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁施工中的應(yīng)用

2.1 預(yù)應(yīng)力錨具的選擇

預(yù)應(yīng)力錨具的選擇，要考慮摩阻錨固與機(jī)械錨固兩個(gè)方面。摩阻錨固主要是通過(guò)錨旋作用將預(yù)應(yīng)力鋼材擠緊，該類型品種較多，使用也較為廣泛和簡(jiǎn)便，但其損失較大，且在連接上不夠簡(jiǎn)潔；機(jī)械錨固是指通過(guò)機(jī)械加工的方式制作一個(gè)適用于預(yù)應(yīng)力鋼材端部的錨定工作條件，并進(jìn)行錨固。

2.2 預(yù)應(yīng)力鋼絞線的選擇

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外在預(yù)應(yīng)力鋼材的選擇上主要是預(yù)應(yīng)力鋼筋、低松弛鋼絞線和冷辣鋼絲等。其中，最新一代的低松弛鋼絞線具有使用方便、經(jīng)濟(jì)適用、建筑美觀的特點(diǎn)，已在核電站、橋梁等大型建筑設(shè)施上得到了較為廣泛的應(yīng)用，也正受到越來(lái)越多的施工企業(yè)的重視。與其他鋼材相比，使用預(yù)應(yīng)力鋼絞線可節(jié)約大約1/3的材料，具有客觀的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。在選擇預(yù)應(yīng)力鋼絞線時(shí)，應(yīng)考慮其主要性能參數(shù)如伸長(zhǎng)率、松弛率和幾何參數(shù)等，還應(yīng)考慮其尺寸、規(guī)格和延伸

率等。

2.3 預(yù)應(yīng)力效應(yīng)分析

在預(yù)應(yīng)力混凝土的施工中，首先應(yīng)假定預(yù)應(yīng)力鋼筋分布圖，估計(jì)其所能承受的極限狀態(tài)，并檢查各截面的應(yīng)力，若其不能滿足施工要求，則需改變鋼筋分布，尋找能夠適應(yīng)應(yīng)力的有效設(shè)計(jì)，預(yù)應(yīng)力錨具、筋和體系的設(shè)計(jì)都取決于對(duì)效應(yīng)的分析。

2.4 預(yù)應(yīng)力技術(shù)在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)的常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題，在大型公路、橋梁的施工中，很多因素都會(huì)導(dǎo)致混凝土裂縫的出現(xiàn)，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)能有效避免混凝土裂縫的出現(xiàn)，且效果顯著。在公路、橋梁混凝土的構(gòu)建與使用前，對(duì)受拉區(qū)的混凝土失壓，對(duì)混凝土鋼筋進(jìn)行張拉，鋼筋在自身回縮作用下，能讓受拉區(qū)感受到鋼筋發(fā)出的作用力，從而減少混凝土裂縫的產(chǎn)生。

2.5 預(yù)應(yīng)力技術(shù)在混凝土路面上的應(yīng)用

預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁混凝土路面的應(yīng)用原理與其在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用有相似之處，都是利用預(yù)應(yīng)力鋼筋對(duì)路面進(jìn)行約束，使得路面不出現(xiàn)裂縫，或延緩裂縫出現(xiàn)。在混凝土路面上運(yùn)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)時(shí)，要做好充分的準(zhǔn)備工作，對(duì)路面的溫度、濕度、教宗在和、摩擦約束等進(jìn)行深入的探討，以防在施工時(shí)出現(xiàn)收縮裂縫。

3 公路橋梁預(yù)應(yīng)力技術(shù)存在的問(wèn)題

3.1 預(yù)應(yīng)力拉張時(shí)間的問(wèn)題

使用早強(qiáng)劑是當(dāng)前提高混凝土預(yù)應(yīng)力早期強(qiáng)度的主要方式，通常是在混凝土澆筑3天后開(kāi)始張拉，然后等混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度。如果混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)過(guò)快而彈性模量增加緩慢，則會(huì)導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力損失增加，使得公路、橋梁承載力不足，出現(xiàn)較多的混凝土裂縫。此外，以早期強(qiáng)度的混凝土進(jìn)行檢測(cè)試塊，代替實(shí)際強(qiáng)度，也會(huì)存在不少問(wèn)題。實(shí)踐表明，早期使用早強(qiáng)劑的鋼筋混凝土通常難以達(dá)到實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 張力控制問(wèn)題

由于預(yù)應(yīng)力技術(shù)出現(xiàn)較晚，其在公路、橋梁的施工運(yùn)用中并沒(méi)有形成比較明確的規(guī)范，施工人員在施工時(shí)很難有標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范進(jìn)行參考，大多數(shù)工程均使用1.5級(jí)油壓來(lái)劑量，且不少施工人員并未通過(guò)相關(guān)技術(shù)培訓(xùn)，在控制張拉時(shí)忽高忽低，導(dǎo)致實(shí)際誤差偏大，在進(jìn)行多束張拉時(shí)，不少施工人員對(duì)張拉控制不周全，沒(méi)有均勻的掌握好各束拉力，各束拉力不同，從而對(duì)鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)也產(chǎn)生了較大的影響。因此，除盡快制定明確的操作規(guī)范外，還要加強(qiáng)對(duì)施工人員的技術(shù)培訓(xùn)，改善設(shè)備條件。

3.3 預(yù)應(yīng)力鋼筋管道堵塞的問(wèn)題

若施工人員施工經(jīng)驗(yàn)不足，在澆筑混凝土?xí)r存在野蠻作業(yè)，或未采取有效的保護(hù)措施，極有可能導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力鋼筋管道發(fā)生堵塞，影響實(shí)際張拉效果，使得預(yù)應(yīng)力鋼筋的理論拉長(zhǎng)值與實(shí)際拉長(zhǎng)值存在較大的誤差，給公路、橋梁的施工成本和工期造成一定的麻煩。預(yù)應(yīng)力鋼筋管道堵塞的預(yù)防，首先需要建立完善的相關(guān)規(guī)范并嚴(yán)格落實(shí)，還要對(duì)管道內(nèi)部進(jìn)行精確定位，防治扭曲、彎折等現(xiàn)象的出現(xiàn)，在施工中，也要避免野蠻作業(yè)，并安排專業(yè)人員跟班，進(jìn)行孔道施工時(shí)，要控制好抽芯時(shí)間。

3.4 收縮徐變過(guò)大的問(wèn)題

在公路、橋梁的預(yù)應(yīng)力技術(shù)施工時(shí)，混凝土路面若收縮徐變過(guò)大導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力損失也會(huì)對(duì)工程質(zhì)量造成嚴(yán)重的影響，在施工中，應(yīng)盡量減少或避免過(guò)多的使用外來(lái)劑，應(yīng)盡量使用水灰比小、強(qiáng)度高的混凝土，以低徐變量和高質(zhì)量收縮來(lái)提高工程質(zhì)量。

3.5 真空灌漿問(wèn)題

壓力灌漿是常用的解決后張預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土中預(yù)應(yīng)力筋腐蝕問(wèn)題的方法，通常，預(yù)應(yīng)力筋失去保護(hù)是由于后張預(yù)應(yīng)力筋以傾斜狀態(tài)和彎曲狀態(tài)存在，再加上水泥漿泌水的蒸發(fā)導(dǎo)致的。預(yù)應(yīng)力筋在高應(yīng)力狀態(tài)下極易被侵蝕，從而影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的安全性，因此，只有進(jìn)行高質(zhì)量的灌漿才能保證預(yù)應(yīng)力筋具有良好的抗腐蝕能力。在漿體控制方面，對(duì)于流動(dòng)性較差的水泥漿，嚴(yán)禁以加水的方式來(lái)增加其流動(dòng)性，在攪拌漿體時(shí)，要嚴(yán)格控制外加劑、水泥和水的使用，攪拌機(jī)內(nèi)的漿體也要全部瀉盡，嚴(yán)禁一邊取料一邊進(jìn)料，壓漿前，若發(fā)現(xiàn)管道內(nèi)有水分或臟物殘留，則應(yīng)先使用空壓機(jī)將管道內(nèi)的殘留物清除。近年來(lái)，預(yù)應(yīng)力技術(shù)和結(jié)構(gòu)在我國(guó)公路和橋梁施工中的應(yīng)用發(fā)展很快，中小型公路和橋梁幾乎全都采用了預(yù)應(yīng)力混凝土，而跨徑在300～500 m左右的橋梁也有很多選擇使用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。以前，我們國(guó)家修建了不少鋼橋，而鋼橋的維護(hù)費(fèi)用較大，預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)和技術(shù)有著十分廣闊的發(fā)展前景，也必將在公路和橋梁中有更多的運(yùn)用。

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