關于路橋施工中預應力技術的探究

摘要：本文主要分析了路橋施工中預應力技術的應用，論述了路橋施工中的預應力技術的施工工藝，最后闡述了路橋施工中預應力技術的控制措施。

關鍵詞：路橋施工;預應力技術;應用;控制

1、路橋施工中預應力技術的應用

1.1 在混凝土空心板中的應用。公路橋梁設計中，當跨徑在16～25m范圍內時，可采用預應力混凝土空心板。值得注意的是，經驗數據表明，當預應力混凝土空心板跨徑被做到30～35m時，鋼度會隨跨徑的增加而降低，所以實際使用中，空心板跨徑不宜超過25m。

1.2 在混凝土箱梁中的應用。預應力在混凝土箱梁中的應用，應重視混凝土配合比的設計，試驗和優化工作，以確保混凝土力學性能和各項控制指標的良好。施工人員、管理人員負責箱梁施工現場全面技術工作。嚴格按照設計圖樣編制施工工藝，對鋼筋下料、焊接等施工工藝和方法進行嚴格的規范。

1.3 在受彎構件中的應用。因為碳纖維具有較高的強度，相比之下施工也比較簡單，所以，可采用一種特殊的加固方法，即粘貼碳纖維片材，以達到對鋼筋混凝土受彎構件加固的目的。由于加固結構已經存在一部分初始內力，如果初始應變較大，當構件遭受破壞時碳纖維片材的可變化范圍相對較小，其強度高的點的強度就得不到充分的發揮。對碳纖維作用機理分析研究發現，若在粘貼碳纖維片材時，對碳纖維片材實施預應力，使其具有一部分初始拉應力，可提高構件遭受破壞時碳纖維片材的應力，使其得到充分的發揮。

1.4 在加固施工中的應用。通過對構件的補強和結構性能的改善來完成公路橋梁的加固，從而恢復或提高現有公路橋梁的承載能力和延長使用年限，更好地適應現代交通運輸的要求。通常的加固方法有橋面補強加固法、體外預應力加固法、粘貼鋼板加固法等。為減小加固施工時混凝土的初始應變，可預先對構件施加預應力，目的是使構件受壓區產生拉應力，通過減小構件在初彎矩作用下的拉應變和壓應變，提高構件達到極限承載力時的應變增量，同時加固鋼筋的應力也得以提高。

1.5 在鋼筋混凝土多跨連續梁的應用。多跨連續梁有正彎矩區和負彎矩區之分。通常支座處產生負彎矩，跨中產生正彎矩，當公路橋梁的抗彎承載力和抗剪承載力不能滿足設計要求時，需要對其進行加固處理;當跨中的抗彎承載力不能滿足設計要求時，則用粘貼碳纖維的方法對其進行加固，該施工方法比較簡易。

2、預應力施工中鋼絞線空間位置的控制

鋼絞線的空間位置是由墩頂導向槽以及錨固端部橫梁的跨中轉向橫肋所確定，而等效荷載的大小是由張拉應力以及索形來決定的。如果墩頂導向槽或跨中轉向橫肋在施工中發生偏折，將導致鋼絞線的局部需要承受極大的擠壓應力，因此明確墩頂和錨固端部橫梁處的錨墊板預埋位置是十分必要的，并且還要嚴格按照圖紙的要求來進行墩頂導向槽跨中轉向橫肋的制作，不但要將端部磨平，還要保證彎折處的曲率半徑，這樣才能確保鋼絞線在張拉時不受端部的卡滑或擠壓。

3、預應力施工中鋼絞線的下料和穿索

通常在對路橋進行加固時，需要對錨墊板和鋼管進行灌漿，這時就經常會產生粘結段。因此在下料的過程中要將該粘結段鋼絞線的油脂和PE層清洗干凈。又因為事先不僅要考慮到穿束過程中鋼絞線在下垂時所產生的影響，還需要考慮到其張拉伸長所產生的影響，從而確保張拉兩端的伸長部分一致，并最后使得兩個粘結段的粘結力基本相同。但是，在實際的施工中該方法的位置和長度都難以控制。在鋼絞線的穿索過程中，由于其長度較長，并且在中間還要裝置許多的墩頂導向槽和跨中轉向橫肋，這就致使在箱梁中無法對多根鋼絞線進行整束穿索，對此普遍的做法是采用單根穿索 又因為鋼絞線的纏繞通常會使其有效的預應力建立受到影響，因此還要確保在全橋長的范圍內鋼絞線不會發生纏繞。

4、預應力施工中鋼絞線張拉

4.1 預緊。首先，鋼絞線在松散狀態下，即使采用了必要的措施，但是由于鋼絞線很長，下垂量還是較大，所以，為保證兩端粘結段長度大致相等，預緊要兩端對稱進行;其次，預緊力的大小既要保證在預緊過程中，鋼絞線繃緊且不纏繞，又要保證在高應力張拉時鋼絞線不錯位，預緊力過大或過小都達不到預緊的目的。在加固施工中，預緊張拉力采用15%設計張拉力。

4.2 高應力張拉。張拉前應對構件（或塊體）的幾何尺寸、混凝土澆筑質量、孔道位置及孔道是否暢通、灌漿孔和排氣孔是否符合要求、構件端部預埋鐵件位置等進行全面檢查。高空張拉預應力筋時，應搭設可靠的操作平臺。張拉前必須對各種機具、設備及儀表進行校驗及標定。校驗應由具有專業資質的檢測部門進行，采用標準壓力機檢測。張拉設備應配套校驗，并在施工中配套使用，不可混用。壓力表精度不應低于1.5級，校驗設備精度不低于2%。張拉時混凝土強度、張拉值、張拉理論伸長值都應由設計單位給出。

5、預應力施工中混凝土澆筑的控制

外露的灌漿孔、孔道與灌漿孔、排氣孔管連接處、排氣孔端以及預應力孔道接口處都必須封堵嚴密，以防出現因異物進入或漏漿堵塞管孔的情況。尤其是下層孔道的排氣孔管和灌漿孔長度大，且又斜向伸出板面，因此必須固定牢固。在澆筑混凝土時，振動棒不得碰動或接觸預應力錨具和孔道，避免引起移位或損傷。如果設置預應力錨具和孔道的部位鋼筋較密集，振搗較困難，容易產生塑性沉縮裂縫，則必須用短鋼筋輔以人工插搗以及適度的模板外敲振，從而確保澆搗的密實。混凝土澆筑完畢后應立即對孔道進行必要的檢查和清理，并及時封堵灌漿孔、排氣孔管口和張拉端，防止異物的進入，以確保其后續的張拉和灌漿能順利地進行。而且在混凝土的澆筑過程中，在預應力筋的張拉端及梁柱節點等關鍵的部位要澆搗密實。

6、預應力施工中的真空灌漿技術

為了解決后張預應力鋼筋混凝土結構中預應力筋的防腐蝕問題及其與結構混凝土共同工作的問題，通常采用壓力灌漿的方法來填充預應力筋和其預埋孔道之間的空隙。一般而言，預應力筋失去保護是因為后張預應力筋以非水平的多跨度彎曲狀態和傾斜狀態存在，再加上水泥漿的泌水蒸發所形成缺乏水泥漿的空隙時造成的。而且預應力筋在高應力的狀態下非常容易被腐蝕，并且腐蝕部位會造成斷面的缺損，從而使得預應力鋼筋混凝土結構的耐久性和安全受到嚴重的影響。由此可見，只有好的灌漿質量才能確保預應力筋的防腐蝕性能以及預應力構筑物的安全和耐久性能。所以在預應力孔道的灌漿施工中，重點要解決孔道中水泥漿有空隙或未充滿、水泥漿硬化后的強度不滿足規范要求、水泥漿硬化后因收縮而與孔道壁分離等問題。在實際施工中對于超過40m的多束預應力筋通常采用真空灌漿的方法來確保灌漿的密實度和質量。

7、結束語

總之，在預應力技術在路橋施工中的應用已經非常普遍的今天，在看到這項技術帶來的有利之處的同時，也要正視這項技術本身存在的問題，以及在使用中存在的問題。因此，為了保證公路橋梁的質量以及滿足現代社會的交通運輸需求，只有積極的探索研究，并且在實踐中找到解決的方法，才能使這項技術發揮更大的作用。

參考文獻：

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