關(guān)于預(yù)應(yīng)力張拉技術(shù)在橋梁施工中的研究探析

朱加軍　俞翔

【摘要】隨著我國現(xiàn)代橋梁工程技術(shù)的快速發(fā)展，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用使得混凝土具有結(jié)構(gòu)使用性能好、剛度大、不開裂、耐久性好、造價合理等優(yōu)點(diǎn)，已成為公路橋梁工程中的主要結(jié)構(gòu)形式之一。本文從預(yù)應(yīng)力張拉技術(shù)施工的概念及分類和預(yù)應(yīng)力張拉技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用分析，提出了預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)常見問題及解決辦法。

【關(guān)鍵詞】預(yù)應(yīng)力 張拉技術(shù) 橋梁施工 探析

前言

預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)是指在混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件受拉區(qū)域，通過對預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行張拉、錨固、放松，借助鋼筋的彈性回縮，使受拉區(qū)混凝土實(shí)現(xiàn)獲得預(yù)壓應(yīng)力，以減少或抵消外荷載所產(chǎn)生的拉應(yīng)力的施工技術(shù)。

預(yù)應(yīng)力技術(shù)在當(dāng)前橋梁施工中的運(yùn)用實(shí)際上是一個相對復(fù)雜的過程，但它卻為橋梁工程的施工建設(shè)提供了非常有利的技術(shù)支撐，尤其在保證施工質(zhì)量和施工進(jìn)度上發(fā)揮了巨大的作用。因此，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對預(yù)應(yīng)力技術(shù)的重視和不斷創(chuàng)新，以保證我國橋梁工程建設(shè)事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

一、預(yù)應(yīng)力張拉技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用

1.預(yù)應(yīng)力張拉技術(shù)在大跨度橋梁下的應(yīng)用

我們都知道，為了滿足混凝土梁的承載力要求，混凝土梁都需要滿足一定的高跨比，當(dāng)橋梁的跨度越大，要求梁的高度也就越高，這樣一來，不僅加到了橋梁建設(shè)的成本，還會使橋梁看起來相當(dāng)笨重，不美觀。為解決這個問題，許多施工單位都采用了預(yù)應(yīng)力張拉技術(shù)，即給混凝土的受拉區(qū)域施加一個預(yù)壓應(yīng)力以提高橋梁的承載力，從而在相同的承載力條件下，使橋梁顯得更加輕盈美觀。

2.預(yù)應(yīng)力張拉技術(shù)在舊橋梁改造和加固下的應(yīng)用

施工單位在進(jìn)行橋梁建設(shè)時，往往通過改善施工質(zhì)量管理和提升技術(shù)水平來減少質(zhì)量問題。但由于諸多因素（如材料的選擇不當(dāng)，環(huán)境的突然改變等）的影響，在一定程度尚，橋梁或多或少會受到一些損害，面對這些損害，施工單位的第一想法肯定是采取必要的補(bǔ)救措施，以求橋梁能夠得到修復(fù)并能夠恢復(fù)正常使用，而施工單位所采用的補(bǔ)救措施主要是要提高橋梁的承載能力，其方法有很多種，例如：張拉預(yù)應(yīng)力筋加固法、粘貼鋼板加固法、增大混凝土橫向面積加固法、粘貼碳纖維加固法、橋面鋪裝加厚加固法等。施工單位能夠通過預(yù)應(yīng)力技術(shù)來實(shí)現(xiàn)這些方法，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的主要原理是在混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件受拉區(qū)域，施加一個受壓預(yù)應(yīng)力，以提高橋梁的承載力。

二、橋梁施工中預(yù)應(yīng)力張拉技術(shù)的控制要點(diǎn)

1.預(yù)應(yīng)力材料的質(zhì)量控制

采購的材料到場時，還應(yīng)對材料進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗，其各項指標(biāo)都應(yīng)該滿足國家標(biāo)準(zhǔn)后才可使用。施工單位應(yīng)當(dāng)對現(xiàn)場的材料采取妥善的保護(hù)措施，如：防銹蝕、防雨水、防外力作用等。對在施工過程中發(fā)現(xiàn)的破損材料，應(yīng)該做報廢處理，不得使用；作為預(yù)應(yīng)力筋的孔道的波紋管的運(yùn)輸和堆放，都應(yīng)當(dāng)按照規(guī)范進(jìn)行，不得使用；施工單位在施工過程中，應(yīng)當(dāng)對波紋管采取相應(yīng)的保護(hù)措施，以減少損害，在澆筑混凝土?xí)r，使用振動棒震動混凝土?xí)r，應(yīng)當(dāng)小心避讓波紋管，防止振動棒對波紋管造成損傷。

2.預(yù)應(yīng)力鋼筋工程的質(zhì)量控制

施工單位對諸如鋼絞線、熱處理鋼筋、鋼絲、冷拔低碳鋼絲等預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行加工制作時，應(yīng)當(dāng)采用砂輪鋸或者切斷機(jī)，切忌采用電弧切割。在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼筋下料時，應(yīng)當(dāng)做到哪里需要哪里下料，什么時候需要，什么時候下料，當(dāng)天下的料，應(yīng)當(dāng)當(dāng)天用完。在對鋼絞線下料施工過程中，發(fā)現(xiàn)下料過長時，應(yīng)當(dāng)將多出部分盤起，并包裹好，避免腐蝕。

在對預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行張拉施工前，應(yīng)當(dāng)檢驗預(yù)應(yīng)力筋是否滿足強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)，如若達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)值，則會降低預(yù)應(yīng)力，進(jìn)而降低橋梁的承載能力。在對預(yù)應(yīng)力張拉施工時，則需要嚴(yán)格控制其伸長率，若其伸長率達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)值，則會降低預(yù)應(yīng)力，進(jìn)而降低橋梁的承載能力。在對預(yù)應(yīng)力張拉施工時，則需要嚴(yán)格控制其伸長率，若其伸長率達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)值，也會降低預(yù)應(yīng)力，進(jìn)而影響承載力。

對于張拉預(yù)應(yīng)力筋所使用的錨具、夾具都應(yīng)該進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢查，如若其夾片幾何尺寸不合格，則其產(chǎn)品往往不合格。同時應(yīng)當(dāng)保證夾片硬度滿足國家標(biāo)準(zhǔn)，硬度太小，則容易造成滑絲，硬度太大，則容易造成鋼絲斷裂。

3.混凝土工程的質(zhì)量控制

相對于普通混凝土澆筑，由于橋梁預(yù)應(yīng)力構(gòu)件鋼筋密集，其混凝土澆筑難度也較大。但其澆筑質(zhì)量也直接影響到橋梁承載能力和質(zhì)量，因此，必須嚴(yán)格控制混凝土澆筑質(zhì)量。

在進(jìn)行混凝土澆筑時，盡量不要留施工縫，每一個構(gòu)件應(yīng)當(dāng)盡量一次性連續(xù)澆筑完成，如若必須留施工縫，則需要將施工縫的位置留在受力位置最佳的地方，此外，在進(jìn)行施工縫處理時，其表面應(yīng)當(dāng)進(jìn)行鑿毛處理，應(yīng)當(dāng)預(yù)埋鋼筋，以使新舊澆筑的混凝土連接穩(wěn)固。

在進(jìn)行混凝土澆筑時，應(yīng)當(dāng)正確的選擇混凝土振搗方式，由于預(yù)應(yīng)力鋼筋的縱橫交錯，這對振搗工作帶來一定的困難，因此，應(yīng)當(dāng)隨時準(zhǔn)備更換振動器的類型，以便使振搗密室。同時應(yīng)當(dāng)注意避免振動器觸碰到預(yù)應(yīng)力鋼筋管道、預(yù)埋件、模板等，這樣，才能保障其位置不發(fā)生偏離。

三、預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的應(yīng)用

1.路橋加固工程

路橋所受載荷主要是車輛的重量，也屬于一種隨機(jī)動載荷，對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的壓力較大且有變化，必須對橋體外應(yīng)力和橋面結(jié)構(gòu)等受拉地區(qū)增強(qiáng)抗拉力，提高路橋構(gòu)建的承載能力，可運(yùn)行如改變橋面受力結(jié)構(gòu)體系，加固其工程橋面的補(bǔ)強(qiáng)層及加固橋體之外的預(yù)應(yīng)力技術(shù)來達(dá)到理想的目標(biāo)。

2.受彎結(jié)構(gòu)強(qiáng)度提高

受彎構(gòu)件既受到壓應(yīng)力也受拉應(yīng)力，可通過碳纖維貼片的方法，來提高混凝土構(gòu)件對內(nèi)應(yīng)力（主要是側(cè)向壓力）的承受能力，因碳纖維具有超高強(qiáng)度的特征和有事，可使黏貼了碳纖維片材料的部分抗拉性能的大大提高，因此，可以在其對應(yīng)的另一面施加相應(yīng)的預(yù)應(yīng)力，致使碳纖維面附加上其原始的拉應(yīng)力，使碳纖維面達(dá)到增強(qiáng)抗彎力，已適應(yīng)投入使用后的適應(yīng)能力。利用這種方法就可以有效避免工程構(gòu)建遭受破壞。

3.承重構(gòu)件中的應(yīng)用

路橋工程中，承重構(gòu)件的上部構(gòu)造通常重量較大，而對下部構(gòu)件產(chǎn)生了巨大的壓力，因此對其強(qiáng)度提出了更高的要求，現(xiàn)代普遍往立體空間發(fā)展，導(dǎo)致其下部構(gòu)件需要承受相當(dāng)大的靜載荷和動載荷，對下部構(gòu)件強(qiáng)度都有嚴(yán)格的規(guī)定。采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，可以解決此類問題。但值得注意的是，如果采用單純的單纖維貼片的方法，是不能滿足這種承重構(gòu)件工程技術(shù)要求的，所以還應(yīng)對承重構(gòu)件內(nèi)部受壓的部分產(chǎn)生拉應(yīng)力，對其受拉的部分產(chǎn)生壓應(yīng)力，減少構(gòu)件拉應(yīng)變與壓應(yīng)變，通過這種方法來提高構(gòu)件的應(yīng)變增量，從而提升其強(qiáng)度和承重能力。

4.延長路橋使用壽命

前文已述采用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)能夠提高路橋使用壽命，它主要是通過改善路橋構(gòu)件的強(qiáng)度與剛度來提高橋面的承載力和抗變形能力，減小開裂，斷裂事故的發(fā)生，事故造成的壽命簡短問題幾率大大降低，其次是路橋構(gòu)件強(qiáng)度的增加可以在一定程度上減薄路橋構(gòu)件的厚度，接縫量，因此不但其重量大大降低了，還能夠減少維護(hù)和已損壞部位的比例，同時可以看出，投資上也有一定的節(jié)省，施工方有更多的財力物力投入到質(zhì)量工作中來。值得注意的是，路橋構(gòu)件的減薄必須控制在安全的范圍內(nèi)了，不能因小失大。

四、結(jié)語

綜上所述，橋梁預(yù)應(yīng)力張拉是容易出現(xiàn)問題的一道工序，且一旦出現(xiàn)弊病，對結(jié)構(gòu)的質(zhì)量將有重要影響，甚至危及橋梁安全，但這些弊病是可防可治的。所以，工程參建者必須嚴(yán)格按照有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范施工，預(yù)防各種弊病的發(fā)生對出現(xiàn)的問題進(jìn)行認(rèn)真徹底處理。確保預(yù)應(yīng)力張拉施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]交通部第一公路工程公司·公路施工手冊[M]·北京：人民交通出版社， 1999.

[2]劉效堯·橋梁損傷診斷[M]·北京：人民交通出版社， 2002·

[3]梁國強(qiáng) 橋梁工程預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)[J] 技術(shù)與市場 2012（19）