預(yù)應(yīng)力在道路橋梁施工中的應(yīng)用分析

摘要： 本文將通過對預(yù)應(yīng)力技術(shù)的優(yōu)勢進(jìn)行分析，概述預(yù)應(yīng)力技術(shù)在施工中出現(xiàn)的問題，針對預(yù)應(yīng)力技術(shù)施工中的應(yīng)用進(jìn)行探討，供大家參考。

關(guān)鍵詞：道路橋梁 預(yù)應(yīng)力技術(shù) 施工工藝 張拉力

1前言

近幾年來， 隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速增長和建筑工藝的不斷進(jìn)步，預(yù)應(yīng)力技術(shù)也在道路橋梁的建設(shè)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。與傳統(tǒng)的路橋施工工藝和技術(shù)相比，預(yù)應(yīng)力技術(shù)雖然在起步上相對較晚，但具備很多傳統(tǒng)路橋施工工藝和技術(shù)難以比擬的優(yōu)勢。預(yù)應(yīng)力技術(shù)在道路橋梁的建設(shè)中，對于增強(qiáng)道路橋梁的承載能力和使用年限等方面，都有著十分重要的意義。

2 預(yù)應(yīng)力技術(shù)的優(yōu)勢

預(yù)應(yīng)力技術(shù)不僅僅能運(yùn)用于路橋結(jié)構(gòu)，還能運(yùn)用于路橋加固維修，對山體和邊坡之類的地方進(jìn)行錨固的加強(qiáng)，提升大型的構(gòu)件，及頂推施工等路橋建設(shè)的各個(gè)方面。因?yàn)樵诘缆窐蛄汗こ探ㄔO(shè)中使用預(yù)應(yīng)力技術(shù)能夠有效地節(jié)省施工的材料，還能減輕結(jié)構(gòu)的自重，提高路橋結(jié)構(gòu)的抗裂水平與抗?jié)B能力，降低結(jié)構(gòu)的主拉應(yīng)力與豎向剪力，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的剛度。而且，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的施工工藝比較便捷，結(jié)構(gòu)簡易且安全，所以這項(xiàng)技術(shù)就被廣泛地運(yùn)用于路橋的建設(shè)里。特別是最近幾年，在我國大力興建的交通基礎(chǔ)設(shè)施的工程里，提高路橋的承載力和耐久性已經(jīng)成了路橋?qū)＜已芯康闹匾獙ο螅A(yù)應(yīng)力技術(shù)在解決這些問題上都具有重要的意義。下面，筆者著重闡釋以下體外預(yù)應(yīng)力。作為后張預(yù)應(yīng)力體系的一個(gè)重要分支，體外預(yù)應(yīng)力混凝土具有不少的優(yōu)點(diǎn)，預(yù)應(yīng)力筋的套管布置較為簡單，且易于調(diào)整，將后張預(yù)應(yīng)力的操作程序大大簡化了，并縮短了旋工的時(shí)間。同時(shí)，因?yàn)轭A(yù)應(yīng)力筋都是布置在腹板之外的，這就使得混凝土的澆筑工作變得更為方便，能有效減少施工中的摩擦造成的損失，而且在換預(yù)應(yīng)力筋的時(shí)候就會(huì)更加方便。目前，我國在這方面的研究很少，對其受力的性能研究也不多，所以，相關(guān)的專業(yè)人員應(yīng)該結(jié)合實(shí)際和理論將這種結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入的研究，以便于該項(xiàng)技術(shù)在道路橋梁工程中能發(fā)揮更大的作用。體外預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)與體內(nèi)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)在其構(gòu)造上有著本質(zhì)的區(qū)別，體外預(yù)應(yīng)力的預(yù)應(yīng)力筋在砼結(jié)構(gòu)的外部，只能在錨固和轉(zhuǎn)向塊處可能和結(jié)構(gòu)相連。這樣一來，結(jié)構(gòu)的整體形變就能決定體外預(yù)應(yīng)力。反之，體內(nèi)預(yù)應(yīng)力的預(yù)應(yīng)力筋在砼的內(nèi)部，且和結(jié)構(gòu)是完全粘結(jié)的，無論在哪一個(gè)切面出，都能和結(jié)構(gòu)相協(xié)調(diào)。在設(shè)計(jì)體外預(yù)應(yīng)力的時(shí)候，就要考慮到避免體外筋和結(jié)構(gòu)的二者共振，因?yàn)檫@二者都能產(chǎn)生獨(dú)立振動(dòng)。在特殊的地震區(qū)，設(shè)計(jì)方案中還要加入增強(qiáng)抗震性能的措施，以便加強(qiáng)道路橋梁的抗震系數(shù)。

3 預(yù)應(yīng)力技術(shù)在路橋施工中的應(yīng)用

3.1 預(yù)應(yīng)力技術(shù)在路橋受彎構(gòu)件中的應(yīng)用

我們通常所說的受彎構(gòu)件，是指主要隨橫向茶載作用的構(gòu)件，其受力特點(diǎn)是上部受壓，下部受拉，在施工中我們常常稱之為梁。因?yàn)槠涫芰μ攸c(diǎn)，我們在受彎構(gòu)件的施工中，受彎構(gòu)件強(qiáng)度方面我們需要考慮其抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、局部承壓強(qiáng)度和折算強(qiáng)度在具體施工中，由于碳纖維所擁有的高強(qiáng)度、施工簡單等特征，我們大多采用粘貼碳纖維片材對鋼筋混凝土受彎構(gòu)件進(jìn)行加固 從工程力學(xué)的角度看，在采用碳纖維片加固之前，結(jié)構(gòu)就已經(jīng)聚集了初始內(nèi)力，混凝土的已經(jīng)有了初始壓應(yīng)變和拉應(yīng)變，其應(yīng)變增量決定了碳纖維片材的最終應(yīng)力 當(dāng)混凝土壓應(yīng)變達(dá)到其極限壓應(yīng)變時(shí)，構(gòu)件由達(dá)到極限承載力。如果初始應(yīng)變過大，構(gòu)件破壞時(shí)碳纖維片材的應(yīng)力就較小，使碳纖維片材強(qiáng)度高的特點(diǎn)得不到充分發(fā)揮，因此，我們在粘貼碳纖維片材之前，采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，先對碳纖維片材施加預(yù)應(yīng)力，從而提高受彎構(gòu)件破壞時(shí)碳纖維片材的應(yīng)力，充分發(fā)揮碳纖維片材的作用。

3.2預(yù)應(yīng)力技術(shù)在路橋加固施工中的應(yīng)用

隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，公路橋梁交通運(yùn)輸量迅速增長，除了交通量的增長之外還有軸載的加重。道路橋梁造價(jià)昂貴，我們在建造的時(shí)候都會(huì)千方百計(jì)保證工程質(zhì)量，但是由于長期受自然環(huán)境和使用環(huán)境的影響，橋梁難免會(huì)產(chǎn)生損壞現(xiàn)象，為了保證交通的安全和促使道路橋梁發(fā)揮應(yīng)有的作用，恢復(fù)或提高現(xiàn)有道路橋梁的承載能力，延長其使用年限，道路橋梁加固和維修成為一個(gè)十分突出的問題。道路橋梁加固主要是補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件和改善結(jié)構(gòu)性能，通常采用的方法有橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固法、增大截面與配筋加固法、體外預(yù)應(yīng)力加固法、粘貼鋼板加固法、改變結(jié)構(gòu)受力體系加固法、增加橫向聯(lián)系加固法、粘貼碳纖維加固法等 實(shí)際上是通過施加預(yù)應(yīng)力改變結(jié)構(gòu)的內(nèi)力，從而提高構(gòu)件的承載能力，使加固鋼筋的作用得到充分發(fā)揮

3.3預(yù)應(yīng)力技術(shù)在道路橋梁多跨連續(xù)梁中的應(yīng)用

多跨連續(xù)梁是道路橋梁工程中常用的一種構(gòu)件，對于道路橋梁安全具有重要的意義。在我國的道路橋梁施工中，已經(jīng)修建和正在修建的多跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋越來越多。 多跨連續(xù)梁有正彎矩區(qū)和負(fù)彎矩區(qū)，一般來說，支座處是負(fù)彎矩區(qū)，跨中則為正彎矩區(qū)。在我國，多跨度連續(xù)梁主要還是采用分節(jié)段懸臂對稱施工、跨中合龍、經(jīng)過多次結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換、最后形成整聯(lián)結(jié)構(gòu)的施工方法。在墩頂臨時(shí)支承或者錨固，懸臂施工抗傾覆穩(wěn)定性和抵抗不平衡彎矩。懸臂施工線形控制，豎向預(yù)拱度和支座水平預(yù)偏量的進(jìn)行承載優(yōu)化。

4 預(yù)應(yīng)力技術(shù)施工中出現(xiàn)的問題

4.1預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件產(chǎn)生張拉裂縫的問題

在張拉預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的工程應(yīng)用中，我們經(jīng)常會(huì)遇到預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件在張拉前出現(xiàn)裂隙縫的問題，雖然這種現(xiàn)象是不可避免的，在張拉后也可能閉合，但帶裂縫工作，工程結(jié)構(gòu)耐久性和結(jié)構(gòu)性能都會(huì)受到不利影響。簡單來說，產(chǎn)生裂縫的原因有兩種，一種是荷載所引起的。這種裂縫稱之為結(jié)構(gòu)性裂縫。是承載力不足的結(jié)果。另一種是由于變形受約束引起的。這種裂縫稱之為非結(jié)構(gòu)性裂縫，如溫度的變化、混凝土收縮、基礎(chǔ)不均勻沉降等因素都可能引起這種情況。

4.2波紋管孔道漏漿堵塞問題

由于波紋管易于制作，便于施工。對各種形狀的預(yù)應(yīng)力筋束張拉時(shí)摩阻力小的原因，在實(shí)際施工中，大多數(shù)后張法施工的預(yù)應(yīng)力筋孔道都用波紋管做成。但是，由于某些波紋管所用的鋼帶材質(zhì)較差，厚度不足且厚薄不均，制作出來的波紋管強(qiáng)度、剛度根本達(dá)不到要求，在安裝和澆筑時(shí)易變形和破損，在混凝土澆筑時(shí)砂漿漏人孔道造成堵塞現(xiàn)象，導(dǎo)致后期預(yù)應(yīng)力鋼筋穿束困難甚至無法通過，從而給施工帶來不必要的麻煩，即影響了工期又耗費(fèi)了人力。在施工下料前，應(yīng)當(dāng)對波紋管質(zhì)量進(jìn)行仔細(xì)檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)有缺陷的波紋管，檢查波紋管安裝位置，檢查套管接頭是否連接牢固，密閉性是否達(dá)到要求，在澆筑的過程中注意加強(qiáng)波紋管的保護(hù)，避免振蕩操作失誤損壞波紋管。

4.3預(yù)應(yīng)力筋束滑絲、斷絲問題

由于預(yù)應(yīng)力筋束生銹就厲害或表面有水泥、油污、雜物；或工作夾片中的絲出現(xiàn)生銹、油污、雜物或夾片里的絲被損傷：或工作夾片尺寸不合格；千斤頂被其它工具抵觸受力不均：預(yù)應(yīng)力筋束絞纏導(dǎo)致個(gè)別鋼絞線張拉力太大等情況，都有可能在施工過程中出現(xiàn)預(yù)應(yīng)力筋束滑絲或斷絲的問題。出現(xiàn)這類問題，需要及時(shí)根據(jù)滑絲、斷絲的情況。采取相應(yīng)的施工手段修正，如果受損根數(shù)少，可以根據(jù)比例適當(dāng)?shù)某瑥埨蝗绻軗p數(shù)量多，超張拉無法解決問題，就必須更換鋼絞線重新張拉。

5 結(jié)束語

道路橋梁在我國的交通運(yùn)輸中起著關(guān)鍵作用，在施工中道路橋梁預(yù)應(yīng)力工藝較為復(fù)雜，我們應(yīng)當(dāng)做好預(yù)應(yīng)力施工人員的技能培訓(xùn)，嚴(yán)格按照操作程度序施工，精心設(shè)計(jì)、仔細(xì)檢查，不斷應(yīng)用新技術(shù)、新材料、新工藝，保證工程的順利施工，保證工程的施工質(zhì)量。