預(yù)應(yīng)力技術(shù)在路橋施工中的應(yīng)用

馬朝輝 閔春亭

摘要：經(jīng)濟快速發(fā)展背景下，我國的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)越發(fā)完善，路橋工程的數(shù)量持續(xù)增長，預(yù)應(yīng)力技術(shù)在路橋施工中也因此得到了更加廣泛的應(yīng)用，在提高路橋工程施工質(zhì)量和穩(wěn)定性方面發(fā)揮著積極作用。文章從預(yù)應(yīng)力技術(shù)的內(nèi)涵出發(fā)，結(jié)合具體工程實例，對預(yù)應(yīng)力技術(shù)在路橋施工中的應(yīng)用進行了分析和討論，希望能夠為相似工程的施工建設(shè)提供一些參考。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力技術(shù);路橋施工;應(yīng)用

中圖分類號：U445.57 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）12-0174-02

前言

新時期，我國的交通運輸事業(yè)得到了前所未有的發(fā)展，公路橋梁等基礎(chǔ)工程不斷完善，在經(jīng)濟發(fā)展中發(fā)揮著不容忽視的作用。公路橋梁工程不僅關(guān)系著我國交通運輸?shù)恼w效率，也關(guān)系著交通安全和人們的生命財產(chǎn)安全，其本身投資巨大，施工周期長，在施工階段存在很多可能對工程質(zhì)量產(chǎn)生影響的因素，需要采取有效措施來保證施工效果。將預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用到路橋施工中，能夠?qū)τ泻?yīng)力進行抵消，保證橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。

1預(yù)應(yīng)力技術(shù)概述

預(yù)應(yīng)力技術(shù)簡單來講就是對應(yīng)力進行提前控制的一種特殊技術(shù)，可以通過預(yù)先向結(jié)構(gòu)施加應(yīng)力的方式，對結(jié)構(gòu)中存在的會對工程質(zhì)量和安全產(chǎn)生影響的應(yīng)力進行抵消，從而保證工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和可靠性。預(yù)應(yīng)力技術(shù)發(fā)展于上世紀五十年代，經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，從上世紀八十年代開始，在路橋工程領(lǐng)域得到了應(yīng)用，多數(shù)體現(xiàn)在混凝土工程中，在提升混凝土結(jié)構(gòu)抗裂性和抗?jié)B性等方面發(fā)揮著積極作用。

對于現(xiàn)代路橋工程而言，預(yù)應(yīng)力技術(shù)是一種比較常見的技術(shù)，能夠減少施工中結(jié)構(gòu)承受的荷載，實現(xiàn)受力均衡，通過抗拉強度補償?shù)姆绞剑瑴p少和消除受力不均勻引發(fā)的開裂問題。將預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用到路橋工程中，一是能夠提升結(jié)構(gòu)的剛度和強度，保證結(jié)構(gòu)具備良好的抗壓性能和抗?jié)B性能，降低結(jié)構(gòu)自重，避免開裂問題，在保證橋梁安全運行的同時，也可以延長其使用壽命;二是預(yù)應(yīng)力技術(shù)能夠從受拉和受彎兩個方面，通過合理施加預(yù)應(yīng)力的方式，對原本的結(jié)構(gòu)進行改善，保證施工安全;三是預(yù)應(yīng)力技術(shù)可以對路橋工程整體的受辦情況進行改善，在保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的同時，減少鋼筋的使用，以此來降低成本消耗。

2預(yù)應(yīng)力技術(shù)在路橋施工中的應(yīng)用準備

以某道路橋梁工程為例，對預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用情況進行分析和討論。該橋梁橫跨河流，全長1.2km，采用雙向六車道設(shè)計，寬度達到35m（如圖1）。在對橋梁工程進行施工的過程中，因為其本身跨度較大，為了保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和施工安全，采用了預(yù)應(yīng)力技術(shù)，這里對預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用準備和具體應(yīng)用進行簡單分析，希望能夠保證橋梁的施工質(zhì)量。

2.1鋼絞線選擇

預(yù)應(yīng)力鋼絞線的選擇對于預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用影響巨大，在路橋工程建設(shè)中，預(yù)應(yīng)力鋼絞線會直接影響工程整體的施工質(zhì)量，鋼絞線的質(zhì)量與橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性密切相關(guān)。現(xiàn)階段，在預(yù)應(yīng)力技術(shù)中比較常見的鋼絞線有幾種，一是普通鋼絞線，二是矯直回火性鋼絞線，三是低松弛性鋼絞線，對比這幾種鋼絞線，低松弛性鋼絞線的應(yīng)用范圍最廣，能夠?qū)崿F(xiàn)與工程整體的有效配合，耐用性強且成本低廉。在對鋼絞線進行選擇的過程中，還需要關(guān)注其空間位置，制定出切實可行的施工方案，因為鋼絞線本身的抗拉性能、空間位置以及路橋結(jié)構(gòu)等都會影響鋼絞線最終的使用效果，在設(shè)計環(huán)節(jié)需要做好綜合考慮，嚴格依照設(shè)計圖紙進行施工，從保證鋼絞線荷載力的角度，還需要對轉(zhuǎn)折位置、墩頂導(dǎo)向槽乃至轉(zhuǎn)向橫肋端部進行適當打磨，保證曲率與平滑度都可以滿足工程施工要求。

2.2預(yù)應(yīng)力加固

預(yù)應(yīng)力加固是預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用中一個非常重要的環(huán)節(jié)，如果將預(yù)應(yīng)力技術(shù)在路橋工程加工施工中的作用切實發(fā)揮出來，則能夠顯著提高路橋工程結(jié)構(gòu)的承載能力，在保證安全的同時，延長工程使用壽命，實施上，這也是將路橋工程應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)的—個主要目的。在針對路橋工程進行施工建設(shè)的過程中，提升其承載能力的方式有很多，如設(shè)置補強層、改變結(jié)構(gòu)受力體系等，都是比較常用且有效的承載力提升方法。

2.3錨具的選擇

錨具在預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用中同樣發(fā)揮著重要作用，通過錨具與鋼絞線的相互配合，就可以構(gòu)建起相對完整的預(yù)應(yīng)力體系，而如果錨具選擇不當，必然會對預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用產(chǎn)生負面影響。在實踐中，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用方式大致可以分為先張法與后張法兩種，不同方式對于錨具的需求不同，應(yīng)該做到具體問題具體分析。先張法指在混凝土澆筑前進行預(yù)應(yīng)力筋的張拉，需要借助相應(yīng)的錨具，將預(yù)應(yīng)力筋臨時固定在臺座或者鋼模上，然后進行混凝土澆筑，待其強度達到設(shè)計強度的75%以上時，在確認預(yù)應(yīng)力筋與混凝土足夠粘結(jié)的前提下，對其進行放松，以此來完成預(yù)應(yīng)力的施加，不過這種方法為一般僅適用于中小型構(gòu)件的預(yù)制生產(chǎn);后張法與先張法的施工順序相反，需要先進行混凝土的澆筑，在混凝土構(gòu)件留出相應(yīng)的預(yù)應(yīng)力筋張拉孔道，待混凝土強度達到設(shè)計強度的75%以上時，借助預(yù)留孔道穿入預(yù)應(yīng)力筋，進行預(yù)應(yīng)力張拉作業(yè)，借助錨具將張拉完成后的預(yù)應(yīng)力筋固定在構(gòu)件端部，最后在預(yù)留孔道內(nèi)灌注混凝土，確保預(yù)應(yīng)力筋能夠與構(gòu)件形成統(tǒng)一整體。在路橋工程中，預(yù)應(yīng)力的張拉采用的是后張法，因此錨具的選擇也應(yīng)該從后張法的要求出發(fā)，保證其作用的合理發(fā)揮。例如，可以選擇機械錨固類錨具，通過機械加工，在預(yù)應(yīng)力鋼束端部形成相應(yīng)的錨碇條件，確保錨固作業(yè)的效果，無論是高強度鋼筋，還是集束型鋼絲，都可以選擇這種錨具，其本身連接誒方便，應(yīng)力損失小，可以在沒有進行混凝土灌漿前，進行預(yù)應(yīng)力的反復(fù)張拉和調(diào)整;可以選擇摩阻錨固性錨具，將預(yù)應(yīng)力鋼材“擠緊”后形成相應(yīng)的錨旋作用，錨力噸位大、品種多且穿索方便，應(yīng)用范圍廣，不過存在較大的錨具應(yīng)力損失，無法進行重復(fù)張拉凹。

3預(yù)應(yīng)力技術(shù)在路橋施工中的應(yīng)用

3.1在現(xiàn)澆混凝土中的應(yīng)用

路橋施工中，預(yù)應(yīng)力技術(shù)主要及時應(yīng)用在現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)中，能夠發(fā)揮出非常積極的作用。在實踐中，應(yīng)該關(guān)注兩個比較關(guān)鍵的問題：一是在進行現(xiàn)澆混凝土施工的過程中，應(yīng)該做好混凝土的振搗工作，優(yōu)先選擇垂直振搗的方式來，其不僅可以保證混凝土振搗的效果，也可以減少振搗過程中對于預(yù)應(yīng)力索的擾動，將預(yù)應(yīng)力技術(shù)的作用充分發(fā)揮出來;二是應(yīng)該做好混凝土結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護管理，通過相應(yīng)的保溫保濕，提升混凝土構(gòu)件的性能，為預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用奠定良好基礎(chǔ)。例如，在混凝土養(yǎng)護環(huán)節(jié)，可以進行蓄水保溫，保證注水量充足，同時以濕麻袋對混凝土進行覆蓋，以此來實現(xiàn)對于混凝土溫度的有效控制，對混凝土結(jié)構(gòu)的剛度進行改善。

3.2在受彎構(gòu)件中的應(yīng)用

路橋工程施工建設(shè)中，受彎構(gòu)件非常常見，一般都會選擇碳纖維材質(zhì)來進行加固，因為碳纖維本身具備較高的強度，施工簡單，通過在鋼筋混凝土受彎構(gòu)件上粘貼碳纖維片材的方式實現(xiàn)加固目的，有著良好的效果。但是需要注意的是，受彎構(gòu)件本身在進行加固前，就已經(jīng)存在有初始內(nèi)力，其會在混凝土內(nèi)部引發(fā)拉應(yīng)變和壓應(yīng)變，如果構(gòu)件本身達到極限承載力時，混凝土的壓應(yīng)變同樣達到極限，則相應(yīng)的過程就是加固到極限承載力的過程，技術(shù)人員可以根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)中應(yīng)變的增加量，對碳纖維片材的應(yīng)力值進行確定。在實踐中，結(jié)構(gòu)的初始應(yīng)變值與構(gòu)件破壞瞬間的碳纖維片材應(yīng)力值呈反比關(guān)系，換言之，當初始應(yīng)變值較大時，碳纖維片材的應(yīng)力值相對較小，其本身所具備的高強度特性將無法體現(xiàn)出來。因此，施工過程中，技術(shù)人員應(yīng)該賦予碳纖維片材初始拉應(yīng)力，可以在對碳纖維片材進行粘貼時，先對其施加一定的預(yù)應(yīng)力，以此來將碳纖維片材的作用最大限度地發(fā)揮出來。

4結(jié)束語

總而言之，新時期，伴隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國的路橋工程數(shù)量飛速增長，在路橋工程施工中越發(fā)強調(diào)施工質(zhì)量的控制。將預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用到路橋工程施工中，能夠有效抵消結(jié)構(gòu)中的有害應(yīng)力，提升結(jié)構(gòu)的強度和剛度。在應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)的過程中，應(yīng)該做好各個環(huán)節(jié)的有效管理，重視鋼絞線和錨具的選擇，做好預(yù)應(yīng)力加固，同時依照路橋工程的特點，做好薄弱環(huán)節(jié)的有效控制，將預(yù)應(yīng)力技術(shù)的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，推動路橋事業(yè)的穩(wěn)定健康發(fā)展。