路橋施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用

李勇　郭成利

【摘 要】路橋的預(yù)應(yīng)力技術(shù)跟傳統(tǒng)路橋施工工藝以及技術(shù)相比，盡管起步比較晚，但是在施工工藝與技術(shù)上具備很大的優(yōu)勢(shì)。當(dāng)施工人員把預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用在路橋施工中時(shí)，可以提升路橋承載能力并延長(zhǎng)它的使用年限。

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

0.前言

預(yù)應(yīng)力技術(shù)隨著荷載等級(jí)的不斷提高，橋梁工程逐漸向輕型、大跨度方向發(fā)展，預(yù)應(yīng)力梁板結(jié)構(gòu)的應(yīng)用越來越廣泛，在今后的橋梁加固橋梁加固中，現(xiàn)有加固技術(shù)可能在很大程度上受到限制，因此，有必要開發(fā)和研究預(yù)應(yīng)力技術(shù)在舊橋改造中的應(yīng)用。

用預(yù)應(yīng)力技術(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固主要是通過后張法中的體外預(yù)應(yīng)力來實(shí)現(xiàn)的，其施工工藝：體外預(yù)應(yīng)力的預(yù)應(yīng)力鋼束設(shè)于砼構(gòu)件的外側(cè)，鋼束穿過設(shè)在構(gòu)件端部的擋塊和中部適當(dāng)位置的轉(zhuǎn)向塊進(jìn)行張拉，從而使砼構(gòu)件獲得預(yù)壓應(yīng)力。此法的主要目的是簡(jiǎn)化預(yù)應(yīng)力工藝，但結(jié)構(gòu)的受力、特性比常規(guī)的粘結(jié)預(yù)應(yīng)力砼差，鋼材用量也較大，目前主要用于較大跨度的橋梁工程或維修加固工程中。

1.預(yù)應(yīng)力在路橋施工中的應(yīng)用

1.1加固施工

施工人員采取一定的措施對(duì)路橋進(jìn)行加固，其目的在于通過對(duì)構(gòu)件進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，將結(jié)構(gòu)的性能改善，進(jìn)而提高橋梁的承載力，使其使用壽命得以延長(zhǎng)，以滿足當(dāng)前交通運(yùn)輸所需。一般比較常見的加固方式分為三種，一是對(duì)橋面補(bǔ)強(qiáng)層進(jìn)行加固；二是將結(jié)構(gòu)的受力體系改變并對(duì)其加固；三是對(duì)體外預(yù)應(yīng)力進(jìn)行加固。實(shí)際施工過程中卸載的目的在于把混凝土結(jié)構(gòu)加固時(shí)產(chǎn)生的初始應(yīng)變減小，施工時(shí)可以先對(duì)構(gòu)件施加一定的預(yù)應(yīng)力，在構(gòu)件受拉區(qū)形成一定壓應(yīng)力后，構(gòu)件的初彎矩壓應(yīng)變以及拉應(yīng)變都會(huì)隨之減小，這樣就可以把構(gòu)件在極限承載力時(shí)所形成的應(yīng)變?cè)隽考皦毫μ岣?，以便將加固鋼筋的作用充分發(fā)揮出來。

1.2混凝土多跨連續(xù)梁

預(yù)應(yīng)力技術(shù)常被用作梁特別是彎矩的研究，一般彎矩有兩種，一種正彎矩，一種為負(fù)彎矩，通常多跨梁里面常有正負(fù)彎矩存在的位置。通常負(fù)彎矩會(huì)位于梁支座位置，正彎矩則可以梁跨中部位。如果梁抗彎強(qiáng)度以及抗剪強(qiáng)度不能滿足施工規(guī)范以及設(shè)計(jì)要求，就需要對(duì)其采取加固強(qiáng)度的措施；當(dāng)跨中的強(qiáng)度值難以滿足施工規(guī)范要求時(shí)就需要采取一些技術(shù)手段進(jìn)行加固，最常見的技術(shù)手段為粘貼碳纖維，然而這種施工技術(shù)雖然簡(jiǎn)單易操作，但是經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種縱筋錨固問題。

隨著預(yù)應(yīng)力技術(shù)范圍的不斷擴(kuò)大，路橋施工獲取大量便利的同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了不少問題，尤其是關(guān)于預(yù)應(yīng)力張拉技術(shù)的，因?yàn)閺埨夹g(shù)的加工工藝比較復(fù)雜，因而會(huì)對(duì)施工技術(shù)人員的自身素質(zhì)以及施工設(shè)備性能都有很高的要求。然而實(shí)際加工時(shí)，因?yàn)槭┕と藛T沒有按照施工規(guī)范科學(xué)進(jìn)行施工，以致于留下了很多安全隱患。

1.3受彎結(jié)構(gòu)

碳纖維施工簡(jiǎn)單、強(qiáng)度也比較高，因而在對(duì)受彎構(gòu)件加固時(shí)常會(huì)選擇粘貼碳纖維片材作為施工材料。由于加固前結(jié)構(gòu)本事便形成了初始內(nèi)應(yīng)力，混凝土也就有了初始應(yīng)變以及壓應(yīng)變，一旦混凝土受到的壓應(yīng)變比混凝土極限壓應(yīng)變大時(shí)，構(gòu)件的極限承載力也就達(dá)到了最大值。一般碳纖維片材最終應(yīng)力該由混凝土自身應(yīng)變?cè)隽克鶝Q定的，假如當(dāng)初的始應(yīng)變比較大，而碳纖維片材應(yīng)力又比較小，碳纖維的高強(qiáng)度就很難充分發(fā)揮出來。施工人員在將碳纖維片材粘貼好的時(shí)候還需施加一定量的預(yù)應(yīng)力，這樣該材料就會(huì)有了初始拉應(yīng)力，也就可以防止構(gòu)件破壞時(shí)沒有足夠的應(yīng)力，進(jìn)而使得它的強(qiáng)度充分發(fā)揮出來。

1.4混凝土路面

路橋混凝土路面施工時(shí)也需采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，這是新時(shí)期得到重視和大力推廣的一項(xiàng)新技術(shù)，其施工原理和預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用到橋梁鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的施工原理差不多，與此同時(shí)借助預(yù)應(yīng)力鋼筋的配置也實(shí)現(xiàn)了從某種程度上給予混凝土路面適當(dāng)?shù)募s束，這樣就可以延緩裂縫出現(xiàn)的時(shí)間或者避免裂縫的產(chǎn)生。在對(duì)混凝土路面進(jìn)行施工時(shí)要合理施加縱向的預(yù)應(yīng)力，進(jìn)而防止混凝土路面出現(xiàn)橫向收縮裂縫。當(dāng)下預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)已經(jīng)越加成熟，施工效果也越來越好。

2.路橋預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)常見問題

2.1波紋管出現(xiàn)堵塞

一些施工企業(yè)為了趕工期在安裝波紋管時(shí)完全不按照施工規(guī)范以及施工設(shè)計(jì)進(jìn)行，因而使得波紋管定位不夠準(zhǔn)確，進(jìn)而促使套管出現(xiàn)接頭、彎折扭曲等各種不良現(xiàn)象出現(xiàn)。施工人員在現(xiàn)澆混凝土?xí)r，由于要對(duì)混凝土進(jìn)行振搗，一旦沒有把握好振搗的力度很容易導(dǎo)致波紋管出現(xiàn)破裂現(xiàn)象，如果發(fā)現(xiàn)不及時(shí)未能采取有效措施進(jìn)行更換和修復(fù)，便會(huì)導(dǎo)致混凝土漿往波紋管里面流去，進(jìn)而導(dǎo)致波紋管出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。另外波紋管在進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收前沒有嚴(yán)格控制其質(zhì)量，所以一旦出現(xiàn)質(zhì)量問題，這些因素便是導(dǎo)致管道出現(xiàn)堵塞的最根本原因。

2.2預(yù)應(yīng)力構(gòu)件在張拉前就有裂縫問題出現(xiàn)

張拉前的預(yù)應(yīng)力構(gòu)件有裂縫問題出現(xiàn)主要原因在于構(gòu)件受溫差作用出現(xiàn)收縮，進(jìn)而導(dǎo)致裂縫現(xiàn)象產(chǎn)生，然而這種不利現(xiàn)象是鋼筋混凝土構(gòu)件很難避免的，因而施工技術(shù)人員必須嚴(yán)格控制施工現(xiàn)場(chǎng)所采用的構(gòu)件的質(zhì)量，控制好裂縫，盡可能的將這些不利因素減小。

3.處理路橋施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)問題的措施

3.1處理堵管問題的措施

路橋施工期間，如果碰到堵管現(xiàn)象，就要先結(jié)合預(yù)應(yīng)力筋的曲線坐標(biāo)位置將 堵管所在位置標(biāo)出來，需注意的是一定要避開主筋所在的位置，然后采用沖擊鉆緩慢進(jìn)行開孔。對(duì)于堵管問題也可事先采取防止措施，比如施工下料錢 要仔細(xì)檢查一遍波紋管的質(zhì)量，混凝土澆筑前要將安裝波紋管的位置確定下來，對(duì)于套管接頭以及密閉性要認(rèn)真檢查，整個(gè)混凝土澆筑過程中一定要采取有效措施保護(hù)好波紋管。

3.2處理裂縫問題的措施

預(yù)應(yīng)力施工時(shí)采用的構(gòu)件很容易受溫度影響在其表面形成不同程度的溫度裂縫，所以要控制好構(gòu)件內(nèi)外 所存在的溫差。薄壁構(gòu)件的拆模時(shí)間要適當(dāng)?shù)难娱L(zhǎng)，一般情況下施工人員還需在預(yù)制構(gòu)件以及臺(tái)座間涂上適量的隔離劑以免二者粘結(jié)在一起，進(jìn)而因熱脹冷縮導(dǎo)致構(gòu)件受到影響。除此之外高溫期間可以采用低水化熱水泥，而低溫期間則需要采取適當(dāng)?shù)谋卮胧Ｂ窐蚬こ填A(yù)應(yīng)力混凝土的路面施工時(shí)，很容易受到路面收縮以及徐變過大因素的影響使得預(yù)應(yīng)力受到損害，進(jìn)而影響到工程的施工質(zhì)量，這時(shí)可以選擇強(qiáng)度比較高、水灰比比較小的混凝土開展施工作業(yè)，因?yàn)楦哔|(zhì)量的混凝土自身的收縮以及徐變比較小，可以避免上述不良現(xiàn)象的出現(xiàn)。

4.結(jié)語

總之，橋梁加固技術(shù)術(shù)語21世紀(jì)路橋施工領(lǐng)域發(fā)展最快也是應(yīng)用最為廣泛的一項(xiàng)施工技術(shù)，該預(yù)應(yīng)力技術(shù)不僅帶動(dòng)了土木工程的迅速發(fā)展，也使得我國(guó)橋梁加固提載方面形成了一種更為主動(dòng)、有效的技術(shù)與 方法，而且從很大程度上將構(gòu)件承載能力提升到更高的層次。所以加強(qiáng)對(duì)我國(guó)舊橋加固以及改造技術(shù)的研究，不僅可以為我國(guó)現(xiàn)代交通貢獻(xiàn)一份力量，還能給國(guó)家?guī)碡S厚的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益，因而發(fā)展前景非常廣闊。

【參考文獻(xiàn)】

[1]金龍?jiān)疲詈沏?淺析路橋施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用[J].科技傳播，2012（08）.

[2]黃啟隆.淺談公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力的應(yīng)用及存在問題[J].科技資訊，2012（21）.

[3]田豐源.如何解決路橋工程施工預(yù)應(yīng)力應(yīng)用中存在的問題[J].硅谷，2012（24）.