預(yù)應(yīng)力在道路橋梁施工中出現(xiàn)的問(wèn)題及改進(jìn)措施

李亞利

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和工程建設(shè)的發(fā)展，預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁施工中得到了廣泛的運(yùn)用，并在保證施工進(jìn)度，提高工程質(zhì)量等方面發(fā)揮了積極的作用。然而，目前預(yù)應(yīng)力技術(shù)還存在著不完善之處，在施工中如果處理不好，往往會(huì)對(duì)公路橋梁質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。因此，為了使預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁施工中得到更好的運(yùn)用，提高公路橋梁質(zhì)量，有必要對(duì)預(yù)應(yīng)力技術(shù)的運(yùn)用問(wèn)題進(jìn)行探討分析。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力；橋梁；施工；問(wèn)題；措施

伴隨著材料工業(yè)和機(jī)械工業(yè)的發(fā)展，高性能混凝土、低松弛鋼筋、各式各樣的錨具和張拉設(shè)備不斷被研發(fā)出來(lái)，并取得了規(guī)?；a(chǎn)，這為預(yù)應(yīng)力技術(shù)的發(fā)展和工程建設(shè)運(yùn)用準(zhǔn)備了良好的條件。目前，預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁建設(shè)中得到了廣泛的運(yùn)用，其運(yùn)用范圍主要包括空心板、T型簡(jiǎn)支架、連續(xù)箱梁、橋梁加固、斜拉橋、頂推法施工、邊坡錨固等等。在這些項(xiàng)目施工中運(yùn)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)能夠取得良好的效果，也有利于提高整個(gè)公路橋梁建設(shè)的質(zhì)量。

但是在預(yù)應(yīng)力橋梁施工中出現(xiàn)的若干預(yù)應(yīng)力技術(shù)問(wèn)題也相當(dāng)普遍，給施工和工程結(jié)構(gòu)的質(zhì)量帶來(lái)了一些潛在的隱患，已引起許多專家的廣泛關(guān)注。

1預(yù)應(yīng)力技術(shù)在道路橋梁施工中的應(yīng)用

1.1預(yù)應(yīng)力技術(shù)在加固施工過(guò)程中的應(yīng)用

一般道路橋梁的加固是通過(guò)補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件和改善結(jié)構(gòu)性能來(lái)提高現(xiàn)有道路橋梁的承載力，延長(zhǎng)其使用壽命，滿足交通運(yùn)輸?shù)囊?。通常加固的方式有：橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固、改變結(jié)構(gòu)受力體系加固以及體外預(yù)應(yīng)力加固等等。在實(shí)際中，卸載的主要目的就是為了減小加固施工時(shí)混凝土結(jié)構(gòu)的初始應(yīng)變?？梢韵葘?duì)構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力，使構(gòu)件的受拉區(qū)產(chǎn)生壓應(yīng)力，受壓區(qū)產(chǎn)生拉應(yīng)力，使構(gòu)件在初彎矩時(shí)的壓應(yīng)變和拉應(yīng)變減小，這樣可以提高構(gòu)件在極限承載力時(shí)的應(yīng)變?cè)隽亢蛻?yīng)力，充分發(fā)揮加固鋼筋的作用。

1.2預(yù)應(yīng)力技術(shù)在混凝土多跨連續(xù)梁中的應(yīng)用

多跨連續(xù)梁分為正彎矩區(qū)域和負(fù)彎矩區(qū)域。一般情況下，跨中為正彎矩，支座處為負(fù)彎矩。當(dāng)橋梁的抗彎承載力和抗剪承載力達(dá)不到要求時(shí)，就需要進(jìn)行加固處理，當(dāng)跨中正彎矩區(qū)抗彎承載力不足時(shí)，可以采用施工比較容易的粘貼碳纖維的方法加固。

1.3預(yù)應(yīng)力技術(shù)在受彎結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

碳纖維具有施工簡(jiǎn)單，高強(qiáng)度的特點(diǎn)，所以對(duì)受彎構(gòu)件進(jìn)行加固的方法廣泛地采用粘貼碳纖維片材。但是在加固前結(jié)構(gòu)就已經(jīng)具有初始內(nèi)應(yīng)力，混凝土有了初始拉應(yīng)變和壓應(yīng)變，當(dāng)混凝土受壓區(qū)壓應(yīng)變達(dá)到或超過(guò)混凝土的極限壓應(yīng)變時(shí)，構(gòu)件達(dá)到或超過(guò)了極限承載力。碳纖維片材的最終應(yīng)力是由混凝土的應(yīng)變?cè)隽繘Q定的，比如當(dāng)初始應(yīng)變較大時(shí)，碳纖維片材的應(yīng)力較小構(gòu)件就被破壞了，碳纖維強(qiáng)度高的特點(diǎn)無(wú)法充分發(fā)揮出來(lái)?？梢栽谡迟N碳纖維片材時(shí)就對(duì)其施加預(yù)應(yīng)力，使其附有初始拉應(yīng)力，從而提高當(dāng)構(gòu)件破壞時(shí)的碳纖維片材的應(yīng)力，充分發(fā)揮其強(qiáng)度。

1.4預(yù)應(yīng)力技術(shù)在混凝土路面中的應(yīng)用

在道路橋梁的混凝土路面中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，是在近年來(lái)才逐漸興起并普及的一項(xiàng)創(chuàng)舉，其作用原理與預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用大致相似，同樣也是通過(guò)預(yù)應(yīng)力鋼筋的配置來(lái)對(duì)混凝土路面進(jìn)行一定的約束，從而達(dá)到延緩甚至不出現(xiàn)裂縫的目的?；炷谅访媸┕ぶ泻侠淼厥┘涌v向預(yù)應(yīng)力來(lái)避免混凝土路面的橫向收縮開(kāi)裂。目前此技術(shù)已經(jīng)逐漸走向成熟。

2預(yù)應(yīng)力技術(shù)中的工具選擇

2.1預(yù)應(yīng)力鋼絞線的選擇

目前國(guó)內(nèi)外使用的預(yù)應(yīng)力鋼材主要有預(yù)應(yīng)力鋼筋、冷拉預(yù)應(yīng)力鋼絲、矯直回火預(yù)應(yīng)力鋼絲、低松弛預(yù)應(yīng)力鋇絲、普通預(yù)應(yīng)力鋼絞線和低松馳鋼絞線。作為預(yù)應(yīng)力鋼材最新一代的低松弛鋼絞線，由于其高效、經(jīng)濟(jì)、施工方便，使建筑構(gòu)件輕薄美觀的優(yōu)點(diǎn)，已大量使用在世界各地最重要的建筑工程上，如大型橋梁、核電站、高層大跨度房屋、高速及高架公路等。使用預(yù)應(yīng)力鋼絞線至少可節(jié)省1/3以上的鋼材，其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益是十分顯著的。預(yù)應(yīng)力鋼絞線的選擇應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面：鋼絞線性能參數(shù)，包括幾何參數(shù)、表面狀態(tài)、松散性、斷裂荷載、屈服荷載、伸長(zhǎng)率、松弛等；鋼絞線標(biāo)準(zhǔn)，包括品種規(guī)格、破斷荷載、尺寸公差、松弛性、延伸率等。

2.2預(yù)應(yīng)力錨具的選擇

后張法預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)所使用的錨具，主要可分為機(jī)械錨固和摩阻錨固兩大類，機(jī)械錨固類錨具是在預(yù)應(yīng)力鑰材的端部采用機(jī)械加工，形成一個(gè)適宜于錨碇的工作條件來(lái)加以錨固。這類錨具通常用于錨旋高強(qiáng)度粗鋼筋或集束型高強(qiáng)鋼絲，個(gè)別也有錨旋單根或多根鋼鉸線的。其特點(diǎn)是錨具應(yīng)力損失較小，連接比較方便，在未灌漿前可以重復(fù)張扣或放松以調(diào)整預(yù)應(yīng)力。摩阻錨固類錨具是利用楔形錨具，將預(yù)應(yīng)力鋼材“擠緊”形成錨旋作用，這類錨具品種較多，應(yīng)用較廣，其2012年2月第3期橋梁與隧道工程Bridge&Tunnel Engineering特點(diǎn)是錨力變化較多、噸位較大，穿索比較方便；不足之處是錨具應(yīng)力損失較大，要重復(fù)張拉或連接較不方便。

3預(yù)應(yīng)力在道路橋梁施工中出現(xiàn)的問(wèn)題

3.1波紋管堵塞的問(wèn)題

堵管的主要是指在混凝土澆筑后波紋管出現(xiàn)堵塞的現(xiàn)象。波紋管堵塞會(huì)使得后期預(yù)應(yīng)力鋼絞線穿束無(wú)法通過(guò)或張拉預(yù)應(yīng)力時(shí)，鋼絞線實(shí)際值與設(shè)計(jì)值有差距，這樣就會(huì)造成不必要的麻煩，既影響了工期又耗費(fèi)了人力。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是在施工過(guò)程中施工人員沒(méi)有嚴(yán)格按照規(guī)范安裝波紋管，引起波紋管定位不準(zhǔn)確導(dǎo)致彎折、套管接頭松動(dòng)，或者是在澆筑過(guò)程中，施工人員操作不當(dāng)，造成波紋管破裂，直接造成了混凝土水泥漿深入到波紋管而堵塞了波紋管。另外，波紋管本身的質(zhì)量缺陷也會(huì)引起水泥漿滲漏造成的堵管。

3.2孔道堵塞的問(wèn)題

預(yù)留孔道堵塞或塌陷會(huì)使預(yù)應(yīng)力鋼筋不能順利通過(guò)，這樣會(huì)影響張拉的效果，進(jìn)而影響灌注工程質(zhì)量。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是在水泥還尚未凝固之前就抽芯，這樣就沒(méi)有一定的強(qiáng)度，或抽芯太遲，就可能會(huì)拔斷橡膠抽拔管。

3.3預(yù)應(yīng)力構(gòu)件張拉前出現(xiàn)裂縫的問(wèn)題

預(yù)應(yīng)力構(gòu)件張拉前出現(xiàn)的裂縫問(wèn)題通常是由溫差和收縮造成的，并且鋼筋砼結(jié)構(gòu)在使用荷載作用下出現(xiàn)裂縫是難以避免的，但是在預(yù)制場(chǎng)內(nèi)的構(gòu)件要盡量避免裂縫。裂縫主要出現(xiàn)在表面處，有時(shí)是在箍筋位置，有時(shí)從構(gòu)件頂面一直延伸到構(gòu)件側(cè)面。

3.4預(yù)應(yīng)力超長(zhǎng)時(shí)出現(xiàn)的一段張拉工藝問(wèn)題

目前我國(guó)國(guó)內(nèi)澆筑大跨度預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁底板預(yù)應(yīng)力通常采用一端張拉工藝。但是根據(jù)國(guó)內(nèi)外有關(guān)規(guī)范，跨度在30m或30m以上的預(yù)應(yīng)力橋梁，都要采用兩端對(duì)稱張拉工藝，才能保證跨中承載力，否則就會(huì)導(dǎo)致因跨中承載力不足而造成的正截面裂縫。

4針對(duì)預(yù)應(yīng)力相關(guān)技術(shù)問(wèn)題提出的解決措施

當(dāng)遇到堵管問(wèn)題時(shí)，首先根據(jù)預(yù)應(yīng)力筋曲線坐標(biāo)標(biāo)出堵管的位置，避開(kāi)主筋位置用沖擊鉆進(jìn)行緩慢開(kāi)孔，清除波紋管中滲漏的水泥漿，使波紋管中的鋼絞線能順利通過(guò)并自由伸縮。為了預(yù)防堵管問(wèn)題的發(fā)生，可以在施工下料前仔細(xì)檢查波紋管質(zhì)量，在澆筑混凝土之前確認(rèn)波紋管的安裝位置，檢查套管接頭以及密閉性，在澆筑混凝土過(guò)程中注意要保護(hù)好波紋管。為預(yù)防由于表面溫度造成的裂縫，應(yīng)控制構(gòu)件內(nèi)外存在過(guò)大的溫差。對(duì)薄壁構(gòu)件要適當(dāng)延長(zhǎng)拆模時(shí)間，在預(yù)制構(gòu)件和臺(tái)座之間應(yīng)涂隔離劑防止粘接，避免熱脹冷縮影響構(gòu)件。另外可以在高溫時(shí)使用低水化熱水泥，在低溫時(shí)采取保溫措施。在道路橋梁中的預(yù)應(yīng)力混凝土路面施工過(guò)程中，由于混凝土路面的收縮和徐變過(guò)大而引起的預(yù)應(yīng)力損失通常都對(duì)工程的質(zhì)量產(chǎn)生極其惡劣的后果。而應(yīng)采用強(qiáng)度較高、水灰比較小的混凝土來(lái)進(jìn)行施工，通過(guò)利用高質(zhì)量混凝土自身收縮和徐變小的特性，來(lái)避免這類情況的發(fā)生。

5 結(jié)語(yǔ)

總之，預(yù)應(yīng)力在道路橋梁施工中是一項(xiàng)復(fù)雜的工藝，要想控制好道路橋梁預(yù)應(yīng)力工程的施工質(zhì)量，就要在規(guī)范施工的方面狠下功夫，追求專業(yè)性、科學(xué)性，在預(yù)應(yīng)力施工中要不斷采用新技術(shù)、新材料以及新工藝，對(duì)施工人員進(jìn)行技能培訓(xùn)，采用專業(yè)的張拉人員隊(duì)伍和設(shè)備，嚴(yán)禁施工中不規(guī)范、不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)男袨?，?yán)格按照規(guī)范辦事，保證工程的順利施工和施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

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