基于預應力技術在路橋施工中的應用探析

周燕雄

【摘要】隨著社會主義市場經(jīng)濟的迅速發(fā)展， 預應力施工技術在路橋工程建設中得到了廣泛的應用， 并有效提高了路橋施工的質(zhì)量， 為路橋建設事業(yè)的發(fā)展提供了強有力的支撐。最后針對其常出現(xiàn)的問題提出了一些建議。

【關鍵詞】預應力技術；鋼絞線；張拉；混凝土強度

1、預應力技術及其特點

1.1 概述

預應力技術，即提前對路橋結構施加壓力，使其在未建成之前能夠抵消部分荷載的拉應力，進而增強結構的穩(wěn)定性，提高整體強度，以便更好地適應施工結束后的荷載。該技術通過對混凝土內(nèi)部結構的改變，使其抗壓能力有所加強，以彌補抗壓強度的缺漏，同時可提高各部件的適應力，確保其有足夠的剛性和抗拉裂性。正式投入使用后，因預先有施加壓力，受彎及受拉構件的拉力及抗疲勞度明顯增大，彈性形變有所減小，裂縫出現(xiàn)時間延遲。除了可使混凝土充分發(fā)揮其功能，還可節(jié)省鋼材，延長路橋使用壽命，達到節(jié)約施工成本的目的，在當前路橋建設中備受重視。

1.2 意義

（1）有良好的實用性。隨著城市化進程加快，土地資源越來越少。預應力技術的應用，為節(jié)約材料用量，減小結構截面，鋼材、混凝土等均采用高質(zhì)材料。如此可降低橋梁高度，縮短引導長度，有效地節(jié)約土地資源，具有極大的社會效益。另外，現(xiàn)代化橋梁朝著橋身輕便、外型美觀且經(jīng)濟合理的趨勢發(fā)展，預應力技術可滿足此要求。

（2）耐久性。路橋是國民經(jīng)濟發(fā)展的基礎建設之一，其耐久性直接關系到企業(yè)和國家的經(jīng)濟利益。影響因素也是多方面的，如材料質(zhì)量、裂縫程度等，而預應力技術的應用，均采用高質(zhì)材料，可降低裂縫的發(fā)生率，并推遲其出現(xiàn)時間。此外，能夠有效避免水、鹽等對橋梁的腐蝕，從而延長橋梁的使用日期。

2、預應力技術在路橋施工中的實際應用

2.1 材料選擇

鋼絞線和錨具是預應力技術施工的主要材料，其質(zhì)量直接關系到技術的應用水平。鋼材包括預應力鋼筋、普通鋼絞線、低松弛型鋼絞線，以及矯直回火型鋼絞線等，在選擇時，應結合鋼材的規(guī)格、尺寸、延伸性、松弛程度、斷裂荷載度等多項因素考慮。綜合來講，低松弛型鋼絞線質(zhì)量較輕、價格低廉，而且便于施工，加上外形美觀，在當前路橋建設中備受青睞，應用較廣。這種鋼絞線是一種新型材料，實用性較強，在不影響質(zhì)量的前提下，可節(jié)約材料用量。

錨具同樣是預應力施工的重要材料，因預應力有先張法和后張法兩種類型，相對應的錨具稍有不同。本工程使用的是后張法，錨具主要有：①機械錨具。其應力損失較小，且連接方便，多用于集束性高強鋼絲兩端，施工后的限制因素較少；②摩阻錨具。種類繁多，因操作簡潔、噸位大，在實際中使用較廣，有時與楔形錨具相互配合，可對鋼材起到錨旋的效果。其不足之處在于應力損失過大。

2.2 在橋梁加固中的應用

當前的交通運輸量較大，為提高橋梁的剛度和承載力，延長橋梁的使用壽命，通常會對橋梁進行加固，而最為關鍵的技術就是改善內(nèi)部構件的性能。就目前而言，橋梁加固方法有許多種，如加固橋梁的外預應力及橋面補強層，或調(diào)整橋面的結構受力等，在實際施工中采用預應力技術時，通常會先對構件施加一定的應力，以減少構件在初彎矩時的拉應力，進而提升構件的承載極限，使其作用得到充分發(fā)揮。

2.3 在受彎結構中的應用

因橋梁要承載很大的負載，加固材料必須具備極高的強度比，碳纖維強度較高，而且施工簡單，因此應用較為廣泛。碳纖維的應力與混凝土應變增量密切相關，初始時的應變不能過大，否則很容易破壞碳纖維的構件，實際操作時，可向碳纖維片材施加適度的預應力，使其具備一定的拉應力，進而提升碳纖維的應力，為其強度提供良好的保障。

2.4 在箱梁鋼絞線施工中的應用

路橋工程涉及諸多方面，必須確保所有環(huán)節(jié)都符合要求。作為其中的重要環(huán)節(jié)，應加強對箱梁鋼絞線施工的重視，尤其是其張拉順序問題。腹板的張拉通常自下而上開展，橫向鋼絞線的張拉則是自上而下。就總體結構而言，張拉順序應為：（1）橫梁第一批鋼束；（2）縱梁鋼束；（3）橫梁剩余鋼束。張拉工作結束后24h，需對預應力管道進行壓漿處理，環(huán)境十分重要

2.5 在預應力施工中的應用

預應力技術在混凝土澆筑過程中的應用，可以保證混凝土搗震均勻、密實，但是在應用預應力技術時還需要主要幾個方面：第一，加強混凝土振搗管理。對混凝土進行振搗時必須要保證振動棒垂直，在開始振搗時快速垂直插入，在臨近結束時要緩慢均勻抽出[4]。要特別注意的是在進行振搗時必須要根據(jù)混凝土土質(zhì)確定振搗時間，嚴格確定振搗時間主要防止振搗過量或者是漏震。第二，加強混凝土蓄水保溫管理。針對這一方面可以選擇在澆筑完畢后的路面用濕麻袋鋪蓋，以此來降低混凝土水分快速蒸發(fā)。第三，加強排除混凝土中過多水分管理。在路橋施工中可以選擇用木楔抹面的方式來排除混凝土中過多水分，在施工中要求按照順序以此對混凝土施壓抹平。

3、預應力張拉

所有工作結束后進行預應力張拉，需保證混凝土強度至少達到設計值的95%，錨墊板、鋼筋等均沒有缺陷。先將支架挪至張拉處，調(diào)整后將錨環(huán)穿過鋼絞線，然后放入錨塞輕輕敲打，裝入對中套，并用楔塊將鋼絞線楔緊。在初始張拉時，兩端同時對鋼絞線施加應力，如果沒有楔緊，鋼絞線會有一定的滑移，在其停止后，將其楔緊在夾盤上。起點標記應明確標出。正式張拉時，兩端分級施加壓力，每次加載為油壓表讀數(shù)5000kPa的倍數(shù)，直至張拉至100%，并持續(xù)5min，消除預應力筋的部分松弛損失。之后對鋼絞線的伸長量進行測量，最后在錨固的過程中，將鋼絞線的回縮量控制在5mm以內(nèi)。

4、預應力技術在路橋施工應用中存在的問題及解決措施

堵塞問題在施工中較為常見，如鋼筋孔道堵塞、波紋管堵塞，因阻礙了鋼絞線正常穿過，不利于工程的順利進行，易延誤工期、浪費更多的成本。鋼筋孔道堵塞的原因可能是抽芯時間過早或過晚，波紋管堵塞的原因可能是材料質(zhì)量不合格，也可能是施工時操作不規(guī)范引起。堵塞問題降低了預應力鋼筋的張拉效果，同時加大了混凝土的灌注難度，對整個橋梁的強度十分不利。因此，如果施工中孔道被堵塞，可根據(jù)預應力曲線的坐標明確標出堵塞的位置，借助沖擊鉆輕輕鉆孔，注意要繞開主筋，直到鋼絞線能夠順利穿過波紋管，實現(xiàn)自由伸縮。張拉工作結束后，使用優(yōu)質(zhì)微膨脹的混凝土封堵孔洞。為防止波紋管被堵塞，應提前做好檢查，保證其安裝位置沒有失誤，套管接頭應保持良好的密閉性，然后方可進行混凝土的澆筑，澆筑過程中也應及時檢查，保護波紋管始終不會被破壞。

5 、結論

我國交通運輸?shù)陌l(fā)展十分的重要， 其中路橋工程的建設是重要的環(huán)節(jié)之一， 在路橋工程施工中， 預應力技術得到了廣泛的應用， 有效地提高了路橋工程的施工質(zhì)量。預應力技術在路橋施工中的應用， 充分發(fā)揮出了其節(jié)約施工的材料、減小混凝土梁主拉應力， 施工安裝比較簡便， 安全可靠的優(yōu)勢， 顯著的提高了路橋工程的施工質(zhì)量， 增加了路橋在交通運輸中的使用年限， 滿足了交通運輸?shù)男枨螅?在我國路橋工程建設中有著廣闊的發(fā)展空間。

參考文獻

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[3] 桂建榮.路橋施工中預應力技術的應用探討[J].建筑知識，2013，25（11）：152-153.

[4] 王晨曦.預應力技術在路橋施工中的應用探討[J].中國科技博覽，2013，25（38）：