淺述預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁工程施工中的應(yīng)用

摘要：在社會(huì)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的今天，建筑工程作為社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不可或缺的一部分在日益進(jìn)步，我國(guó)的公路橋梁建設(shè)事業(yè)也隨之發(fā)展起來。公路橋梁作為一項(xiàng)規(guī)模大、技術(shù)要求高的建設(shè)工程，對(duì)預(yù)應(yīng)力技術(shù)的使用非常普遍。文章對(duì)預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁建設(shè)工程中的作用和容易出現(xiàn)的問題及其避免方法進(jìn)行了論述。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力技術(shù)；公路橋梁工程；混凝土空心板；T型梁；路面施工；預(yù)制梁 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：U445 文章編號(hào)：1009-2374（2016）06-0102-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.06.051

預(yù)應(yīng)力技術(shù)有著強(qiáng)度高、抗?jié)B能力強(qiáng)、抗裂能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，其在公路建設(shè)中的廣泛應(yīng)用對(duì)公路橋梁的建設(shè)事業(yè)具有極大的促進(jìn)作用。我國(guó)地形普遍復(fù)雜多變，在進(jìn)行公路橋梁工程的建設(shè)過程中，時(shí)常面臨一些難以解決的問題。而隨著預(yù)應(yīng)力技術(shù)在其中的廣泛應(yīng)用，公路橋梁工程的建設(shè)過程逐漸變得更加可靠，對(duì)于以往一些難以克服的問題也有了快捷的解決方案。

1 預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁工程施工中的應(yīng)用

1.1 在混凝土空心板、T型梁和路面施工中的應(yīng)用

混凝土空心板是一種橫截面為多道圓孔的建筑材料，由于多孔，其密度較小、質(zhì)量較輕，在安裝和運(yùn)輸過程中十分輕便，因而在小跨徑的公路橋梁建設(shè)工程中運(yùn)用較為廣泛，而且應(yīng)用效果良好。在公路橋梁的建設(shè)過程中，T型梁是一種十分常用的橋梁形式。由于此種橋梁的橫截面為T型，因而得名。也正因?yàn)槿绱?，在施工過程中可以通過向其施加預(yù)壓應(yīng)力的方式為其提供反向拉力，以實(shí)現(xiàn)公路橋梁整體的受力平衡。

1.2 在公路橋梁預(yù)制板中的應(yīng)用

在公路橋梁施工過程中，預(yù)應(yīng)力的使用目標(biāo)大致可以概括為：通過使用高強(qiáng)度的鋼材和混凝土來提升預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的剛度、強(qiáng)度和抗裂能力、抗?jié)B能力、抗剪能力、抗疲勞性能，并實(shí)現(xiàn)節(jié)約材料、減輕公路橋梁結(jié)構(gòu)自重和撓度、截面大小，提升公路橋梁使用壽命和質(zhì)量的目標(biāo)。預(yù)應(yīng)力技術(shù)的使用可以提升預(yù)制板的穩(wěn)固性和抗震性，即增強(qiáng)公路橋梁整體的穩(wěn)定性。在實(shí)際施工中，該技術(shù)的作用往往直接影響著公路橋梁的基礎(chǔ)構(gòu)建的功能和性能，是整個(gè)工程建設(shè)的基礎(chǔ)和重中之重。

1.3 在公路橋梁受彎構(gòu)件中的應(yīng)用

受彎構(gòu)件在公路橋梁中的使用十分廣泛，也占有極其重要的位置，并直接影響著公路橋梁工程的使用壽命和工程的質(zhì)量安全性能。受彎構(gòu)件的合理性與預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用關(guān)系十分密切，使用預(yù)應(yīng)力技術(shù)將高強(qiáng)度的碳纖維加固到受彎構(gòu)件中，可以極大地提升受彎構(gòu)件的剛度，提升受彎構(gòu)件材料的性能，并降低受彎構(gòu)件在工程施工和使用過程中出現(xiàn)損壞情況的概率或者極大地提升其受彎性能。由此可知，受彎構(gòu)件的高效使用離不開預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用。

1.4 在公路橋梁加固建設(shè)中的應(yīng)用

預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁建設(shè)中極其重要的作用就在于提升工程構(gòu)建的性能，保障項(xiàng)目工程的整體質(zhì)量。在項(xiàng)目施工的加固過程中，使用預(yù)應(yīng)力技術(shù)可以明顯提升公路橋梁的承載力，此外在指導(dǎo)加固構(gòu)件的過程中也具有極大的作用，如移動(dòng)模架施工、頂推施工和懸臂施工等的環(huán)節(jié)都離不開預(yù)應(yīng)力技術(shù)，而預(yù)應(yīng)力混凝土就是預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用的最佳表現(xiàn)。在施工期間給予結(jié)構(gòu)預(yù)先施加的壓應(yīng)力，可以全部或部分抵消荷載導(dǎo)致的拉應(yīng)力，避免結(jié)構(gòu)被損壞。在混凝土結(jié)構(gòu)受荷載之前，使用相同的手法可以抵消或減小外荷載產(chǎn)生的拉應(yīng)力，繼而防止、延遲或減少混凝土結(jié)構(gòu)在正常使用過程中產(chǎn)生的裂縫，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗性。圖1為預(yù)應(yīng)力加固的撐桿構(gòu)造示意圖，可用于參考。

1.承壓板；2.短角鋼；3.連接板；4.加寬連接板；5.抵承板；6.綽板；7.安裝螺栓；8.拉緊螺栓

圖1 混凝土柱單側(cè)預(yù)應(yīng)力加固的撐桿構(gòu)造

1.5 預(yù)應(yīng)力技術(shù)在施工控制中的作用

在道路橋梁的施工控制中，使用預(yù)應(yīng)力技術(shù)可以通過構(gòu)建計(jì)算模型對(duì)施工控制的結(jié)構(gòu)、混凝土收縮徐變、施工控制的主要影響因素（如結(jié)構(gòu)參數(shù)、施工監(jiān)測(cè)、結(jié)構(gòu)計(jì)算分析模型、溫度變化等）進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算，對(duì)標(biāo)高、應(yīng)力進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。如由常用規(guī)范可知，長(zhǎng)期荷載作用下的道路橋梁總的預(yù)拱度的計(jì)算：

f=（-f1+f2+f3）（1+φ）+1/2f4

式中：f1為扣除預(yù)應(yīng)力損失后產(chǎn)生的向上撓度；f2為梁段自重產(chǎn)生的向下?lián)隙?；f3為二期荷載產(chǎn)生的向下?lián)隙龋籪4為靜活載產(chǎn)生的撓度；φ為混凝土的徐變

系數(shù)。

2 預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁工程施工中存在的

2.1 預(yù)應(yīng)力構(gòu)件出現(xiàn)斷裂

在預(yù)應(yīng)力技術(shù)的使用過程中，常見的問題就是構(gòu)件出現(xiàn)斷裂的情況。在荷載的作用下，公路橋梁的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫是十分常見的，并不稀奇，而且在公路橋梁建造規(guī)范之中也允許一定程度的預(yù)應(yīng)力構(gòu)件出現(xiàn)裂縫，但在預(yù)制廠內(nèi)的構(gòu)件應(yīng)當(dāng)極力防止由溫縮和干縮導(dǎo)致的張拉前就出現(xiàn)裂縫的情況。由這兩種因素引起的裂縫都有獨(dú)特的特征：常常不均勻地分布在構(gòu)件的表面，縫隙寬度較小，分布梁板類構(gòu)件之上的裂隙大多是短向分布，而且分布的位置雜亂無章，偶爾會(huì)出現(xiàn)在箍筋的位置上。裂隙極易發(fā)生，而且隨著公路橋梁荷載的增加，裂縫會(huì)逐漸增大，并且隨時(shí)間不斷增大，給公路橋梁的安全帶來隱患，裂隙一旦達(dá)到某種程度便會(huì)給橋梁帶來毀滅性的傷害，如坍塌事故，嚴(yán)重威脅著人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。

2.2 預(yù)應(yīng)力構(gòu)件張拉力超過可控范圍

預(yù)應(yīng)力構(gòu)件在使用過程中可能會(huì)出現(xiàn)張拉力失控的情況，這種現(xiàn)象主要是由應(yīng)力施工作業(yè)缺乏規(guī)范引發(fā)的，特別是預(yù)應(yīng)力張拉控制不當(dāng)時(shí)，對(duì)公路橋梁的質(zhì)量影響極大。在施工過程中，可能會(huì)由于相關(guān)作業(yè)人員疏忽不嚴(yán)，使用千斤頂時(shí)未進(jìn)行計(jì)量標(biāo)定就進(jìn)行張拉或者作業(yè)人員技術(shù)水平不足、缺乏技術(shù)知識(shí)和技術(shù)規(guī)范，未按照規(guī)范和要求進(jìn)行操作導(dǎo)致張拉力失控。

3 預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁工程施工中的改進(jìn)措施

3.1 加強(qiáng)技術(shù)人員與作業(yè)人員的合作

在整個(gè)道路橋梁工程的施工過程中，技術(shù)人員與施工人員之間的有效交流將會(huì)極大地提升工程的可靠性和完整性。技術(shù)人員在工程施工過程中，主要負(fù)責(zé)施工現(xiàn)場(chǎng)的指導(dǎo)和檢查工作，并將工程設(shè)計(jì)的要點(diǎn)和關(guān)鍵問題告知施工人員，明確施工過程中需要注意和控制的因素，特別對(duì)于混凝土的配比質(zhì)量、施工方法、張拉的程序和注意事項(xiàng)等問題都要進(jìn)行詳細(xì)明確的說明。而在施工過程中，作業(yè)人員遇到問題要及時(shí)與技術(shù)人員協(xié)商，嚴(yán)格按照工程設(shè)計(jì)進(jìn)行作業(yè)。在預(yù)防構(gòu)件裂縫的問題上，首先要考慮到溫度對(duì)構(gòu)件的影響，在特殊條件下可采取適當(dāng)?shù)谋卮胧?。在操作方面，要注意?duì)公路橋梁施工的各個(gè)構(gòu)件進(jìn)行適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)，嚴(yán)格把握抽芯時(shí)間，而且各個(gè)環(huán)節(jié)都要有監(jiān)管人員現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)，確保工程的質(zhì)量。

3.2 提升技術(shù)人員和作業(yè)人員的專業(yè)和技術(shù)水平

預(yù)應(yīng)力技術(shù)隨著時(shí)代的進(jìn)步而發(fā)展，預(yù)應(yīng)力技術(shù)人員都應(yīng)該緊跟時(shí)代步伐，與時(shí)俱進(jìn)，不斷提升自身的專業(yè)技術(shù)知識(shí)和水平，學(xué)習(xí)新知識(shí)，培養(yǎng)自身的創(chuàng)新精神，勇于嘗試新方法和新技術(shù)，施工單位可以定期對(duì)自身的員工進(jìn)行技能培訓(xùn)，確保施工人員和技術(shù)人員緊跟道路橋梁建設(shè)的前進(jìn)步伐。不同的施工單位適當(dāng)進(jìn)行交互的學(xué)習(xí)交流、分享經(jīng)驗(yàn)也是極其必要的，可以促進(jìn)雙方的共同發(fā)展和進(jìn)步。在歸納總結(jié)的同時(shí)，不能忽視對(duì)創(chuàng)新的追求，既要回顧，又要?jiǎng)?chuàng)新，在不斷的淘汰、選取中發(fā)展預(yù)應(yīng)力技術(shù)。

4 結(jié)語

預(yù)應(yīng)力技術(shù)在道路橋梁工程中的作用是有目共睹的，但在實(shí)際使用過程中，根據(jù)客觀因素或者主觀因素的不同，也會(huì)出現(xiàn)一些常見或者少見的問題，這就需要預(yù)應(yīng)力技術(shù)人員進(jìn)行更加深入的研究分析，運(yùn)用現(xiàn)有的科學(xué)技術(shù)不斷優(yōu)化和改進(jìn)該技術(shù)，不斷提升道路橋梁工程的建設(shè)質(zhì)量，為我國(guó)的道路橋梁建設(shè)事業(yè)排除障礙、保駕護(hù)航。

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作者簡(jiǎn)介：王喜提（1980-），男，江西上饒人，中交第三航務(wù)工程局有限公司寧波分公司路橋工程師，研究方向：工程造價(jià)。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）