預(yù)應(yīng)力技術(shù)在路橋施工中的應(yīng)用分析

常爽 孫彬 候?qū)毉t

摘 要： 路橋工程在我國的眾多行業(yè)中占據(jù)著非常關(guān)鍵的位置，能夠便利人們的出行，促進交通經(jīng)濟的發(fā)展。在科學(xué)技術(shù)的快速進步下，人們對路橋的施工技術(shù)提出了更高的要求，預(yù)應(yīng)力技術(shù)在路橋施工中應(yīng)用的越來越廣泛，能夠有效提高路橋的質(zhì)量，延長路橋的使用壽命。本文對預(yù)應(yīng)力技術(shù)的概念、存在的問題、具體應(yīng)用進行了詳細的分析，以最少的施工成本實現(xiàn)最大的經(jīng)濟效益，促進路橋事業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展。

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

一、預(yù)應(yīng)力技術(shù)的相關(guān)概念

在路橋施工的過程中，應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，主要是在路橋的混凝土施工中實現(xiàn)。在混凝土工程中，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在，對混凝土構(gòu)件的構(gòu)建。在混凝土的施工過程中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，是通過利用混凝土構(gòu)建中產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力狀態(tài)，實現(xiàn)對混凝土中外荷載拉應(yīng)力的減小或者抵消作用。換一種說法就是，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用是利用混凝土中的高抗壓強度，彌補預(yù)應(yīng)力抗拉強度的不足，實現(xiàn)對受拉區(qū)混凝土開裂推遲的目的。預(yù)應(yīng)力技術(shù)在路橋施工中的應(yīng)用，主要是構(gòu)建預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，利用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)較高強度的混凝土和鋼材，保證預(yù)應(yīng)力混凝土在路橋施工的過程中，具有較強的抗裂能力、較大的剛度、較好的抗疲勞性能和抗?jié)B性能、較高的強度和抗剪能力等特點，可以實現(xiàn)對路橋施工過程中混凝土和鋼材等施工材料的節(jié)約，對施工中的結(jié)構(gòu)截面尺寸進行減小，降低路橋混凝土結(jié)構(gòu)的自重，防止混凝土開裂并且可以減少撓度等目的。在路橋施工的過程中，應(yīng)用預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)可以提高路橋的經(jīng)濟效益，保證路橋的建筑形式更加輕巧和美觀，增加了路橋工程的使用壽命。

二、路橋工程中預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用問題

1、鋪墊板面問題

在路橋工程預(yù)應(yīng)力張拉過程中，在力度控制不足的情況下，鋪墊板面與孔道軸向位置容易出現(xiàn)一定的偏移現(xiàn)象，預(yù)應(yīng)力軸線與板面的偏差會呈現(xiàn)明顯的垂直狀態(tài)。這些問題使預(yù)應(yīng)力滑絲斷裂的風(fēng)險大大增加，對整體路橋工程質(zhì)量造成一定程度的影響，路橋的穩(wěn)定性大大降低，產(chǎn)生比較明顯的安全隱患。

2、錨板混凝土形變問題

在路橋工程混凝土澆筑過程中，施工人員必須在掌握實際施工需求的基礎(chǔ)上，控制混凝土振搗設(shè)備運行頻率，振搗混凝土后，稀疏狀態(tài)呈現(xiàn)的比較明顯。在控制混凝土強度的時候，會出現(xiàn)一定的問題，偏離實際需求，在壓力作用下，混凝土出現(xiàn)變形、開裂、位移等現(xiàn)象。

3、混凝土鋼筋管道堵塞問題

在路橋工程混凝土澆筑過程中，對基礎(chǔ)施工人員的要求較高，必須在掌握整體施工流程規(guī)范的基礎(chǔ)上，合理控制混凝土澆筑量，然而在實際的施工過程中，張力的控制存在很大的問題，大大增加了混凝土鋼筋管道堵塞的頻率。另外，在施工的過程中，由于其他因素的影響，施工人員對施工規(guī)范的認識和了解往往不夠透徹和詳細，施工工藝達不到預(yù)期的要求，使混凝土鋼筋管道彎曲的風(fēng)險大大增加，不利于混凝土鋼筋管道的正常運行。

三、預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁施工中的具體應(yīng)用

1、預(yù)應(yīng)力鋼絞線的選擇

目前我國預(yù)應(yīng)力技術(shù)施工中常用的鋼材主要包括：低松弛鋼絞線、矯直回火預(yù)應(yīng)力鋼絲、普通預(yù)應(yīng)力鋼絞線以及有預(yù)應(yīng)力鋼筋等幾種。低松弛鋼絞線是一種新型的預(yù)應(yīng)力技術(shù)施工鋼材，具有便于施工、經(jīng)濟高效、實用價值高，以及能夠在使用過程中提高建筑構(gòu)件輕便性和美觀程度的特點，并逐漸顯現(xiàn)出了其獨特的優(yōu)勢，因而在路橋施工中得到了廣泛的應(yīng)用，尤其是在一些較為重要的工程上，例如，大型橋梁、高架公路、高速公路、高層大跨度建筑物以及核電站等等。在路橋施工中，預(yù)應(yīng)力鋼絞線的應(yīng)用能夠有效提高施工工程的社會效益和經(jīng)濟效益，節(jié)省建筑施工材料和成本，這一優(yōu)勢也是其他類型鋼材所不具有的。在預(yù)應(yīng)力技術(shù)施工中，應(yīng)從以下幾個方面來進行鋼材的選擇，即伸長率的參數(shù)、斷裂荷載度、剛才松散程度、表面狀態(tài)以及鋼絞線的幾何參數(shù)等，在選擇鋼絞線時要注意鋼材的松弛性、延伸率、尺寸和品種規(guī)格等等。

2、預(yù)應(yīng)力錨具的選擇

預(yù)應(yīng)力技術(shù)分為后張法和先張法。預(yù)應(yīng)力技術(shù)后張法中所使用的錨具，通常分為摩阻錨固和機械錨固兩種。機械錨固類的錨具主要應(yīng)用于預(yù)應(yīng)力鋼材端部，通過機械加工，成為具備工作條件的錨固。這類錨具通常應(yīng)用于集束型高強鋼絲以及錨旋高強度粗鋼筋中，同樣也可應(yīng)用于多根鋼絞線或者單根鋼絞線等特殊的錨旋中，其主要特點在于該類錨具有連接方便且應(yīng)力損失小等特點，在預(yù)應(yīng)力灌漿前可以進行重復(fù)放松或者張扣等操作。摩阻錨固類的錨具類型和品種都較為豐富，且應(yīng)用范圍更加廣泛，這類錨具能夠通過楔形錨具，拉緊預(yù)應(yīng)力鋼材從而形成錨旋，其錨固力噸位較大，且富于變化，穿索操作的過程也較為簡便，但會造成較大的預(yù)應(yīng)力損失，如果需要進行重復(fù)連接或者拉張就會顯得不方便。

3、預(yù)應(yīng)力技術(shù)在加固工程中的應(yīng)用

普通的路橋加固措施就可以起到提高路橋承載能力的作用，而提高路橋承載能力的主要措施是改善構(gòu)件結(jié)構(gòu)性能以及補強構(gòu)件，從而起到延長路橋使用壽命的作用，以滿足日益增長的交通運輸需要。目前，路橋施工中常用的加固措施主要包括：加固橋體外預(yù)應(yīng)力，加固橋面補強層以及改變橋面結(jié)構(gòu)受力體系等。在實際的路橋施工過程中，可將預(yù)應(yīng)力先施加到構(gòu)件上，使構(gòu)件的受拉部位產(chǎn)生拉應(yīng)力，從而減小預(yù)應(yīng)力構(gòu)件在初彎矩時的拉應(yīng)變，以達到提高構(gòu)件極限承載力的目標，充分發(fā)揮加固鋼筋的作用。

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

預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用于受彎結(jié)構(gòu)中，具有碳纖維強度高和施工簡單的特點，因而在路橋工程施工得到較為廣泛的應(yīng)用。碳纖維的最終盈利直接取決于混凝土的應(yīng)變增量，如果初始應(yīng)變較大，則會破壞碳纖維應(yīng)力程度較差的構(gòu)件，使碳纖維強度較高的優(yōu)勢無法得到發(fā)揮。所以，在路橋施工時，可在粘貼碳纖維片材的同時對其施加一定程度的預(yù)應(yīng)力，從而使碳纖維片材自身具有一定的初始拉應(yīng)力，實現(xiàn)碳纖維應(yīng)力的提高，防止破壞碳纖維強度，以充分發(fā)揮出其高強度的優(yōu)勢。

5、預(yù)應(yīng)力構(gòu)件張拉前裂縫的防治

較大的收縮或溫差會使預(yù)應(yīng)力構(gòu)件出現(xiàn)張拉前的裂縫，或者出現(xiàn)外部荷載導(dǎo)致鋼筋砼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的問題，然而，裂縫問題的發(fā)生會嚴重影響路橋工程施工的質(zhì)量，因而應(yīng)盡量加以避免。張拉前裂縫的問題通常主要發(fā)生在預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的表面，如預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的箍筋位置，或是構(gòu)件的側(cè)面或是頂面。為有效避免這一問題的發(fā)生，在路橋施工過程中應(yīng)對構(gòu)件內(nèi)外的溫度差進行有效控制，避免因溫差過大而引起裂縫問題，具體的措施為：適當延長外壁較薄的預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的拆模時間，避免臺座與預(yù)制構(gòu)件之間出現(xiàn)粘連，使構(gòu)件不會受到自身熱脹冷縮現(xiàn)象的影響。

四、結(jié)語

綜上所述，預(yù)應(yīng)力技術(shù)具有非常明顯的優(yōu)勢，能夠節(jié)省人力物力，以最少的施工成本實現(xiàn)最大的經(jīng)濟效益，在路橋施工中具有非常廣泛的應(yīng)用。在實際的施工過程中，需要對存在的問題進行詳細的分析，同時在相關(guān)理論的指導(dǎo)下，選擇合適的鋼絞線和錨具，加強預(yù)應(yīng)力技術(shù)在加固工程和受彎結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用。通過一系列切實有效的措施，使路橋質(zhì)量得到明顯提高，在國民經(jīng)濟發(fā)展中發(fā)揮更加積極有效的作用。

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