道路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力的應(yīng)用及存在的問題探析

哈斯其木格

烏蘭察布市公路管理局 內(nèi)蒙古烏蘭察布 012000

1 預(yù)應(yīng)力的工作原理

預(yù)應(yīng)力是指在修建公路橋梁之前或期間施加在建筑物上的壓力。建筑物的壓應(yīng)力和拉應(yīng)力可以被有效地抵消，以達到最小化建筑物或公路橋梁損壞程度的目的。通過預(yù)應(yīng)力，可以預(yù)測工程施工中的許多細微特征，如施工過程中出現(xiàn)裂縫的時間、硬件設(shè)備的剛度以及橋梁公路在施工中能承受的最大壓力。由于預(yù)應(yīng)力在實際生產(chǎn)和生活中的巨大作用，我們在現(xiàn)實生活中也可以將預(yù)應(yīng)力的原理運用到生活中，例如當我們突然間將很多水迅速到倒入木制水桶中，水流過大的沖力往往會將木桶沖出裂縫而往外漏水，這時僅需在水桶的外側(cè)將水桶套牢，水桶外的壓力就不會使水從桶內(nèi)出來，這種內(nèi)壓力和外壓力相抵消的原理其實就是預(yù)應(yīng)力的應(yīng)用，橋梁公路的預(yù)應(yīng)力原理也是同樣的。

2 道路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力的應(yīng)用過程中存在的問題

2.1 收縮徐變過大

在道路橋梁建設(shè)的施工過程中，混凝土的收縮和徐變過大也會導致預(yù)應(yīng)力損失，往往這種情況的出現(xiàn)對道路橋梁質(zhì)量影響的后果最為嚴重。所以，在道路橋梁應(yīng)用預(yù)應(yīng)力的混凝土路面的施工過程中，采用添加額外的添加劑來提高混凝土的和易性這種方法是不夠妥當?shù)?，而是要選用水灰比較小、強度較高的混凝土材料來進行施工，通過提高混凝土的收縮和徐變的特性，來保證道路橋梁的結(jié)構(gòu)不會受到影響，從而提高了施工質(zhì)量[1]。

2.2 張拉控制不嚴謹

由于我國預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用較晚，缺乏規(guī)范的路橋施工工藝，出現(xiàn)了張拉控制不嚴的現(xiàn)象，這也是影響路橋結(jié)構(gòu)的主要原因。在施工過程中，許多專門負責張拉的施工人員沒有接受專業(yè)技術(shù)培訓，而是建立在自己積累的經(jīng)驗之上，導致張拉過程中出現(xiàn)嚴重的錯誤，如張力控制不良或高張力低張力，特別是在進行多梁張拉時，每根梁的張力都不一樣，這將對混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生嚴重影響。所以，就必須要提高施工質(zhì)量，嚴格落實施工規(guī)范制度，建立專業(yè)的施工隊伍和專業(yè)人員，避免這種情況的再次發(fā)生。

3 道路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的實際應(yīng)用

3.1 在路橋鋼筋混凝土構(gòu)架中的應(yīng)用

長期以來，對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)來說，如何避免混凝土中的裂縫是路橋施工中需要解決的一個主要問題，尤其是對于路橋中的一些大型鋼筋混凝土構(gòu)件，裂縫的概率仍然很高。此時，預(yù)應(yīng)力技術(shù)在路橋施工的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用對于避免裂縫或過早出現(xiàn)具有顯著的效果。公路橋梁施工中的應(yīng)用步驟如下：在公路橋梁混凝土構(gòu)件加載的早期階段，首先對張力區(qū)的混凝土施加一定的壓力，也即是利用鋼筋張拉所引起的回縮力，施加在混凝土的受拉面積之內(nèi)。這時候，正因為混凝土構(gòu)件同時也承受到了外力負載帶來拉伸力，需要先將受拉區(qū)域范圍內(nèi)的預(yù)應(yīng)力抵消掉，混凝土才會因此承受拉力。通過這樣一套應(yīng)用流程，在一定程度上限制了混凝土的進一步伸長，進而有效減少了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的裂縫或起到緩解作用。

3.2 在橋梁多跨度連續(xù)梁中的應(yīng)用

在進行道路橋梁施工的過程中，發(fā)現(xiàn)其自身的橋梁多跨度連續(xù)梁在其中起到非常重要的作用，主要表現(xiàn)在維持橋梁自身安全上。對于整個連續(xù)梁來說，要想保證其自身施工的順利進行，還需要在這個過程中通過預(yù)應(yīng)力的方法對整個連續(xù)梁進行加固處理，保證連續(xù)梁自身穩(wěn)定性和相應(yīng)質(zhì)量。另外在施工的時候還要對其自身涉及的環(huán)境等方面進行深入研究，對施工中出現(xiàn)的問題也要進行及時有效的處理。

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

碳纖維具有結(jié)構(gòu)簡單、強度高的特點，因此碳纖維片材被廣泛用于加固彎曲結(jié)構(gòu)。然而，結(jié)構(gòu)在加固前已經(jīng)有初始內(nèi)應(yīng)力，混凝土有初始拉伸應(yīng)變和壓縮應(yīng)變。當混凝土受壓區(qū)的壓縮應(yīng)變達到或超過混凝土的極限壓縮應(yīng)變時，構(gòu)件達到或超過極限承載力。碳纖維片材的極限應(yīng)力由混凝土的應(yīng)變增量決定。例如，當初始應(yīng)變較大時，碳纖維片材的應(yīng)力較小的構(gòu)件將被破壞，因此碳纖維的高強度特性將無法充分發(fā)揮?？梢栽谡迟N碳纖維片材時就對其施加預(yù)應(yīng)力，使其附有初始拉應(yīng)力，從而提高當構(gòu)件破壞時的碳纖維片材的應(yīng)力，充分發(fā)揮其強度。

4 預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用問題的改進措施

4.1 提高施工人員施工技術(shù)水平，嚴格控制張拉力

在修建道路和橋梁之前，必須注意對工作人員的技術(shù)培訓，以確保工作人員熟悉與預(yù)應(yīng)力技術(shù)相關(guān)的各種工具，并且能夠掌握正確的操作過程，熟練地操作他們工作中需要使用的工具。在施工過程中，必須嚴格遵守道路和橋梁的規(guī)定，嚴格控制拉力，確保拉力伸長滿足規(guī)范要求，同時控制混凝土彈性模量，有效降低橋梁應(yīng)力，提高張拉后的縱向預(yù)應(yīng)力。

4.2 應(yīng)該加大對施工作業(yè)人員的預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用

在路橋施工現(xiàn)場，應(yīng)加強對施工工人應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)的培訓。我們可以與專業(yè)的高職院校、大學和其他專業(yè)技術(shù)人員簽訂合同，利用技術(shù)提高道路和橋梁的質(zhì)量保證，并設(shè)立監(jiān)督部門，監(jiān)督工人在施工過程中遵守施工程序的要求。我們應(yīng)該加強施工前后的檢查工作，提前發(fā)現(xiàn)問題，以便及時處理。最后，預(yù)應(yīng)力技術(shù)在路橋施工中的應(yīng)用將會不斷發(fā)展和完善。

5 結(jié)語

道路橋梁在我國各項運輸行業(yè)中均起到不可替代的作用，它是我國交通運輸行業(yè)重要的組成部分。預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用有效的保護了道路橋梁建設(shè)的正常進行，在減小道路橋梁受損程度的同時，增加了他們的使用壽命，使得道路橋梁可以更加長久的為各行各業(yè)服務(wù)。