預(yù)應(yīng)力技術(shù)在路橋施工中的有效應(yīng)用

徐文喜

摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國家加大了對路橋工程建設(shè)的投資力度，路橋工程建設(shè)項(xiàng)目逐漸增多。為了有效提高路橋施工質(zhì)量、整體性能以及其他方面特性，在路橋施工中應(yīng)用了預(yù)應(yīng)力技術(shù)。預(yù)應(yīng)力技術(shù)具有良好的抗裂能力、高抗?jié)B性、高剛度、高強(qiáng)度等特點(diǎn)。因此，路橋施工中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)可以提高路橋施工質(zhì)量和效率以及延長其使用壽命，實(shí)現(xiàn)路橋工程的經(jīng)濟(jì)價值。

關(guān)鍵詞：路橋;預(yù)應(yīng)力;對策

道路和橋梁工程是我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中非常重要的一部分，交通運(yùn)輸業(yè)迅速發(fā)展，對于交通運(yùn)輸項(xiàng)目而言，路橋施工屬于一個重要組成部分，當(dāng)下我國社會經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，人們?nèi)粘３鲂凶兊糜葹轭l繁，這就為路橋施工質(zhì)量提出了更高的要求。大部分路橋施工中，均需要使用到預(yù)應(yīng)力技術(shù)，對這一技術(shù)的使用，在一定程度上提升構(gòu)件剛度，最終促使道路荷載能力得到有效提升。

1、預(yù)應(yīng)力技術(shù)含義

預(yù)應(yīng)力技術(shù)在路橋工程中的應(yīng)用主要是通過預(yù)應(yīng)力技術(shù)在混凝土工程中的應(yīng)用，構(gòu)建預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，這樣可以使混凝土構(gòu)建產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力狀態(tài)用以減小或是抵消外荷載所造成的拉應(yīng)力，這樣就可以借助混凝土較高的抗壓強(qiáng)度來對抗拉強(qiáng)度不足進(jìn)行彌補(bǔ)，進(jìn)而達(dá)到了推遲受拉區(qū)混凝土開裂的目的。路橋工程中預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)通過采用高強(qiáng)度鋼材和高強(qiáng)度混凝土，使預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件具有較強(qiáng)的抗裂能力、抗?jié)B性能好、抗剪能力及抗疲勞能力好的特點(diǎn)，并且達(dá)到了節(jié)約鋼材和減小結(jié)構(gòu)截面尺寸的目的。預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)可以更加經(jīng)濟(jì)、強(qiáng)橋和美觀，更加有效的增加路橋工程的施工壽命。

2、預(yù)應(yīng)力技術(shù)的技術(shù)優(yōu)勢

預(yù)應(yīng)力技術(shù)具備了以下幾點(diǎn)技術(shù)優(yōu)勢：①良好的耐久性。預(yù)應(yīng)力技術(shù)及鋼材混凝土構(gòu)成的預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，在剛度屬性、抗?jié)B性及抗裂性表現(xiàn)上極為突出，這就可以使路橋工程能夠減少因自然因素而出現(xiàn)的侵蝕現(xiàn)象，進(jìn)而使路橋工程主體結(jié)構(gòu)更加堅(jiān)固，路橋工程的周期壽命更長。②極佳的應(yīng)用性。預(yù)應(yīng)力技術(shù)在20世紀(jì)80年代開始應(yīng)用于路橋施工實(shí)踐中，隨著鋼筋及混凝土材料在規(guī)格及標(biāo)號上更加符合路橋施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用性也得到極大擴(kuò)展。通過采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)手段，輔之路橋工程鋼筋及混凝土材料的技術(shù)等級日益完備，路橋施工中的預(yù)應(yīng)力技術(shù)可以更加科學(xué)地設(shè)計(jì)路橋工程的應(yīng)力結(jié)構(gòu)及路橋高度，使路橋工程周期壽命得到延長。

3、預(yù)應(yīng)力技術(shù)的作用

預(yù)應(yīng)力這項(xiàng)技術(shù)被用在公路和橋梁建設(shè)過程中的歷史已經(jīng)很長，特別是運(yùn)用了強(qiáng)度比較高的混凝土和質(zhì)量較好的鋼材，就可以讓全橋有了比較高的抗拉、抗壓性能、而且有良好的抗?jié)B透能力，而且還可以減輕全橋的重量，減少整個道路和橋梁結(jié)構(gòu)的維護(hù)難度，減少破損的道路和橋梁對交通的影響。預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用還可以減少公路和橋梁的造價，并提高公路和橋梁的美觀程度，延長公路和橋梁的使用壽命。

另一個方面，利用預(yù)應(yīng)力技術(shù)也能高效地增加受彎結(jié)構(gòu)和受拉結(jié)構(gòu)的道路橋梁的彈性，讓這些橋梁的表面裂紋更加容易閉合，增強(qiáng)整個路橋的穩(wěn)定性和使用壽命。而且，預(yù)應(yīng)力也能較好地提高混凝土橋梁的受力能力，在某些時候可以減少使用鋼筋的量。在道路橋梁的工程建設(shè)施工中，預(yù)應(yīng)力技術(shù)不但能為橋梁結(jié)構(gòu)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，也可以用在對橋梁和公路的加固和維修過程中，可以很大程度上節(jié)約公路和橋梁的建設(shè)施工材料，也可以為整個道路和橋梁結(jié)構(gòu)減少豎向剪力和壓載，在我國的道路橋梁工程中具有重要意義。

4、路橋施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用形式及其技術(shù)要點(diǎn)

4.1選擇預(yù)應(yīng)力錨具，確定預(yù)應(yīng)力錨具連接方式

路橋施工中，在預(yù)應(yīng)力錨具的選擇上，主要是通過先張法及后張法這兩種預(yù)應(yīng)力技術(shù)方法加以實(shí)現(xiàn)。在路橋施工預(yù)應(yīng)力錨具的類型上，可供選擇的形式主要有機(jī)械錨固型和摩阻錨固型。選擇機(jī)械錨固型錨具時，技術(shù)要點(diǎn)之一要對該類型錨具與路橋工程中的預(yù)應(yīng)力鋼材是否能夠緊密連接進(jìn)行檢驗(yàn)。通常而言，機(jī)械錨固型錨具本身具備了極佳的技術(shù)匹配性，既可以在單根鋼絞線上使用，又可以適應(yīng)多根鋼絞線，也不會產(chǎn)生較大的預(yù)應(yīng)力損失，在錨具與預(yù)應(yīng)力材料的連接上也更加靈活便捷。涉及到路橋的張拉施工時，機(jī)械錨具技術(shù)優(yōu)勢更突出。而摩阻型錨具一方面能夠更好地滿足路橋穿梭施工要求，另一方面在錨具與預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的連接上較為不便，在路橋施工中選擇預(yù)應(yīng)力錨具時，應(yīng)結(jié)合具體情況對錨具形式加以優(yōu)化。

4.2 預(yù)應(yīng)力技術(shù)在鋼絞線中的應(yīng)用

在路橋的施工過程中，采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，在進(jìn)行鋼絞線的選擇時，必須依據(jù)不同的施工環(huán)境來確定。預(yù)應(yīng)力鋼絞線對于路橋施工的質(zhì)量有著直接的關(guān)系，直接影響到路橋的施工質(zhì)量。在預(yù)應(yīng)力鋼絞線的選擇中，通常有以下幾種選擇：普通型預(yù)應(yīng)力鋼絞線、預(yù)應(yīng)力鋼筋、矯直回火性鋼絞線、低松弛型鋼絞線等。在路橋的施工中，為了保證預(yù)應(yīng)力構(gòu)件可以很好地滿足路橋施工質(zhì)量的要求，在鋼絞線的選擇上，通常會選用低松弛的鋼絞線。低松弛鋼絞線不僅具有經(jīng)濟(jì)美觀的特性，同時還具有較強(qiáng)的耐用性。在預(yù)應(yīng)力鋼絞線的選擇上，應(yīng)該本著保證路橋工程質(zhì)量為主的前提下，盡可能地降低工程的施工成本，選擇性價比高的預(yù)應(yīng)力鋼絞線。預(yù)應(yīng)力鋼絞線在選擇中，應(yīng)該注意以下內(nèi)容：一是鋼絞線的外部狀態(tài);二是鋼絞線的延伸性和伸長性;三是鋼絞線斷裂荷載參數(shù)。

4.3路橋加固工程中的應(yīng)用

路橋施工中的預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用環(huán)節(jié)，預(yù)應(yīng)力加固起到保障及提高路橋荷載力的作用，進(jìn)而提高路橋工程的壽命周期。預(yù)應(yīng)力加固環(huán)節(jié)在預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用中極為關(guān)鍵，而在路橋施工中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，根本目的也在于提高路橋工程荷載應(yīng)力表現(xiàn)。在預(yù)應(yīng)力加固中，應(yīng)用頻率較高的方法是對路橋主體結(jié)構(gòu)的補(bǔ)強(qiáng)層進(jìn)行加固，在路橋結(jié)構(gòu)構(gòu)件中進(jìn)行預(yù)應(yīng)力的添加及分配，借助路橋主體結(jié)構(gòu)荷載受力系統(tǒng)更加均衡合理，達(dá)到穩(wěn)固路橋受力結(jié)構(gòu)的目的。此外，在確定及調(diào)整路橋荷載應(yīng)力分布之前，通過預(yù)應(yīng)力添加及增加預(yù)應(yīng)力構(gòu)件等方式，可以確保路橋施工中各構(gòu)件在拉應(yīng)力表現(xiàn)上更加突出，與此同時，鋼筋加固等預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)手段的性能作用也能夠得到顯著體現(xiàn)。

4.4路橋施工受彎構(gòu)件中的應(yīng)用

在進(jìn)行路橋施工工程建設(shè)時，涉及到眾多的施工構(gòu)件，其中，受彎構(gòu)件是較為常見和重要的構(gòu)件形式。路橋受彎構(gòu)件在形式上以碳纖維構(gòu)件為主，而此類構(gòu)件與路橋施工所用混凝土的增量變化連接較為緊密，也影響到路橋受彎構(gòu)件的應(yīng)力表現(xiàn)。例如，路橋施工中所用混凝土應(yīng)力逐步增大過程中，路橋受彎構(gòu)件中的碳纖維結(jié)構(gòu)應(yīng)力會遭受一定的破壞，進(jìn)而制約了路橋碳纖維受彎構(gòu)件性能作用。而路橋施工技術(shù)中融入預(yù)應(yīng)力技術(shù)時，可以圍繞路橋受彎構(gòu)件中的碳纖維片，在其進(jìn)行粘貼處理時通過添加預(yù)應(yīng)力，可以使路橋碳纖維受彎構(gòu)件能夠具備較大的拉應(yīng)力，借助拉應(yīng)力的提升，路橋施工受彎構(gòu)件就能夠有效起到穩(wěn)固及提高路橋結(jié)構(gòu)應(yīng)力表現(xiàn)的作用，也能夠真正發(fā)揮出路橋受彎構(gòu)件的性能。

4.5混凝土澆筑環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

在路橋施工中，也會在混凝土澆筑環(huán)節(jié)應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，其可以有效地提高混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，從而增加混凝土的應(yīng)力能力。在混凝土澆筑環(huán)節(jié)應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)時，首先在振搗環(huán)節(jié)，施工人員應(yīng)該嚴(yán)格按照振搗的要求進(jìn)行振搗，并且在垂直振搗環(huán)節(jié)中，還需要采用快插慢拔的方式來進(jìn)行振搗，以此來避免出現(xiàn)過振或者漏振現(xiàn)象的發(fā)生，而且還要根據(jù)施工的實(shí)際情況來確定振搗的時間。其次對混凝土進(jìn)行二次振搗，之所以要進(jìn)行二次振搗，是為了盡可能多的排除混凝土的水分，避免出現(xiàn)混凝土澆筑時，產(chǎn)生氣泡的現(xiàn)象，這樣就能有效地增加混凝土的預(yù)應(yīng)力。同時在抹面作業(yè)中，可以采用木楔等工具進(jìn)行抹面，不但可以排除混凝土的水分，還能夠?qū)炷恋念A(yù)應(yīng)力進(jìn)行施壓，增加其預(yù)應(yīng)力。最后在混凝土澆筑時，還要做好輔助工作，如凝土澆筑設(shè)備的準(zhǔn)備、供電保障以及混凝土攪拌施工方案等，以此來保證混凝土澆筑工作的有序進(jìn)行。

5、預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用中常見問題以及解決方案

在實(shí)際的路橋施工過程中，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用可能會出現(xiàn)以下問題：錨板部位出現(xiàn)不同程度的混凝土開裂或者變形的情況、路橋孔道軸與鋪墊版面出現(xiàn)不垂直的情況、路橋施工構(gòu)件出現(xiàn)斷絲或者滑絲的情況。錨板部位出現(xiàn)開裂變形的情況主要是由于混凝土在澆筑或者振搗環(huán)節(jié)，由于振搗不力導(dǎo)致，混凝土過于疏松，混凝土的強(qiáng)度和應(yīng)力較差，最終出現(xiàn)混凝土開裂變形的情況，為了避免和應(yīng)對這種情況，在使用預(yù)應(yīng)力技術(shù)時，應(yīng)該在路橋墊板部位鋪設(shè)足夠量的鋼筋，以此來提升混凝土的拉應(yīng)力。路橋孔道軸與鋪墊版面出現(xiàn)不垂直的情況主要是由于張拉環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，例如張拉應(yīng)力驟降或者產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，這樣路橋構(gòu)件與鋼絞線的連接就會受到影響，出現(xiàn)構(gòu)件斷絲和滑絲的情況。為了應(yīng)對這種情況，在路橋施工中，施工人員應(yīng)該仔細(xì)核對墊板安裝的各個細(xì)節(jié)，確保墊板的穩(wěn)定，也可以通過加設(shè)鋼墊板的方式，來增加錨墊的穩(wěn)固性。

結(jié)語：

在現(xiàn)代道路橋梁施工發(fā)展過程中，為了保證工程施工質(zhì)量和運(yùn)行安全，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用是必然的。目前，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)非常普遍，經(jīng)過大量的實(shí)踐應(yīng)用和研究總結(jié)，預(yù)應(yīng)力技術(shù)已經(jīng)比較成熟，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的優(yōu)勢也非常明顯，在未來的工程建設(shè)中具有強(qiáng)大的競爭力。然而在預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用之時，技術(shù)人員一定要加強(qiáng)自身的專業(yè)素養(yǎng)，嚴(yán)格按照規(guī)定進(jìn)行操作，保證預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用的規(guī)范性和科學(xué)性，從而保證道路橋梁工程的整個施工質(zhì)量與安全。

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