預(yù)應(yīng)力技術(shù)在道路橋梁施工中的應(yīng)用研究

摘? 要：本文闡述了預(yù)應(yīng)力技術(shù)的原理與作用，分析了預(yù)應(yīng)力技術(shù)在道路橋梁施工中的應(yīng)用，總結(jié)出道路橋梁工程中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的施工質(zhì)量問題，并提出相應(yīng)的施工質(zhì)量管理措施，以期推動預(yù)應(yīng)力技術(shù)在道路橋梁施工中的規(guī)范化發(fā)展。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力技術(shù);道路橋梁;應(yīng)用

中圖分類號：U415? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ?文章編號：2096-6903（2020）09-0000-00

1預(yù)應(yīng)力技術(shù)的原理與作用

1.1預(yù)應(yīng)力技術(shù)的原理

在道路橋梁使用過程中，由于使用載荷的出現(xiàn)而導(dǎo)致受力不均勻、結(jié)構(gòu)裂縫等問題，從而影響橋梁使用壽命，甚至?xí)?dǎo)致安全問題。預(yù)應(yīng)力技術(shù)就是在道路橋梁施工階段對部分構(gòu)件施加一定應(yīng)力，從而有效抵消內(nèi)部應(yīng)力與使用載荷，避免橋梁結(jié)構(gòu)受到破壞，從而提升道路橋梁的安全性與穩(wěn)定性[1]，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的原理見圖1。預(yù)應(yīng)力技術(shù)的施工方法較為簡單，并且施工成本不高，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的正確使用對橋梁施工質(zhì)量的提升效果明顯，在實際道路橋梁工程施工中，預(yù)應(yīng)力技術(shù)往往與混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)結(jié)合使用。

1.2預(yù)應(yīng)力技術(shù)的作用

在道路橋梁使用中，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用能夠發(fā)揮多方面的作用。首先，預(yù)應(yīng)力技術(shù)能夠提高道路橋梁承載力，主梁結(jié)構(gòu)是道路橋梁的核心承重結(jié)構(gòu)，在長期使用載荷作用下很容易產(chǎn)生局部裂縫，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的合理應(yīng)用能夠避免混凝土結(jié)構(gòu)的早期裂縫，提高結(jié)構(gòu)抗裂能力，避免垂直壓力負(fù)荷而導(dǎo)致的側(cè)面結(jié)構(gòu)坍塌問題，從而顯著提高結(jié)構(gòu)承載力。其次，預(yù)應(yīng)力技術(shù)能夠提升道路橋梁的結(jié)構(gòu)耐久性，道路橋梁需要長期承受巨大壓力，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用能夠有效提升道路橋梁的表面強(qiáng)度與抗壓能力，從而控制表面裂縫，提高道路橋梁的安全性與穩(wěn)定性，延長使用壽命。

2預(yù)應(yīng)力技術(shù)在道路橋梁施工中的應(yīng)用分析

2.1提升橋梁穩(wěn)固性

在當(dāng)前的道路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計中，預(yù)應(yīng)力技術(shù)主要應(yīng)用于提升橋梁穩(wěn)固性，通過對承重構(gòu)件的加固設(shè)計來達(dá)到提升橋梁承載力與穩(wěn)定性、延長橋梁使用壽命的目的。當(dāng)前常見的預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)包括外預(yù)應(yīng)力加固、補(bǔ)強(qiáng)層預(yù)應(yīng)力加固兩大類，根據(jù)橋梁的設(shè)計需求，結(jié)合混凝土模塊的內(nèi)部應(yīng)力情況，在施工中施加一定的預(yù)應(yīng)力，需要注意的是，預(yù)應(yīng)力施加需要考慮橋梁的極限承載力，確保混凝土模塊在承載負(fù)荷后發(fā)揮相應(yīng)的作用，提升道路橋梁的安全性與穩(wěn)定性。

2.2抗裂控制方面的應(yīng)用

為了提升橋梁的承載能力，連續(xù)多跨度預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)得到大范圍應(yīng)用，但是需要注意的是，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的施工必須重視橋梁的荷載設(shè)計，結(jié)合施工地的地理位置與氣候環(huán)境，需要同時考慮橋梁橫向與豎向的受力控制，并嚴(yán)格依照設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)開展施工作業(yè)。研究表明通過對預(yù)應(yīng)力混凝土施工質(zhì)量的控制，能夠有效減少混凝土裂縫的出現(xiàn)。

2.3預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)用

伴隨著施工技術(shù)的不斷成熟，預(yù)應(yīng)力筋已經(jīng)成為道路橋梁施工中最常見的預(yù)應(yīng)力應(yīng)用模式，預(yù)應(yīng)力筋的科學(xué)使用能夠顯著提升橋梁的抗彎強(qiáng)度。在預(yù)應(yīng)力筋施工中，應(yīng)根據(jù)橋梁設(shè)計方案，提前做好荷載設(shè)置，并制定出完善的預(yù)應(yīng)力筋施工方案，做好配筋工作，從而最大限度保證施工質(zhì)量[2]。在具體的施工過程中，必須嚴(yán)格規(guī)范施工流程，限制鋼絞線位置，以避免纏結(jié)問題，在張拉時，還應(yīng)控制好鋼絞線的緊密度，從而避免鋼絞線錯位等問題。

3道路橋梁工程中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的施工質(zhì)量問題

雖然預(yù)應(yīng)力技術(shù)已經(jīng)在我國道路橋梁工程中得到了廣泛應(yīng)用，但是在實際施工中仍然暴露出諸多質(zhì)量問題，如空心板梁出現(xiàn)裂縫，工字梁扭曲或破碎，預(yù)應(yīng)力損失較大而影響工程質(zhì)量等。

3.1空心板梁裂縫

空心板梁裂縫是道路橋梁預(yù)應(yīng)力技術(shù)中常見的施工質(zhì)量問題，其對于橋梁的表面強(qiáng)度與美觀性都會造成不良影響，如果處理不及時可能會釀成嚴(yán)重的安全事故?？招陌辶毫芽p的出現(xiàn)與施工不規(guī)范有關(guān)，如預(yù)應(yīng)力張拉施工時未采用對稱張拉，導(dǎo)致空心板梁受力不均勻;混凝土澆筑不規(guī)范，冷卻速度較快導(dǎo)致表面裂縫;錨墊板周圍混凝土密實度較低，這些問題都會導(dǎo)致空心板梁出現(xiàn)裂縫。

3.2工字梁扭曲或破碎

工字梁是道路橋梁的常見構(gòu)件，也是施工管理的核心位置，在預(yù)應(yīng)力施工中如果操作不規(guī)范，可能會導(dǎo)致工字梁扭曲甚至破碎，進(jìn)而影響橋梁的正常使用。工字梁扭曲的原因是多方面的，如工字梁規(guī)格選擇不合理，則會由于負(fù)載不符合使用要求而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)扭曲或破碎;工字梁張拉不規(guī)范，未采用對稱張拉，會導(dǎo)致工字梁側(cè)向扭曲;由于預(yù)應(yīng)力一次張拉到位，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)在預(yù)應(yīng)力作用下反拱，梁底無法承受梁體負(fù)荷，從而導(dǎo)致工字梁扭曲或破碎。

3.3預(yù)應(yīng)力損失較大

在當(dāng)前的道路橋梁工程中，預(yù)應(yīng)力施工的另外一大問題是預(yù)應(yīng)力損失大的問題，這胡會導(dǎo)致工程質(zhì)量大打折扣。預(yù)應(yīng)力受損的原因是多方面的，施工不規(guī)范導(dǎo)致的預(yù)應(yīng)力筋摩擦或回縮、梁體接縫壓縮、錨具變形等，都會導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力受損，如果后續(xù)不采取補(bǔ)救措施，則會因應(yīng)力不均勻而影響到橋梁的穩(wěn)定性與安全性。

4道路橋梁工程中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的施工質(zhì)量管理

針對以上質(zhì)量問題，在道路橋梁工程的預(yù)應(yīng)力技術(shù)施工中，必須采取相應(yīng)的質(zhì)量管理策略，從而實現(xiàn)施工質(zhì)量的有效控制，避免出現(xiàn)因施工質(zhì)量問題而導(dǎo)致的安全事故。

4.1空心板梁施工質(zhì)量管理

針對空心板梁裂縫問題，必須制定嚴(yán)格的施工標(biāo)準(zhǔn)流程，并根據(jù)施工方法的不同采取差異化的施工管理策略。在空心板梁的先張法施工中，選擇千斤頂法施工時采用分次放張施工，選擇砂箱法施工時則應(yīng)保證放張的對稱均勻。而在后張法施工中，不需保證預(yù)應(yīng)力筋均勻布設(shè)，嚴(yán)格遵循分層對稱與逐級對稱原則，保證內(nèi)部應(yīng)力一致，加強(qiáng)混凝土澆筑質(zhì)量控制，增加梁端混凝土，并通過提高混凝土密實度的方式來提升空心板梁的表面強(qiáng)度。

4.2工字梁施工質(zhì)量管理

針對工字梁扭曲或破碎等問題，必須制定科學(xué)的施工流程，避免因施工問題而導(dǎo)致工字梁結(jié)構(gòu)問題，工字梁施工規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)見表1。

在預(yù)應(yīng)力施工中，工字梁應(yīng)選擇分次對稱張拉，首次張拉應(yīng)力為工字梁控制應(yīng)力的50%，然后依次增加至80%、100%，采用對角線應(yīng)力張拉，保證工字梁預(yù)應(yīng)力均勻。保證梁底抗壓強(qiáng)度，提高梁底混凝土澆筑標(biāo)準(zhǔn)，在梁底設(shè)置長1.5m、厚3cm的橡膠板，在工字梁的長寬方向分別設(shè)置倒角，增大受力面積降低局部壓強(qiáng)，避免梁端混凝土結(jié)構(gòu)受損。

4.3預(yù)應(yīng)力張拉質(zhì)量管理

針對預(yù)應(yīng)力損失較大的問題，應(yīng)做好預(yù)應(yīng)力張拉控制，根據(jù)施工要求制定科學(xué)的張拉方案，優(yōu)先選擇對稱張拉，保證預(yù)應(yīng)力均勻一致。應(yīng)加強(qiáng)混凝土澆筑質(zhì)量控制，在混凝土澆筑前，施工人員應(yīng)對原材料進(jìn)行專業(yè)檢測，并根據(jù)澆筑要求選擇合適的原料配比，并在混凝土澆筑10d后開展預(yù)應(yīng)力張拉施工，避免混凝土收縮徐變而影響施工質(zhì)量。

5結(jié)語

預(yù)應(yīng)力技術(shù)能夠提升橋梁承載力與結(jié)構(gòu)耐久性，并具有施工簡單、成本適中、施工效果良好等優(yōu)勢，但是，當(dāng)前我國道路橋梁工程中預(yù)應(yīng)力技術(shù)施工還存在空心板梁裂縫、工字梁扭曲破碎、預(yù)應(yīng)力損失較大等問題，必須加強(qiáng)空心板梁與工字梁施工質(zhì)量管理，建立科學(xué)的預(yù)應(yīng)力張拉質(zhì)量管理系統(tǒng)，提高預(yù)應(yīng)力技術(shù)施工水平，不斷提升道路橋梁工程施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]丁崢時，盧波.預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁工程施工中的應(yīng)用研究[J].建材與裝飾，2020（2）：241-242.

[2]白姍姍.預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁施工中的應(yīng)用分析[J].中華建設(shè)，2019（12）：134-135.

收稿日期：2020-08-10

作者簡介：錢東林（1962—），男，江蘇丹陽人，本科，高級工程師，研究方向：城市道路與交通。