公路橋梁工程施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用價值

夏順利

（邵陽公路橋梁建設(shè)有限責(zé)任公司，湖南 邵陽 422000）

0 引言

公路橋梁是城市交通系統(tǒng)的重要組成部分，既是城市化推進的重要動力，又為人民群眾的交通出行提供重要保障。在公路橋梁施工實踐的過程中，經(jīng)常使用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，通過在混凝土上施加預(yù)應(yīng)力來增強構(gòu)件剛度，有利于降低裂縫出現(xiàn)的概率，提高橋梁的跨度，提升公路橋梁結(jié)構(gòu)整體的耐久性，從而達到改善工程質(zhì)量的目的。

1 預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用價值分析

預(yù)應(yīng)力技術(shù)遍布世界各地，我國雖然引入時間較短，但也建立了一整套完備的技術(shù)體系，應(yīng)用于多跨連續(xù)橋梁建設(shè)，具有舉足輕重的地位，意義深遠。橋梁結(jié)構(gòu)具有多樣性、復(fù)雜性的特點，各個部位承載的力量不同，受力點不同，作用點不同，給預(yù)應(yīng)力提供了廣闊的發(fā)展舞臺。公路橋梁預(yù)應(yīng)力技術(shù)是利用鋼索（如鋼絞線）提供的壓力，抵抗和抵消由彎矩產(chǎn)生在混凝土中的部分拉力。預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)具有抗裂能力強、抗?jié)B性能好、剛度大、強度高、抗剪的抗疲勞性能好的特點，可以節(jié)約鋼材，減小結(jié)構(gòu)的截面尺寸，使結(jié)構(gòu)設(shè)計更加經(jīng)濟、美觀。

為了明確公路橋梁工程中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的實際應(yīng)用流程，首先要了解預(yù)應(yīng)力技術(shù)的內(nèi)涵和意義。預(yù)應(yīng)力技術(shù)的主要內(nèi)涵是技術(shù)人員和設(shè)計人員在公路橋梁工程實際施工之前，對相應(yīng)的施工原材料進行預(yù)應(yīng)力的計算以及應(yīng)力的添加，抵消部分施工過程中需要承載的壓力。公路橋梁工程是一項規(guī)模相對較大的工程，不僅在施工過程中會產(chǎn)生很多的壓力和應(yīng)力，在后期的使用過程中也會由于交通流的增大而產(chǎn)生過多的壓力。所以，針對荷載力進行相應(yīng)的處理，不僅可以提高公路橋梁工程使用的穩(wěn)定性和牢固性，還能夠提高其使用壽命。

首先，通過預(yù)應(yīng)力技術(shù)對荷載力進行有效的抵消，能夠確保公路橋梁工程在后期承受過大的壓力和應(yīng)力時，也可以在其承受范圍內(nèi)，防止出現(xiàn)坍塌問題，提升公路橋梁工程的施工效率和質(zhì)量。

其次，預(yù)應(yīng)力的使用還能夠提高公路橋梁工程的經(jīng)濟效益，減少公路橋梁工程在建設(shè)的過程中出現(xiàn)材料浪費的問題。

最后，在與混凝土施工技術(shù)結(jié)合應(yīng)用的過程中，預(yù)應(yīng)力技術(shù)能夠防止混凝土施工后出現(xiàn)的裂縫問題，減少了混凝土材料的浪費。

2 預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁工程施工中應(yīng)用的主要特性

在公路橋梁工程施工中，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的實踐應(yīng)用較為普遍，對改善工程結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用性能具有積極意義。把預(yù)應(yīng)力技術(shù)合理地運用到公路橋梁工程施工中，可以在加強混凝土結(jié)構(gòu)與應(yīng)用性能的同時，確保公路橋梁更具可靠性。從根本上解決公路橋梁工程施工中出現(xiàn)的安全問題與質(zhì)量問題。

2.1 在多跨連續(xù)梁施工中的應(yīng)用

從結(jié)構(gòu)層次的角度看，多跨連續(xù)梁可以分成正、負彎矩區(qū)兩種形式。一般來講，跨中的是正彎矩，而支座的是負彎矩。當(dāng)多跨連續(xù)梁的抗剪以及抗彎承載力很難滿足施工的需要時，就要應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)對其進行加固。

2.2 在受彎構(gòu)件施工中的應(yīng)用

碳纖維強度相對較高，施工也相對簡單。通常情況下，采用碳纖維片材對受彎構(gòu)件進行加固。由于在受彎構(gòu)件加固前，混凝土內(nèi)部產(chǎn)生了一定的拉應(yīng)變和壓應(yīng)變，當(dāng)受壓位置的混凝土壓應(yīng)變值達到最大值時，超出受彎構(gòu)件的承受范圍。需要在粘貼碳纖維片材時，對其施加預(yù)應(yīng)力，使混凝土構(gòu)件破壞時，片材的應(yīng)力值提高。

2.3 在加固施工中的應(yīng)用

一般來講，在公路橋梁加固施工中，使用預(yù)應(yīng)力技術(shù)對于構(gòu)件的性能進行優(yōu)化，有效提升或者恢復(fù)公路橋梁自身的承載力，延長公路橋梁的使用壽命，使交通運輸?shù)囊竽軌虻玫綕M足。

3 公路橋梁預(yù)應(yīng)力技術(shù)施工質(zhì)量控制的基本要求

3.1 施工前的質(zhì)量控制

施工團隊需及時與相關(guān)部門制定施工方案。應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)前，計算確定預(yù)應(yīng)力的大小，明確預(yù)應(yīng)力的施加方式，注意事項等。因此在工程施工前，施工方應(yīng)及時向相關(guān)監(jiān)理單位、設(shè)計單位、業(yè)主單位進行申請，審批同意并經(jīng)過專家認證后，再采取有效措施開展施工。建設(shè)團隊只有和相關(guān)部門共同制定完整的方案，才可進行施工。否則，中途修改施工方案，會給雙方帶來不必要的麻煩或者糾紛，甚至給施工單位帶來經(jīng)濟損失。

3.2 施工過程中的質(zhì)量控制

此階段的質(zhì)量控制應(yīng)包括以下幾個方面的內(nèi)容：

其一，預(yù)埋階段。在此階段，應(yīng)做好曲線形狀的質(zhì)量控制。做好各控制點的標高控制工作，注意檢查相關(guān)工序是否破壞曲線形狀、標高控制點陣。

其二，張拉、灌漿階段。在此階段應(yīng)確保張拉應(yīng)力、伸長值變化等滿足設(shè)計要求，灌漿計量準確。

其三，加強過程控制。保證預(yù)應(yīng)力孔道接口處、排氣孔管連接處以及外露的灌漿孔等具有良好的密封性，避免漏漿或異物堵塞管孔。在澆筑混凝土的過程中，應(yīng)保證振動棒在振搗時不觸動預(yù)應(yīng)力孔道和錨具?；炷翝仓戤?，立即對孔道進行檢查和必要的清理。

3.3 施工完成后的質(zhì)量控制

嚴格按照相關(guān)檢驗要求進行工程驗收。檢查工程施工的原材料進場驗收的試驗報告，同時詳細檢查工程施工的記錄，明確工程施工質(zhì)量的評定標準。在封錨時，首先切割預(yù)應(yīng)力筋多余的部分，并且封錨宜在張拉完成兩天后進行。應(yīng)確保錨具、錨孔干凈，封錨施工滿足相關(guān)規(guī)范要求，確保錨具、預(yù)應(yīng)力鋼絲頭沒有外露的情況。預(yù)應(yīng)力筋、預(yù)應(yīng)力管道、錨具、連接器等材料本身的質(zhì)量，壓漿材料的配合比，預(yù)應(yīng)力施加的步驟及準確性等對預(yù)應(yīng)力施加的效果都有著直接的影響。制定質(zhì)量保證計劃，并嚴格遵照實施，做好質(zhì)量管理與控制重點工作，使人、材料、機械、方法、環(huán)境等質(zhì)量要素都處于受控狀態(tài)。嚴格按規(guī)范要求對每個分項工程進行驗收，優(yōu)化預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁中的應(yīng)用效果，提高整個工程的施工水平。

4 公路橋梁工程施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用策略

4.1 選取適宜的鋼絞線

在公路橋梁工程施工中，為了保證預(yù)應(yīng)力技術(shù)的實質(zhì)效用得以全面展現(xiàn)。在應(yīng)用預(yù)應(yīng)力的過程中，首先，就必須對預(yù)應(yīng)力施工材料予以合理選擇。材料的質(zhì)量及性能是否合格，會對預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用效果造成一定的影響。所以，在公路橋梁工程施工中，必須根據(jù)具體情況，合理選擇鋼絞線。在外觀檢查合格的基礎(chǔ)上，進行相關(guān)力學(xué)性能試驗，鋼絞線的抗拉強度、彎曲試驗、伸長率等指標均合格，方可投入使用。目前我國使用的預(yù)應(yīng)力鋼材主要包括低松弛鋼絞線、普通的預(yù)應(yīng)力鋼絞線、低松弛預(yù)應(yīng)力壩絲、冷拉預(yù)應(yīng)力鋼絲以及矯直回火預(yù)應(yīng)力鋼絲。在這些預(yù)應(yīng)力鋼絞線中，低松弛鋼絞線具有施工簡單、輕便美觀的特點，在公路橋梁施工中得到了十分廣泛的應(yīng)用。

對預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁工程施工中的眾多應(yīng)用實例進行分析可以發(fā)現(xiàn)，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的實踐應(yīng)用具有相當(dāng)優(yōu)勢，在許多工程項目中都十分適用。所以，在對公路橋梁工程施工中，需要合理選擇鋼絞線，盡可能地展現(xiàn)預(yù)應(yīng)力技術(shù)的實際價值，保證公路橋梁工程施工獲得最佳成效。

4.2 優(yōu)化設(shè)計注漿孔位置，嚴格注漿材料配合比

注漿是公路橋梁施工中能夠有效增強預(yù)應(yīng)力構(gòu)件穩(wěn)定性的重要環(huán)節(jié)。在應(yīng)用注漿工藝時，必須滿足公路橋梁施工的需求和預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用的要求，合理制定注漿孔布置計劃，并在實踐中嚴格執(zhí)行，從而有效增強注漿工藝的附著力，提升工程的穩(wěn)定性。在注漿前，需要排除孔道內(nèi)的空氣，避免注漿混入空氣，影響工程的穩(wěn)定性。在優(yōu)化設(shè)計注漿孔位置時，還需要結(jié)合后續(xù)的波紋管安裝的需要，對注漿孔位置進行有效的技術(shù)控制，確保注漿工作順利進行。隨著科學(xué)技術(shù)的進步，智能壓漿機能有效確保注漿的壓力，使預(yù)應(yīng)力注漿的質(zhì)量更加優(yōu)良。

壓漿操作的步驟是：自下方向上方，在相同管道內(nèi)的壓漿過程應(yīng)連續(xù)進行，其間不可以間斷，從漿體混合均勻一直到壓入構(gòu)造體，時間不要超過40s。在壓漿取樣的過程中，應(yīng)制作三組標準養(yǎng)護模具試驗件，尺寸應(yīng)嚴格按照要求。開展的試驗項目主要是抗壓和抗折。整個工作流程的記錄應(yīng)詳實準確。做好技術(shù)交底、樣板帶路、檢查驗收，以及預(yù)應(yīng)力簽證資料的整理保存。

4.3 優(yōu)化安裝波紋管

正確安裝波紋管是高效應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)的關(guān)鍵所在。在正式安裝波紋管前，必須結(jié)合公路橋梁工程的實際特征，正確定位波紋管的安裝位置，確保波紋管能夠在張拉施工中充分發(fā)揮作用。為保障預(yù)應(yīng)力技術(shù)得到有效落實，必須重視控制波紋管的磨損及變形情況。安裝波紋管時，應(yīng)結(jié)合波紋管的生產(chǎn)標準和預(yù)應(yīng)力技術(shù)實際應(yīng)用需求，對波紋管安裝軸坐標加以確定，嚴格按照坐標設(shè)置方案安裝，提高對于波紋管安裝的重視力度，結(jié)合錨板安裝優(yōu)化波紋管的安裝過程，確保波紋管與錨板中心線保持垂直關(guān)系。與此同時，需要確保預(yù)應(yīng)力梁的技術(shù)設(shè)置與波紋管的設(shè)計要求相一致。值得注意的是，在后張法預(yù)應(yīng)力混凝土工程中，由于完成混凝土澆筑后，波紋管堵塞會影響預(yù)應(yīng)力鋼絞線穿過，鋼絞線的相關(guān)參數(shù)設(shè)置無法滿足工程要求，造成工程無法按照計劃開展，且工程建設(shè)成本增加。因而必須重視對波紋管堵塞的情況加以控制，按照規(guī)范工藝安裝波紋管，避免波紋管在安裝過程中扭曲，注意固定波紋管的套管接頭，從而有效防止在后期澆筑混凝土的過程中出現(xiàn)波紋管破裂的情況。

4.4 優(yōu)化預(yù)應(yīng)力預(yù)制梁板施工

在使用階段，要對預(yù)應(yīng)力技術(shù)保持高度重視，確保規(guī)范施工。從技術(shù)操作的角度，提升整體工程質(zhì)量。在橋梁預(yù)應(yīng)力工程中，高強預(yù)應(yīng)力梁板是最常見的預(yù)應(yīng)力應(yīng)用形式，確保梁板是高強混凝土及高強鋼材的結(jié)合體，提供強混凝土的整體抗裂能力及其他相關(guān)性能指標意義重大。在實施階段，應(yīng)結(jié)合實際情況，科學(xué)合理操作。對預(yù)應(yīng)錨固區(qū)及鋼筋密集部位，應(yīng)加強振搗，確?；炷临|(zhì)量；梁板張拉時，采用應(yīng)力控制和伸長值控制的“雙控”，確保張拉質(zhì)量；注漿時，要確保注漿材料的抗壓強度合格；壓漿后，要及時封錨，防止錨具及端頭鋼絞線銹蝕?？傊?，只有公路橋梁梁板與預(yù)應(yīng)力相關(guān)的每一道工序的質(zhì)量都得到了保證或優(yōu)化，才能繼續(xù)開展下一道工序。

4.5 優(yōu)化選取預(yù)應(yīng)力錨具

在應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)展開公路橋梁工程施工時，對于預(yù)應(yīng)力錨具的選擇，首先需要確定選擇機械錨固或摩阻錨固。機械錨固是采用機械加工的方式，在預(yù)應(yīng)力鋼材的端部形成一個錨碇的條件，以方便錨固作業(yè)。在對機械錨具進行選擇的過程中，應(yīng)盡可能地達到預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用標準。實踐表明機械錨具有連接方便、應(yīng)力損失小、在沒有注漿之前可以重復(fù)張拉或放松等特點。若是選擇摩阻錨固，可以錨固較大噸位的張拉力，但其中所包含的內(nèi)容相對較多，在實踐應(yīng)用期間可能會產(chǎn)生較大的應(yīng)力損耗，且存在重復(fù)張拉或放張不便的缺陷。所以在公路橋梁工程施工中，必須根據(jù)工程項目的具體要求，合理選擇施工方式，重視錨具參數(shù)，充分發(fā)揮預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用效果。

5 結(jié)語

總而言之，為增強預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁施工中的應(yīng)用實效，有效改善公路橋梁工程的整體施工質(zhì)量，確保公路橋梁在結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和整體承載性能方面達到相應(yīng)標準要求，必須重視對鋼絞線的選取、注漿孔位置的確定、波紋管的安裝、預(yù)應(yīng)力預(yù)制板梁的施工、錨具應(yīng)用等各個方面進行優(yōu)化，對各項細節(jié)性施工要求進行全方位落實，確保預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用滿足工程的實際需求，充分發(fā)揮其功能與作用，有效延長公路橋梁工程的使用壽命，實現(xiàn)經(jīng)濟效益與社會效益的有機統(tǒng)一。