摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，重型運(yùn)輸車輛日益增多，傳統(tǒng)的鋼筋混凝土橋梁已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代化建設(shè)的需求，對(duì)新建道路橋梁的承載力和使用壽命更高的要求。而預(yù)應(yīng)力技術(shù)具有高剛度、高強(qiáng)度、高抗?jié)B性、高抗裂能力等諸多的優(yōu)特點(diǎn)，能夠提高橋梁的承載力和使用年限。本文主要探討預(yù)應(yīng)力技術(shù)的特點(diǎn)以及在道路橋梁的運(yùn)用。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力；施工技術(shù)；道路橋梁

引言

20世紀(jì)50年代中期我國(guó)開(kāi)始研究預(yù)應(yīng)力橋梁技術(shù)，并于1956年建成跨度24米的新沂河大橋，開(kāi)始了預(yù)應(yīng)力技術(shù)在我國(guó)道路橋梁應(yīng)用的篇章。50多年來(lái)，經(jīng)過(guò)幾代橋梁科研人員的不斷研究和創(chuàng)新，預(yù)應(yīng)力砼技術(shù)得到不斷提高，從50年代的冷拉鋼筋技術(shù)到60年代的冷拔鋼絲技術(shù)，再到70年代的中強(qiáng)預(yù)應(yīng)力筋技術(shù)和80年代后的高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線技術(shù)，還有現(xiàn)階段的無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)和體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)，目前我國(guó)的預(yù)應(yīng)力技術(shù)已接近世界先進(jìn)水平。預(yù)應(yīng)力技術(shù)是在我國(guó)道路橋梁施工中運(yùn)用最廣泛的技術(shù)，在現(xiàn)代化建設(shè)中發(fā)揮了巨大作用。目前，建造跨度32米以下的鐵路橋梁3萬(wàn)多孔，還建造了主跨達(dá)270米的虎門(mén)大橋，成為世界主跨最大連續(xù)鋼構(gòu)橋。

一、預(yù)應(yīng)力技術(shù)的概述

1、預(yù)應(yīng)力的定義

在模塊承受外加載荷之前，對(duì)受拉模塊中的鋼筋，施加拉力，使拉筋上的模塊產(chǎn)生壓應(yīng)力，用以抵消或減小外載荷產(chǎn)生的拉應(yīng)力，減少振動(dòng)和彈性變形，提高構(gòu)件的剛度，推遲裂縫出現(xiàn)的時(shí)間，延長(zhǎng)構(gòu)件的壽命。

2、預(yù)應(yīng)力技術(shù)在道路橋梁施工中運(yùn)用的原理

在混凝土工程中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，利用混凝土較高的抗壓特性和鋼筋的抗拉特性，進(jìn)行混凝土預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的構(gòu)建，使混凝土構(gòu)建自身的預(yù)應(yīng)力減小或者抵消因外荷載所引起的拉應(yīng)力，來(lái)達(dá)到延遲混凝土受拉伸部位的開(kāi)裂，提高道路橋梁施工質(zhì)量的目的。

3、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的分類

預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)分為體內(nèi)預(yù)應(yīng)力，體外預(yù)應(yīng)力，有粘結(jié)和無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力，預(yù)拉應(yīng)力及預(yù)彎預(yù)應(yīng)力。無(wú)粘性預(yù)應(yīng)力是預(yù)應(yīng)力筋伸縮變形自由，不與混凝土粘結(jié)的預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力筋全長(zhǎng)涂有一層防銹材料，外包隔離層。體外預(yù)應(yīng)力就是預(yù)應(yīng)力筋在混凝土構(gòu)件體外，多用于斜拉橋和橋梁的加固和維修。

4、預(yù)應(yīng)力技術(shù)的在道路橋梁施工中的意義

通過(guò)機(jī)械和材料行業(yè)的科技進(jìn)步，制造出高強(qiáng)度的鋼材和高強(qiáng)度的混凝土，使混凝土構(gòu)件產(chǎn)生良好的剛性、較高的強(qiáng)度，較高抗拉裂能力、較強(qiáng)的抗?jié)B性、，從而減少混凝土構(gòu)建的橫截面積、節(jié)約混凝土和鋼材、降低橋梁自重和工程預(yù)算，減少撓度、預(yù)防開(kāi)裂、延長(zhǎng)橋梁的使用壽命。

二、預(yù)應(yīng)力技術(shù)在道路橋梁施工中的應(yīng)用

1、預(yù)應(yīng)力技術(shù)施工鋼材的選擇

目前，我國(guó)道路橋梁工程使用的預(yù)應(yīng)力鋼材主要有冷拉預(yù)應(yīng)力鋼絲、預(yù)應(yīng)力鋼筋、普通預(yù)應(yīng)力鋼絞線、低松弛預(yù)應(yīng)力鋇絲矯、直回火預(yù)應(yīng)力鋼絲以及低松馳鋼絞線等。其中的低松弛鋼絞線是一種新型的預(yù)應(yīng)力鋼材，具有經(jīng)濟(jì)、美觀、高效、施工方便的優(yōu)點(diǎn)，施工時(shí)應(yīng)根據(jù)鋼絞線的性能參數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)來(lái)選擇鋼絞線規(guī)格和數(shù)量。影響鋼絞線性能的因素主要有：表面狀態(tài)、幾何參數(shù)、屈服荷載、斷裂荷載、伸長(zhǎng)率等，鋼材的規(guī)格、尺寸、延伸率、松弛性等常作為鋼絞線標(biāo)準(zhǔn)的參考因素。

2、預(yù)應(yīng)力技術(shù)施工錨具的選擇

錨具按錨固性能分為摩阻錨固和機(jī)械錨固兩種方式，摩阻固錨適用于有粘結(jié)的構(gòu)件，機(jī)械固錨適用于所有構(gòu)件。摩阻固錨應(yīng)力損失較小、連接較為方便，選擇時(shí)應(yīng)滿足張拉的工藝要求，固錨過(guò)程中應(yīng)力筋的內(nèi)縮量符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)預(yù)應(yīng)力筋錨具組裝件達(dá)到實(shí)測(cè)極限拉力（F）時(shí)，除錨具設(shè)計(jì)允許者外，全部零件均不應(yīng)出現(xiàn)肉眼可見(jiàn)的裂縫或破壞。對(duì)于機(jī)械固錨，除必須滿足靜載錨固性能外，還須滿足循環(huán)次數(shù)為200萬(wàn)次的疲勞性能試驗(yàn)。

3、無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)

無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋由單根鋼絞線涂抹建筑油脂外包塑料套管組成，它可象普通鋼筋一樣配置于混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)，待混凝土硬化達(dá)到一定強(qiáng)度后，通過(guò)張拉預(yù)應(yīng)力筋并采用專用錨具將張拉力永久錨固在結(jié)構(gòu)中。其特點(diǎn)：不需要預(yù)留預(yù)應(yīng)力筋孔道，構(gòu)造簡(jiǎn)單、自重輕；無(wú)需預(yù)留管道、穿灌漿等復(fù)雜工序，施工簡(jiǎn)便、設(shè)備要求低；預(yù)應(yīng)力筋與外護(hù)套間設(shè)防腐油脂層，預(yù)應(yīng)力損失小、可補(bǔ)拉；涂有防腐油脂、外包PE護(hù)套的無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋，具有雙重防腐能力；無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋與混凝土縱向可相對(duì)滑移，應(yīng)力幅度小，抗疲勞性能好；使用性能和抗震性能好。主要用來(lái)抵抗大跨度或超長(zhǎng)度混凝土結(jié)構(gòu)在荷載、溫度或收縮等效應(yīng)下產(chǎn)生的裂縫，提高結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的性能，降低造價(jià)。

4、預(yù)應(yīng)力技術(shù)在道路橋梁加固工程的應(yīng)用

用外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)對(duì)普通道路橋梁加固，拉筋一般呈折線形，對(duì)外部拉筋施加拉力后，使錨擠壓混泥土構(gòu)件，使構(gòu)件產(chǎn)生與外部載荷作用相反的內(nèi)應(yīng)力，已達(dá)到消除或減小外部載荷，提高橋梁的強(qiáng)度和承載力，確保橋梁安全工作，延長(zhǎng)橋梁的壽命。與普通預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)相比，體外預(yù)應(yīng)力加固舊橋梁施工簡(jiǎn)單、易于維護(hù)、加固，減小了鋼筋束的摩阻損失，鋼筋的利用效率高，預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力幅值變化小，降低疲勞度。

三、道路施工運(yùn)用應(yīng)力技術(shù)應(yīng)注意的問(wèn)題及處理辦法

1、預(yù)應(yīng)力構(gòu)件張拉前的裂縫和處理方法

預(yù)應(yīng)力道路橋梁施工技術(shù)十分復(fù)雜，所以很難避免預(yù)應(yīng)力構(gòu)件張拉前出現(xiàn)裂縫，通常是有溫度變化、混凝土收縮、基礎(chǔ)的不均勻沉降等因素引起的。如果混凝土表面出現(xiàn)裂縫且較淺而細(xì)，一般為收縮裂縫，可通過(guò)改善混凝土材料的性能、加強(qiáng)混凝土澆搗的控制和加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)來(lái)減少此類裂縫的發(fā)生。如果板構(gòu)件出現(xiàn)貫穿裂縫可能是溫差變化引起的，施工時(shí)降低構(gòu)件的內(nèi)外溫差可減少裂縫的發(fā)生，通常夏季施工時(shí)使用低水化熱水泥，冬季施工采取適當(dāng)?shù)谋卮胧?。裂縫會(huì)降低構(gòu)件的耐久性和防滲性，需要及時(shí)修補(bǔ)，最常用的是壓力注化學(xué)膠粘劑法，表面淺細(xì)的裂縫一般用表面封閉法，較深的裂縫采用開(kāi)槽法和壓力注漿法。

2、預(yù)應(yīng)力鋼筋孔道堵塞及預(yù)防措施

鋼筋孔道堵塞一般是指波紋管堵塞，即澆筑混凝土后波紋管出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。波紋管堵塞會(huì)使預(yù)應(yīng)力鋼絞線不能穿過(guò)波紋管，或預(yù)應(yīng)力鋼絞線在通過(guò)波紋管時(shí)不順暢，增大預(yù)應(yīng)力鋼絞線和孔道的摩擦，影響張拉效果。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因主要有兩點(diǎn)：第一施工人員施工時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題，為趕工程進(jìn)度，不能嚴(yán)格按照波紋管施工規(guī)范操作，引起波紋管安裝定位不準(zhǔn)確，導(dǎo)致波紋管折彎或波紋管接頭處套接不牢固或有孔洞，有時(shí)在澆筑時(shí)操作不當(dāng)，被振搗棒碰撞振破裂，導(dǎo)致水泥漿滲入管中而堵塞波紋管，焊接鋼筋時(shí)，電焊火花可能燒壞波紋管的管壁；第二波紋管本身存在的質(zhì)量問(wèn)題，如管壁薄厚不均勻或存在小孔等。

解決辦法：在預(yù)應(yīng)力曲線上找到被堵管的位置，避開(kāi)主筋，用沖擊鉆緩慢鉆孔，除去管內(nèi)的混凝土，然后封堵鉆孔。

預(yù)防措施：施工時(shí)，應(yīng)防止砼振搗棒觸擊波紋管；進(jìn)行鋼筋焊接時(shí)，應(yīng)防止電焊火花燒破波紋管的管壁；管道中間接頭、管道與錨墊板喇叭口的接頭，必須做到密封、牢固、不易脫開(kāi)和漏漿；在砼澆筑完成后，在砼終凝前，用高壓水沖洗管道，并用通孔器檢查管道是否暢通；先在波紋管內(nèi)穿入稍細(xì)的硬塑料管，澆筑完成后再拔出，可預(yù)防波紋管堵塞。

結(jié)論

當(dāng)今，我國(guó)正在大力修建基礎(chǔ)設(shè)施，高鐵和高速公路大量修建，是道路橋梁發(fā)展的黃金時(shí)期，對(duì)道路橋梁的綜合性能提出了更高的要求。所以我們要加大科研投入，不斷引進(jìn)新的施工技術(shù)和新型材料，逐步完善整個(gè)配套設(shè)施。在實(shí)際施工中，嚴(yán)格按照施工方案和施工工藝施工，確保橋梁的施工質(zhì)量，為我國(guó)的現(xiàn)代化現(xiàn)設(shè)奠定基礎(chǔ)。

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