談　潭（馬鞍山路橋工程有限公司，安徽 馬鞍山 243000）

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公路橋梁預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)探究

談潭（馬鞍山路橋工程有限公司，安徽 馬鞍山 243000）

隨著社會與經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國各行業(yè)也進(jìn)入了高速發(fā)展時期，其中包括我國的公路交通事業(yè)，但是由于國家對公路工程的建設(shè)要求不斷的提升，公路交通的發(fā)展需要不斷的引進(jìn)新型技術(shù)以及施工工藝，在引進(jìn)新技術(shù)的過程中，預(yù)應(yīng)力作為優(yōu)點較多的技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。本文主要闡述預(yù)應(yīng)力在公路橋梁施工中的應(yīng)用，其次提出公路橋梁預(yù)應(yīng)力技術(shù)存在的主要問題，通過對問題的分析進(jìn)一步提出相應(yīng)的解決措施，希望能為提高公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用提供一定的參考。

公路橋梁；預(yù)應(yīng)力技術(shù)；應(yīng)用技術(shù)

在進(jìn)行公路橋梁的施工改革的過程中，預(yù)應(yīng)力技術(shù)起到了極大的推動作用，預(yù)應(yīng)力技術(shù)在我國公路橋梁施工當(dāng)中的應(yīng)用已經(jīng)較為普遍，并且擁有著傳統(tǒng)技術(shù)所不具備的優(yōu)點，主要包括打破了傳統(tǒng)技術(shù)分體化的弊端以及大工程量的施工模式等等，除此之外，預(yù)應(yīng)力技術(shù)能夠有效的節(jié)約施工材料、減少工程的施工周期，在此基礎(chǔ)上減少工程的成本，提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，有效促進(jìn)企業(yè)的長期穩(wěn)定發(fā)展。

1　預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的特點

預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)，主要應(yīng)用于混凝土結(jié)構(gòu)?；炷恋牟牧咸匦詻Q定其先天上對抗荷載拉應(yīng)力不足，而預(yù)應(yīng)力混凝土通過鋼絞線或其它高強(qiáng)度類鋼索提供的結(jié)構(gòu)兩端壓應(yīng)力可以大幅度的抵抗和消除構(gòu)件各部位彎距產(chǎn)生的拉應(yīng)力，使其整體結(jié)構(gòu)具有良好的抗裂、抗?jié)B、抗剪及抗疲勞性，同時具有強(qiáng)度高、剛度大、耐久性好、減少截面尺寸、降低結(jié)構(gòu)自重、既美觀又能融合周邊環(huán)境的特點，適用范圍廣泛。具體操作為：在混凝土結(jié)構(gòu)承受荷載之前，預(yù)先對其施加一定的壓力，使其能夠在外荷載的作用下，使受拉區(qū)混凝土內(nèi)部的產(chǎn)生相應(yīng)的壓應(yīng)力，從而抵消或者是削減外荷載對其產(chǎn)生的拉應(yīng)力，這樣的操作可以使得結(jié)構(gòu)在正常使用的情況下不產(chǎn)生裂縫，或者能夠保證其較晚的產(chǎn)生裂縫，影響施工的順利進(jìn)行?，F(xiàn)階段從我國的發(fā)展情況來看，可以將預(yù)應(yīng)力技術(shù)分為體外預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)和體內(nèi)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)兩種，其中體外預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)主要作用于混凝土的結(jié)構(gòu)外部，預(yù)應(yīng)力筋布置于板體外部，僅在錨固區(qū)和轉(zhuǎn)向塊處相連，其應(yīng)力受結(jié)構(gòu)整體變形的影響，相對于結(jié)構(gòu)，體外筋（索）是單獨構(gòu)件，設(shè)計時應(yīng)考慮與板體的共振作用。體外預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)混凝土澆筑方便，也減少了施工中預(yù)應(yīng)力摩擦損失，能很好地維護(hù)和加固混凝土的結(jié)構(gòu)，但目前在我國實際應(yīng)用較少；體內(nèi)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)主要作用于混凝土的結(jié)構(gòu)內(nèi)部，與結(jié)構(gòu)完全粘結(jié)，即在結(jié)構(gòu)的任何部位，混凝土的受力變形與預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力都是互相協(xié)調(diào)的。內(nèi)部預(yù)應(yīng)力筋與混凝土作為整體結(jié)構(gòu)存在，非單獨構(gòu)件，體內(nèi)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)在一般的施工中都有著廣泛的應(yīng)用。在公路的橋梁工程當(dāng)中，應(yīng)用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)，不僅可以對橋梁材料的性能進(jìn)行全方位充分的挖掘，以此使得橋梁的內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的變化，還能夠使各個組件及早的適應(yīng)壓力，從而有效的提升橋梁的穩(wěn)定性以及剛性。除此之外，由于預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)簡單便捷，因此可以有效的節(jié)約在實際的橋梁施工的過程中對于材料的應(yīng)用，在此基礎(chǔ)上可以有效的降低施工成本，提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，對于現(xiàn)代的公路橋梁的施工有著重要的意義（圖1）。

2　預(yù)應(yīng)力在公路橋梁施工中的實際應(yīng)用

（1）預(yù)應(yīng)力鋼絞線的選擇：現(xiàn)階段我國對于預(yù)應(yīng)力鋼絞線的選擇主要以預(yù)應(yīng)力的鋼筋、冷拉鋼絲以及低松弛鋼絞線為主，其中的低松弛鋼絞線具有經(jīng)濟(jì)便捷、外形美觀等優(yōu)點，因此得到了施工企業(yè)的青睞，在大型建筑的運用上得到了很好的普及。在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼絞線選擇的過程中，一定要針對實際狀況進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的審核工作，主要需參考的性能參數(shù)有幾何參數(shù)、表面狀態(tài)、松散性、抗拉強(qiáng)度、條件屈服應(yīng)力、松弛、屈強(qiáng)比、彈性模量和延伸率等等。由于使用預(yù)應(yīng)力鋼絞線能夠有效的節(jié)省工程的材料，因此其社會效益也在使用當(dāng)中得到了展現(xiàn)。

圖1　公路前兩中預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用示意圖

（2）預(yù)應(yīng)力錨具選擇：機(jī)械錨固與摩阻錨固是進(jìn)行預(yù)應(yīng)力錨具選擇時所應(yīng)考慮的兩個重要方面。機(jī)械錨固，其主要是指在預(yù)應(yīng)力鋼材的端部進(jìn)行相應(yīng)的機(jī)械加工，使之形成合適的錨碇工作條件，并且在此基礎(chǔ)上對其加以錨固；摩阻錨固，其主要是指利用一定的技術(shù)形成錨旋作用，將預(yù)應(yīng)力鋼材之間的銜接變得更加緊密，這種品種的應(yīng)用得到了一定的普及，但是由于過程復(fù)雜，因此不能做到高效便捷。

（3）預(yù)應(yīng)力效應(yīng)分析：預(yù)應(yīng)力效應(yīng)分析在預(yù)應(yīng)力混凝土施工實踐中具有重要的作用，在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋以及錨具、體系等的設(shè)計時都要建立在詳細(xì)的預(yù)應(yīng)力分析的基礎(chǔ)之上。具體的操作為，首先假定預(yù)應(yīng)力鋼筋的分布圖，然后通過應(yīng)力分析來調(diào)查其能夠承受的力量極限，及時的做出調(diào)整使鋼筋的分布能夠滿足施工要求。

3　公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)存在的問題

（1）預(yù)應(yīng)力張拉的時間問題：對于提升混凝土的預(yù)應(yīng)力強(qiáng)度有著多種方法，但是近些年使用最為頻繁的方法是向混凝土中添加早強(qiáng)劑，在張拉后等待混凝土強(qiáng)度的提升。但是這種方法存在著較為明顯的問題就是對于張拉時間的掌握，如果混凝土的強(qiáng)度增加的過快，會導(dǎo)致彈性模量的增加變的極為緩慢，這種方法會導(dǎo)致橋梁的承載能力不足，降低公路橋梁工程的質(zhì)量，使工程出現(xiàn)較大的損失。綜上所述，向混凝土中添加早強(qiáng)劑的做法存在著嚴(yán)重的不足，并不能有效的達(dá)到要求的標(biāo)準(zhǔn)，同時早強(qiáng)劑摻量及拌合均勻性在實際施工中也很難做到有效控制。

（2）預(yù)應(yīng)力鋼筋管道堵塞問題：預(yù)應(yīng)力鋼筋管道的堵塞問題對預(yù)應(yīng)力的張拉效果有著明顯的影響，因此，在實際的施工過程中，不論是由于施工人員的專業(yè)技術(shù)不足，還是保護(hù)措施沒有做好，都有很大的幾率造成預(yù)應(yīng)力鋼筋的管道出現(xiàn)堵塞的現(xiàn)象，如混凝土澆筑振搗力度過大導(dǎo)致管道破損，混凝土滲入管道內(nèi)等，使張拉預(yù)應(yīng)力的鋼筋不能夠順利的通過，從而預(yù)應(yīng)力鋼筋的實際伸長值與理論值出現(xiàn)較大差別，給公路橋梁的施工帶來一定的影響。解決管道堵塞可采用穿塑膠芯棒的方式，即在管道就位后混凝土澆筑前，在管道內(nèi)插入直徑稍小于管道直徑的定制塑膠棒，穿預(yù)應(yīng)筋前抽出，避免管道堵塞。

（3）預(yù)應(yīng)力張拉力超張拉或張拉力不足的問題：由于各項材料和張拉機(jī)具參數(shù)不準(zhǔn)確及預(yù)應(yīng)力損失等，可能存在張拉力不足或超張現(xiàn)象發(fā)生，因此在張拉前嚴(yán)格實施混凝土強(qiáng)度、彈性模量、混凝土齡期“三控”，張拉中嚴(yán)格實施張拉應(yīng)力、應(yīng)變、時間“三控”。

（4）路面收縮徐變過大問題：在公路橋梁的預(yù)應(yīng)力施工的實際過程當(dāng)中，由于混凝土路面的收縮徐變過大，會引起的預(yù)應(yīng)力損失，從而導(dǎo)致工程質(zhì)量下降，因此，在預(yù)應(yīng)力施工當(dāng)中不能夠過多的使用外加劑來增加和易性，相應(yīng)的，應(yīng)當(dāng)盡量采用強(qiáng)度高、水灰比小的混凝土來增強(qiáng)其和易性，并嚴(yán)禁澆筑過程中的二次拌合，通過高質(zhì)量的收縮與低徐變量來控制公路橋梁工程的質(zhì)量。

4　做好公路橋梁預(yù)應(yīng)力技術(shù)施工的策略探討

（1）預(yù)應(yīng)力張拉設(shè)備的質(zhì)量控制策略：預(yù)應(yīng)力的張拉作業(yè)在很大程度上要依靠張拉設(shè)備，因此千斤頂?shù)葟埨O(shè)備對于張拉作業(yè)有著極為重要的作用，是進(jìn)行張拉作業(yè)的核心。在施加預(yù)應(yīng)力之前，務(wù)必要對張拉設(shè)備進(jìn)行仔細(xì)的核查以防止操作過程中出現(xiàn)問題，具體的操作過程為：千斤頂及配套的油泵和油壓表一起核查，核查時千斤頂?shù)幕钊\行方向要與實際張拉作業(yè)的狀態(tài)相一致，當(dāng)千斤頂使用超過半年或次數(shù)超過200次或檢修后或在使用過程中出現(xiàn)不正?，F(xiàn)象，必須要再次進(jìn)行校核工作。根據(jù)鋼絞線、錨具等材料的實測指標(biāo)及千斤頂、油表等的配套校驗結(jié)果，編制預(yù)應(yīng)力張拉計算書，實際操作中以計算書為依據(jù)控制應(yīng)力增加，張拉結(jié)束后以預(yù)應(yīng)力筋伸長值進(jìn)行校核，檢查張拉過程是否符合要求。

圖2　公路橋梁預(yù)應(yīng)力技術(shù)實際施工圖

（2）防止預(yù)應(yīng)力損失過大：①由于有的施工人員缺乏施工經(jīng)驗，因此在實際的施工當(dāng)中行為不夠規(guī)范，這種情況的產(chǎn)生就致使實際施工情況會與原估算的應(yīng)力損失的施工情況不完全相符，導(dǎo)致其出現(xiàn)偏差，使實際預(yù)應(yīng)力損失大于原估算值。加強(qiáng)預(yù)應(yīng)力材料檢驗和各工序的質(zhì)量控制。嚴(yán)格的按照有關(guān)的規(guī)范組織進(jìn)行施工，避免出現(xiàn)因預(yù)應(yīng)力材料不合格或者施工行為不規(guī)范而造成預(yù)應(yīng)力損失過大。②預(yù)應(yīng)力管道摩阻和錨口摩阻力造成預(yù)應(yīng)力損失，管道摩阻力主要是由于預(yù)應(yīng)力筋與管道壁接觸并沿其滑動產(chǎn)生的摩擦阻力，曲線筋表現(xiàn)更為明顯，加之預(yù)應(yīng)力筋因自重引起的自然下垂及施工震動的影響都會產(chǎn)生管道摩阻力。錨口摩阻主要是由于錨具、錨墊板等錨頭部位的摩擦力損失，也需要給予足夠重視，因此在張拉前應(yīng)通過詳細(xì)計算，施工中嚴(yán)格控制，減少管道及錨口摩阻力對結(jié)構(gòu)張拉的影響。③控制梁體混凝土齡期，規(guī)定齡期須達(dá)到10d或混凝土強(qiáng)度不低于設(shè)計值75%以上方可張拉，以便減少混凝土收縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失的現(xiàn)象。

（3）驗收階段的技術(shù)管理策略：對于公路橋梁工程的驗收，要實行最為嚴(yán)格的控制標(biāo)準(zhǔn)，不僅要求對公路橋梁的整個施工過程進(jìn)行驗收，還要對施工單位所提供的資料進(jìn)行整理和分析。在實際的分析過程當(dāng)中，要求相關(guān)的驗收人員嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析，具體所需要分析與鑒定的項目包括材料以及半成品和質(zhì)量檢驗結(jié)果、材料配比和試驗數(shù)據(jù)、施工地基處理和隱蔽工程施工記錄以及公路橋梁的施工過程中所遇到的所有非正常情況等等。

5　結(jié)束語

綜上所述，雖然預(yù)應(yīng)力技術(shù)經(jīng)過幾代人的研究與創(chuàng)新已經(jīng)較為成熟，但是在實際運用中仍然存在著很多的不足，因此要對出現(xiàn)的問題進(jìn)行深入的研究以找到實際的解決辦法，使預(yù)應(yīng)力技術(shù)不斷的改進(jìn)，發(fā)揮其最好的效用。本文主要闡述預(yù)應(yīng)力在公路橋梁施工中的應(yīng)用，其次提出公路橋梁預(yù)應(yīng)力技術(shù)存在的主要問題，通過對問題的分析進(jìn)一步提出相應(yīng)的解決措施，希望能為提高公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用提供一定的參考。

［1］周志祥，任 超，彭興國，范 亮.預(yù)應(yīng)力混凝土空心板橋縱向裂縫分析［J］.重慶交通學(xué)院學(xué)報，2005（02）.

［2］劉剛偉.公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)措施探討［J］.科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2010（21）.

［3］張 靜.公路橋梁橡膠支座的使用壽命與應(yīng)用［J］.交通標(biāo)準(zhǔn)化，2011 （02）.

談潭（1980-），男，畢業(yè)于安徽大學(xué)（交通分校），從事路橋施工專業(yè)，目前擔(dān)任項目經(jīng)理職務(wù)。

U445.57

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2095-2066（2016）09-0213-02

2016-3-8