路光河

（盛德路橋建設(shè)有限公司，山東 高密 261500）

0 引言

近些年，預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)在路橋施工建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用，在很大程度上彌補了傳統(tǒng)混凝土施工技術(shù)中的不足，避免了混凝土出現(xiàn)開裂的問題，為路橋施工的質(zhì)量和安全提供了重要的技術(shù)保障，同時也為路橋工程建設(shè)的發(fā)展提供了新的技術(shù)動力[1]。預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)在路橋施工中進行應(yīng)用具有很好的抗裂性，并且預(yù)應(yīng)力混凝土還有很強的承載能力、硬度、強度和耐久度等優(yōu)勢，對提高路橋工程的使用壽命也有著很高的價值，所以，對預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)在路橋施工中的運用進行研究有重要的現(xiàn)實意義。

1 預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)

一般情況下，傳統(tǒng)的鋼筋混凝土最大的拉伸應(yīng)變非常小，在0.0015左右。這種鋼筋混凝土?xí)诶靺^(qū)內(nèi)出現(xiàn)開裂的問題，主要是因為構(gòu)件的剛度和撓度都非常的小，為了避免出現(xiàn)混凝土開裂，抗拉鋼筋的應(yīng)力只能控制在30MPa以內(nèi)。如果部件出現(xiàn)破裂，裂縫的寬度在0.2 mm～0.3 mm的時候，抗拉鋼筋的應(yīng)力要控制在200MPa以內(nèi)。為了減少傳統(tǒng)混凝土出現(xiàn)過早開裂的問題，對混凝土的使用進行不斷地探索和研究，預(yù)應(yīng)力和混凝土有效地結(jié)合，在混凝土結(jié)構(gòu)或者是構(gòu)件的拉伸區(qū)域中，用高強度的鋼筋來進行拉伸，使鋼筋的拉伸力作用于混凝土中，這樣混凝土在預(yù)壓縮應(yīng)力的影響下，會產(chǎn)生壓縮變形。構(gòu)件在應(yīng)力的作用下，通過壓縮變形來抵消拉伸區(qū)域中混凝土的拉伸變形，然后在外力不斷增加的情況下，混凝土被拉伸，這樣就可以推遲開裂出現(xiàn)[2]。預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)對提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗裂性、結(jié)構(gòu)剛度有著非常重要的作用和價值，所以，在路橋施工中的應(yīng)用頻率非常高。

2 預(yù)應(yīng)力混凝土施工分析

2.1 鋼材的選擇

在路橋施工中預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)應(yīng)用前，先要選擇優(yōu)質(zhì)的鋼材，首先，要選擇合適的鋼材型號，可以選擇預(yù)應(yīng)力混凝土專用的鋼筋，鋼絲和鋼絞線；通常鋼絞線是由6根鋼絲圍繞著1根芯絲順著一個方向進行扭結(jié)形成的，芯絲的直徑要比外圍鋼絲的直徑大5%左右，扭矩需要控制在15d左右，使用頻率比較多的鋼絞線為7絲直徑為4mm和7絲直徑為5mm的[3]。因為鋼絞線比較柔軟、操作比較方便，所以，在先張法和后張法施工中比較常用。先在鋼絞線的外層涂抹防腐油脂，并用塑料薄膜進行包裹，可以用于無黏結(jié)的預(yù)應(yīng)力高強度鋼筋。

高強鋼絲是采用優(yōu)質(zhì)的碳素鋼盤條在經(jīng)過冷拔制作而成的，高強度鋼絲的直徑一般在3 mm～8 mm，在冷拔之后，高強度鋼絲內(nèi)部會形成很強的內(nèi)應(yīng)力，在使用500℃低溫回火處理冷卻到室溫溫度之后的剛強度鋼絲，就成了消除應(yīng)力鋼絲。一般情況下，高強度鋼絲回火處理需要300℃～400℃才可以消除應(yīng)力，松弛損失降低到消除應(yīng)力鋼絲的1/3左右，這種鋼絲稱為是松弛鋼絲。一般預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)中使用的鋼絲均為高強度鋼絲。路橋施工中預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)高強度鋼材的選擇需要綜合考慮低成本和高性能的需求，并且還要便于人工施工操作，可以應(yīng)用在各種不同的自然環(huán)境中，所以，預(yù)應(yīng)力混凝土鋼材的選擇要根據(jù)不同鋼材的應(yīng)用范圍來進行科學(xué)的選擇。

2.2 預(yù)應(yīng)力錨具的選擇

在預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)應(yīng)用的過程中，先張法和后張法是最為常用的2種類型，預(yù)應(yīng)力錨桿的選擇應(yīng)參照2種張拉方法，也就是預(yù)張拉法和后張拉法。其中后張拉法要求張拉達到設(shè)計強度的75%以后，進行水泥混凝土的澆筑工作，形成預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的方法。黏結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土作業(yè)時，需要先進行混凝土澆筑工作，在達到75%以上后，進行鋼筋張拉。而這種張拉的工藝流程為進行控制孔的埋設(shè)→混凝土澆筑施工→泵送管道→進行拉透筋的養(yǎng)護作業(yè)→錨固→進行注漿減少鋼筋出現(xiàn)銹蝕問題。該模式中的傳力方式是借助于錨桿來避免彈性回彈問題發(fā)生的，并且這樣可以讓混凝土的截面獲取一定的預(yù)應(yīng)力，讓混凝土和鋼筋真正地成為一個整體，形成黏結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土。在黏結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土黏結(jié)力的作用下，預(yù)應(yīng)力鋼筋的拉應(yīng)力會有所降低，這樣也就讓混凝土的壓應(yīng)力降低，減少了黏結(jié)性。這種錨具方式可以不使用張拉支座，比較適合在大型的構(gòu)件現(xiàn)場進行施工。

如果選擇無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土錨桿，需要先在預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉時，涂抹具有潤滑瀝青作用的防腐材料，然后再在表面上涂有紙或者是塑料管套，以此來減少預(yù)應(yīng)力鋼筋和混凝土之間的結(jié)合力；然后，進行混凝土的養(yǎng)護作業(yè)，利用鋼筋的張拉作用，最后進行錨定。在施工的過程中，鋼筋會進入原來設(shè)計的位置中，這時可以進行混凝土澆筑工作，不需要預(yù)留孔洞，只需要進行鋼筋灌漿即可，這樣不僅讓施工的工序更加簡單，同時因為無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土還有著很強的預(yù)應(yīng)力增強效果，所以，在無形中就降低了施工成本，所以，這種施工方式更加適合在跨度比較大的曲線配筋梁體工程中采用。

2.3 預(yù)應(yīng)力混凝土配置和澆筑

在記性預(yù)應(yīng)力混凝土配置和澆筑的過程中有一些需要注意的事項：首先，在進行混凝土配置時，要先采用硅酸鹽水泥進行配置，不能使用礦渣硅鹽酸水泥，也不能使用粉煤灰硅鹽酸水泥和火山灰質(zhì)硅酸水泥[4]。如果使用粗骨料，那么骨料顆粒的直徑在5 mm～25 mm的碎石。其次，水泥在混凝土中的占比不能超過550kg/m3。另外，在配置混凝土?xí)r嚴禁使用含有氯化物的外加劑和引氣劑、引氣型堿水劑。此外，所有材料引入混凝土中的氯離子總含量不能高于水泥用量的0.06%，如果超過0.06%的時候，需要摻加一些阻銹劑來防止生銹，增強混凝土的密實度。

在進行混凝土澆筑的過程中，必須對預(yù)應(yīng)力錨固位置和筋密位置進行振搗作業(yè)。此外，還要避免振搗過程中對預(yù)張拉構(gòu)件產(chǎn)生影響；而在進行后張拉構(gòu)件振搗的過程中，不能出現(xiàn)和預(yù)應(yīng)力管的碰撞，減少對預(yù)應(yīng)力管的影響。

2.4 預(yù)應(yīng)力張拉施工

在進行預(yù)應(yīng)力張拉施工的過程中，如果預(yù)應(yīng)力筋采用的是應(yīng)力控制方法張拉，需要根據(jù)伸長值來進行校對和核驗。實際的伸長值和理論伸長值之間的差距要控制在6%以內(nèi)，如果出現(xiàn)不符合的情況需要暫停張拉，在找到原因進行解決之后，繼續(xù)進行張拉作業(yè)。另外，在進行預(yù)應(yīng)力張拉的過程中，還要對初應(yīng)力進行調(diào)整，初應(yīng)力需要控制在張拉應(yīng)力的10%～15%，伸長值需要從初應(yīng)力開始的時候進行測量。此外，在預(yù)應(yīng)力張拉控制應(yīng)力達到穩(wěn)定后，進行預(yù)應(yīng)力筋的錨固，在進行錨固時需要控制錨固階段張拉端預(yù)應(yīng)力筋的內(nèi)縮量，一般情況下內(nèi)縮量需要控制在規(guī)定的范圍以內(nèi)。

3 路橋施工中預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)的應(yīng)用

3.1 加固施工和路橋受彎結(jié)構(gòu)中的運用

預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)在路橋工程中的應(yīng)用，在很大程度上可以提高路橋穩(wěn)固性，在施工的過程中要按照以下流程來施工：卸荷架搭設(shè)→確定預(yù)應(yīng)力鋼筋的位置→人工剔鑿找出預(yù)應(yīng)力鋼筋→對預(yù)應(yīng)力鋼筋進行臨時固定并放張卸錨→在指定范圍進行商品混凝土切除→預(yù)應(yīng)力鋼筋重新張拉、封頭。

另外，在加固混凝土的時候可以采用黏貼鋼板。這種加固方式具有見效快，操作簡單的優(yōu)勢，并且不需要對原有的橋梁結(jié)構(gòu)進行很大的調(diào)整和改動。但是在采用該方式的過程中，需要注意以下幾點問題：要在混凝土橋梁結(jié)構(gòu)拉伸零件和薄弱區(qū)域中進行，并且要采用黏合劑或者是鋼鐵等方式來進行結(jié)構(gòu)固定，這樣其抗彎矩和抗剪能力才可以得到有效的提升，同時還可以提高橋梁的剛度，避免混凝土結(jié)構(gòu)中裂縫延伸問題。具體的加固操作如圖1所示。

圖1 粘貼鋼板加固示意圖

3.2 預(yù)制小箱梁的施工

通常情況下，路橋施工中的預(yù)制小箱梁需要采用現(xiàn)場制梁的方式，這樣可以有效地節(jié)約施工的成本，提高施工質(zhì)量。在進行制作時，首先，需要在胎膜上把成形的鋼筋骨架進行綁扎，對預(yù)應(yīng)力筋孔道的波紋管進行設(shè)置；其次，進行專用鋼模板梁體的安裝，并澆筑混凝土，在混凝土達到一定的強度之后，拆除模板，再一次進行養(yǎng)護處理，在混凝土強度達到設(shè)計需要的標準后，進行預(yù)應(yīng)力穿索；然后，按照順序?qū)︻A(yù)應(yīng)力鋼筋進行張拉、錨固；最后，進行灌漿和封錨處理作業(yè)，結(jié)束小箱梁體的預(yù)制，如圖2所示[5]。

圖2 預(yù)制小箱梁現(xiàn)場澆筑流程

3.3 混凝土蓋梁跨路道路中的應(yīng)用

通常情況下，現(xiàn)場澆筑混凝土蓋梁跨路道路在道路或者橋梁16 m～20 m，所以預(yù)制混凝土技術(shù)在混凝土蓋梁跨路道路中的應(yīng)用需要對鋼絞線松弛單根鋼絞線使用過程和預(yù)制安裝的過程進行重點關(guān)注，根據(jù)施工標準圖來進行施工，并對實際的剛度大小和材料的增加量進行控制，一般情況下跨徑可以在25 m～45 m的路橋中。

3.4 在路橋面結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

路橋面是路橋工程中直接承受荷載力的位置，受壓的強度是最為重要的指標，會給路橋上行駛車輛的安全性和舒適性帶來很大的影響。在路橋路面的預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)應(yīng)用之前，需要對其應(yīng)用的數(shù)據(jù)參數(shù)進行準確計算，例如，行車荷載的參數(shù)、氣候影響參數(shù)、施工環(huán)境影響參數(shù)等會對路橋路面混凝土變形產(chǎn)生影響的因素參數(shù)，通過計算來獲取最準確的預(yù)應(yīng)力施工參考依據(jù)，合理地施加預(yù)應(yīng)力，避免路橋路面出現(xiàn)裂縫的問題。

因無法對預(yù)應(yīng)力路面板厚和板端的預(yù)應(yīng)力值進行估測，所以需要通過定量計算的方式來獲取，在進行計算時，首先，需要對當?shù)氐慕煌ㄇ闆r進行相關(guān)資料和數(shù)據(jù)的搜集；標準軸載在設(shè)計和車道使用年限累計數(shù)+Ne，基層頂面的綜合回彈模量+Es、地基反應(yīng)模置+K+及基層頂面的摩擦系數(shù)+μ、混凝土設(shè)計強度+fcm和混凝土面板最大溫度梯度計算值+Tg時，按照傳統(tǒng)混凝土路面設(shè)計參數(shù)的方式來進行方法的選擇。

其次，以實際環(huán)境情況為參考，選擇合適長度的預(yù)應(yīng)力路面板，一般情況下板長在90 m～210 m。普通的公路預(yù)應(yīng)力路面的厚度是普通混凝土路面厚度的0.65倍。但是因為我國的超載問題比較嚴重，在選擇板厚的時候，可以選擇厚度大于普通板面厚度的0.7～0.75倍。

在進行混凝土澆筑前，需要確定標高；可以選擇冒頂?shù)装暹M行小鋼筋焊接。對墩體內(nèi)預(yù)埋鋼筋進行測量的時候，要選擇去全站儀，并用水清理承臺底面的泥土，保證其濕潤[6]。在進行作業(yè)時需要采用步進的方式。在底層混凝土初凝之前，不能中斷該項作業(yè)施工。同時還要確保每一層的厚度在30 cm左右，避免分層問題發(fā)生。振動作業(yè)可以選擇插入式振動器，并進行分層作業(yè)，振動混凝土間隔距離也要控制在30 cm，下一層要插入8 cm～10 cm。避免出現(xiàn)預(yù)埋件、測溫元件、鋼筋和振桿的接觸。一般混凝土教育需要2 d～3 d。在進行帽上施工時，需要覆蓋冷卻管，可以采用地澆筑混凝土的水化熱，達到降溫的目的。

4 結(jié)語

目前，預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)在路橋施工中的應(yīng)用頻率非常高，已經(jīng)成為路橋施工中重要的一部分，預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)的應(yīng)用不僅提高了路橋施工的質(zhì)量，延長了路橋施工的使用壽命，同時，在很大的程度上還降低了路橋施工的成本，提高了工程施工的經(jīng)濟效益。但是，預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)在施工過程中的應(yīng)用仍然會受到一些外在因素的影響，出現(xiàn)一些問題。所以，還需要不斷地對預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)進行深入的研究和探討，規(guī)范預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)在路橋施工中的應(yīng)用，在提高路橋施工質(zhì)量的同時，實現(xiàn)預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)的優(yōu)化和創(chuàng)新，為我國路橋工程質(zhì)量的提升提供重要的技術(shù)保障，促進我國路橋施工領(lǐng)域的發(fā)展。