淺談道梁施工中預(yù)應(yīng)力的運用及存在的問題

趙成飛

（江蘇省交通工程集團有限公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212000）

0 前言

伴隨著我國社會經(jīng)濟的迅速增長和建筑工藝的不斷進步，預(yù)應(yīng)力技術(shù)也在道路橋梁的建設(shè)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。與傳統(tǒng)的路橋施工工藝和技術(shù)相比，預(yù)應(yīng)力技術(shù)雖然在起步上相對較晚，但其在路橋施工中卻發(fā)展異常迅速，近年來已經(jīng)在理論計算檢測試驗、設(shè)備材料以及整個施工工藝流程和技術(shù)措施等方面形成了一套完整而可靠的體系。

1 預(yù)應(yīng)力技術(shù)在道路橋梁施工中的運用

1.1 預(yù)應(yīng)力技術(shù)在路橋加固施工過程中的運用

一般而言，道路橋梁的加固是通過補強構(gòu)件和改善結(jié)構(gòu)性能來提高現(xiàn)有道路橋梁的承載力，延長其使用壽命，滿足交通運輸?shù)囊?。通常加固的方式有：橋面補強層加固、改變結(jié)構(gòu)受力體系加固以及體外預(yù)應(yīng)力加固等等。在實際中，卸載的主要目的就是為了減小加固施工時混凝土結(jié)構(gòu)的初始應(yīng)變?？梢韵葘?gòu)件施加預(yù)應(yīng)力，使構(gòu)件的受拉區(qū)產(chǎn)生壓應(yīng)力，受壓區(qū)產(chǎn)生拉應(yīng)力，使構(gòu)件在初彎矩時的壓應(yīng)變和拉應(yīng)變減小，這樣可以提高構(gòu)件在極限承載力時的應(yīng)變增量和應(yīng)力，充分發(fā)揮加固預(yù)應(yīng)力筋的作用。

1.2 預(yù)應(yīng)力技術(shù)在混凝土多跨連續(xù)梁中的運用

多跨連續(xù)梁分為正彎矩區(qū)域和負彎矩區(qū)域。一般情況下，跨中為正彎矩，支座處為負彎矩。當(dāng)橋梁的抗彎承載力和抗剪承載力達不到要求時，就需要進行加固處理，當(dāng)跨中正彎矩區(qū)抗彎承載力不足時，可以采用施工比較容易的粘貼碳纖維的方法加固。

1.3 預(yù)應(yīng)力技術(shù)在受彎結(jié)構(gòu)中的運用

碳纖維具有施工簡單，高強度的特點，所以對受彎構(gòu)件進行加固的方法廣泛地采用粘貼碳纖維片材。但是在加固前結(jié)構(gòu)就已經(jīng)具有初始內(nèi)應(yīng)力，混凝土有了初始拉應(yīng)變和壓應(yīng)變，當(dāng)混凝土受壓區(qū)壓應(yīng)變達到或超過混凝土的極限壓應(yīng)變時，構(gòu)件達到或超過了極限承載力。

1.4 預(yù)應(yīng)力技術(shù)在混凝土路面中的運用

在道路橋梁的混凝土路面中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，是在近年來才逐漸興起并普及的一項創(chuàng)舉，其作用原理與預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用大致相似，同樣也是通過預(yù)應(yīng)力鋼筋的配置來對混凝土路面進行一定的約束，從而達到延緩甚至不出現(xiàn)裂縫的目的。混凝土路面施工中合理地施加縱向預(yù)應(yīng)力來避免混凝土路面的橫向收縮開裂。目前此技術(shù)已經(jīng)逐漸走向成熟。

2 預(yù)應(yīng)力技術(shù)中的工具選擇

2.1 預(yù)應(yīng)力鋼絞線的選擇

目前國內(nèi)外使用的預(yù)應(yīng)力鋼材主要有預(yù)應(yīng)力鋼筋、冷拉預(yù)應(yīng)力鋼絲、矯直回火預(yù)應(yīng)力鋼絲、低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絲、普通預(yù)應(yīng)力鋼絞線和低松馳鋼絞線。作為預(yù)應(yīng)力鋼材最新一代的低松弛鋼絞線，由于其效果好、經(jīng)濟、施工方便，使建筑構(gòu)件輕薄美觀的優(yōu)點，已大量使用在世界各地最重要的建筑工程上，如大型橋梁、核電站、高層大跨度房屋、高速及高架公路等。

2.2 預(yù)應(yīng)力錨具的選擇

后張法預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)所使用的錨具，主要可分為機械錨固和摩阻錨固兩大類，機械錨固類錨具是在預(yù)應(yīng)力鋼材的端部采用機械加工，形成一個適宜于錨碇的工作條件來加以錨固。這類錨具通常用于錨旋高強度粗鋼筋或集束型高強鋼絲，個別也有錨旋單根或多根鋼鉸線的。

3 預(yù)應(yīng)力在道路橋梁施工中出現(xiàn)的問題分析

3.1 波紋管堵塞的問題

堵管的主要是指在混凝土澆筑后波紋管出現(xiàn)堵塞的現(xiàn)象。波紋管堵塞會使得后期預(yù)應(yīng)力鋼絞線穿束無法通過或張拉預(yù)應(yīng)力時，鋼絞線實際值與設(shè)計值有差距，這樣就會造成不必要的麻煩，既影響了工期又耗費了人力。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是在施工過程中施工人員沒有嚴(yán)格按照規(guī)范安裝波紋管，引起波紋管定位不準(zhǔn)確導(dǎo)致彎折、套管接頭松動，或者是在澆筑過程中，施工人員操作不當(dāng)，造成波紋管破裂，直接造成了混凝土水泥漿深入到波紋管而堵塞了波紋管。另外，波紋管本身的質(zhì)量缺陷也會引起水泥漿滲漏造成的堵管。

3.2 預(yù)留孔道堵塞的問題

預(yù)留孔道堵塞或塌陷會使預(yù)應(yīng)力鋼筋不能順利通過，這樣會影響張拉的效果，進而影響灌注工程質(zhì)量。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是在水泥還尚未凝固之前就抽芯，這樣就沒有一定的強度，或抽芯太遲，就可能會拔斷橡膠抽拔管。

3.3 預(yù)應(yīng)力構(gòu)件張拉前出現(xiàn)裂縫的問題

預(yù)應(yīng)力構(gòu)件張拉前出現(xiàn)的裂縫問題通常是由溫差和收縮造成的，并且鋼筋砼結(jié)構(gòu)在使用荷載作用下出現(xiàn)裂縫是難以避免的，但是在預(yù)制場內(nèi)的構(gòu)件要盡量避免裂縫。裂縫主要出現(xiàn)在表面處，有時是在箍筋位置，有時從構(gòu)件頂面一直延伸到構(gòu)件側(cè)面。

3.4 長預(yù)應(yīng)力出現(xiàn)的一端張拉施工問題

目前我國國內(nèi)澆筑大跨度預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁底板預(yù)應(yīng)力通常采用一端張拉工藝。但是根據(jù)國內(nèi)外有關(guān)規(guī)范，跨度在30m 或30m 以上的預(yù)應(yīng)力橋梁，都要采用兩端對稱張拉工藝，才能保證跨中承載力，否則就會導(dǎo)致因跨中承載力不足而造成的正截面裂縫。根據(jù)有關(guān)調(diào)查資料顯示，在我國目前通車的公路橋梁中，存在著大量的因張拉施工不合理出現(xiàn)的裂縫現(xiàn)象。

3.5 后張預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)張拉力控制的問題

預(yù)應(yīng)力施工不規(guī)范，主要是張拉力控制是否正確對預(yù)應(yīng)力橋梁質(zhì)量有較大影響。張拉作業(yè)一般是同時控制張拉力和預(yù)應(yīng)力筋伸長量，以張拉力為主，用伸長值校核張拉力。通常情況下張拉力的計量是采用1.5 級油壓，但是這種計量誤差較大。

3.5.1 當(dāng)遇到堵管問題時，首先根據(jù)預(yù)應(yīng)力筋曲線坐標(biāo)標(biāo)出堵管的位置，避開主筋位置用沖擊鉆進行緩慢開孔，清除波紋管中滲漏的水泥漿，使波紋管中的鋼絞線能順利通過并自由伸縮。為了預(yù)防堵管問題的發(fā)生，可以在施工下料前仔細檢查波紋管質(zhì)量，在澆筑混凝土之前確認(rèn)波紋管的安裝位置，檢查套管接頭以及密閉性，在澆筑混凝土過程中注意要保護好波紋管。

3.5.2 為預(yù)防由于表面溫度造成的裂縫，應(yīng)控制構(gòu)件內(nèi)外存在過大的溫差。對薄壁構(gòu)件要適當(dāng)延長拆模時間，在預(yù)制構(gòu)件和臺座之間應(yīng)涂隔離劑防止粘接，避免熱脹冷縮影響構(gòu)件。另外可以在高溫時使用低水化熱水泥，在低溫時采取保溫措施。

3.5.3 在道路橋梁中的預(yù)應(yīng)力混凝土路面施工過程中，由于混凝土路面的收縮和徐變過大而引起的預(yù)應(yīng)力損失通常都對工程的質(zhì)量產(chǎn)生極其惡劣的后果。應(yīng)通過提高砼原材料的技術(shù)質(zhì)量、降低水灰比、盡量減小砼坍落度等措施提高砼質(zhì)量，進而通過利用高質(zhì)量混凝土自身收縮和徐變小的特性，來避免這類情況的發(fā)生。同時加強砼澆筑后的養(yǎng)護工作，制度詳細措施，嚴(yán)格執(zhí)行。

3.5.4 加強施工過程中的質(zhì)量控制，嚴(yán)格報檢程序，嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙及規(guī)范要求進行預(yù)應(yīng)力施工。保證扎拉設(shè)備滿足設(shè)計及規(guī)范要求，進場前必須進行標(biāo)定。扎拉人員必須持證上崗。一旦發(fā)現(xiàn)張拉伸長量異常，立即停止張拉，分析原因并解決后再進行正常施工。

4 結(jié)語

綜上所述，預(yù)應(yīng)力在道路橋梁施工中是一項復(fù)雜的工藝，要想控制好道路橋梁預(yù)應(yīng)力工程的施工質(zhì)量，就要在原材料選用、施工規(guī)范等方面嚴(yán)格要求、狠下功夫，追求專業(yè)性、科學(xué)性，在預(yù)應(yīng)力施工中要不斷采用新技術(shù)、新材料以及新工藝，對施工人員進行技能培訓(xùn)，采用專業(yè)的張拉人員隊伍和設(shè)備，嚴(yán)禁施工中不規(guī)范、不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)男袨?，?yán)格按照規(guī)范辦事，保證工程的順利施工和施工質(zhì)量。