淺談路橋施工中預(yù)應(yīng)力混凝土施工技術(shù)

劉志明（廣東晶通公路工程建設(shè)集團(tuán)有限公司，廣東 廣州 510635）

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淺談路橋施工中預(yù)應(yīng)力混凝土施工技術(shù)

劉志明
（廣東晶通公路工程建設(shè)集團(tuán)有限公司，廣東 廣州 510635）

摘 要：隨著我國路橋建設(shè)事業(yè)的不斷發(fā)展，預(yù)應(yīng)力混凝施工土技術(shù)順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的需求，在現(xiàn)代化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用。因其剛度大、耐疲勞、自重輕以及抗裂性好等特點(diǎn)，大大提高了公路橋梁的施工質(zhì)量和使用年限，從而得到了社會(huì)和建設(shè)者的廣泛認(rèn)可。

關(guān)鍵詞：路橋工程；預(yù)應(yīng)力混凝土；施工技術(shù)

0. 引言

在經(jīng)濟(jì)飛速增長的當(dāng)下，人們對(duì)于交通設(shè)施的要求越來越高，傳統(tǒng)的施工技術(shù)已無法滿足人們?nèi)找嬖鲩L的社會(huì)需求，在這一背景下，建設(shè)者們經(jīng)過不懈地探索和實(shí)踐，預(yù)應(yīng)力混凝土施工技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生；所謂預(yù)應(yīng)力混凝土施工技術(shù)，是指混凝土構(gòu)件在承受荷載之前，預(yù)先對(duì)其施加一定的張拉內(nèi)力，從而使構(gòu)件在使用過程中通過內(nèi)外力抵消的作用避免混凝土產(chǎn)生裂縫。

1. 預(yù)應(yīng)力混凝土施工技術(shù)的發(fā)展

19世紀(jì)后期，預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)先后在美國和德國得到應(yīng)用，但受到當(dāng)時(shí)技術(shù)與材料的限制，采用鋼筋作為預(yù)應(yīng)力材料的混凝土構(gòu)件很快因?yàn)榛炷恋男熳兒褪湛s將施加的預(yù)應(yīng)力損失掉，直到20世紀(jì)初，法國人利用高強(qiáng)度鋼絲作為張拉材料，預(yù)應(yīng)力混凝土施工技術(shù)才取得了成功，隨后得到了廣泛的應(yīng)用與發(fā)展，并在20世紀(jì)40年代建成了世界上第一座預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁；我國的預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)研究于20世紀(jì)50年代，最初只試用于鐵路軌枕，之后于1956年在隴海線建成我國第一座預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁，此后預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)在我國橋梁建設(shè)中得到迅速發(fā)展，廣泛用于高層建筑、基礎(chǔ)工程和海洋工程等領(lǐng)域，經(jīng)過60多年的研究與發(fā)展，我國的預(yù)應(yīng)力混凝土施工技術(shù)已取得了矚目世界的成果。

2. 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

與普通鋼筋混凝土相比，由于預(yù)應(yīng)力混凝土采用了高強(qiáng)度混凝土和高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力筋，因此具有抗裂性強(qiáng)、剛度大、穩(wěn)定性和抗?jié)B性好等特點(diǎn)，并且節(jié)約材料、自重輕，使結(jié)構(gòu)更為簡單經(jīng)濟(jì)，輕巧美觀。

2.1 抗裂性好，剛度大

通過對(duì)構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力，可有效推遲構(gòu)件裂縫的出現(xiàn)，在使用過程中，由于預(yù)加應(yīng)力抵消了一部分外部荷載的作用力，因此構(gòu)件裂縫會(huì)推遲出現(xiàn)甚至不出現(xiàn)，保證了構(gòu)件的整體性，從而提高了構(gòu)件的剛度，增加了結(jié)構(gòu)耐久性。

2.2 穩(wěn)定性、耐久性好

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，如果構(gòu)件具有強(qiáng)大的預(yù)應(yīng)力筋，使用過程中外部荷載對(duì)構(gòu)件產(chǎn)生的撓度就會(huì)減小，尤其是較大的長細(xì)比構(gòu)件，在受到外部壓力后容易產(chǎn)生彎曲，導(dǎo)致喪失穩(wěn)定性而遭到破壞，預(yù)應(yīng)力的存在可以預(yù)先使構(gòu)件形成預(yù)拱，構(gòu)件在荷載作用下產(chǎn)生的撓度因此會(huì)減小，避免構(gòu)件因變形過大而失去穩(wěn)定性。

2.3 省材料，自重輕

由于構(gòu)件采用高強(qiáng)度材料，因此減少了構(gòu)件的鋼筋用量和截面尺寸，從而節(jié)省鋼材與混凝土，降低結(jié)構(gòu)自重，尤其是對(duì)大跨度和重荷載結(jié)構(gòu)有著明顯的優(yōu)越性。

2.4 抗?jié)B性好

影響混凝土抗?jié)B的根本因素是孔隙率和孔隙特征，混凝土的孔隙率越低，連通孔越少，抗?jié)B性越好。由于預(yù)應(yīng)力構(gòu)件對(duì)混凝土質(zhì)量和施工過程要求嚴(yán)格，混凝土自身勻質(zhì)性好，收縮和徐變小，施工過程中振動(dòng)到位，可以有效地減少混凝土孔隙率，從而保證了結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性。

3. 預(yù)應(yīng)力混凝土在路橋施工中的應(yīng)用

3.1 預(yù)應(yīng)力技術(shù)運(yùn)用于路橋混凝土構(gòu)件

混凝土作為建設(shè)工程的基本材料，在工程建設(shè)當(dāng)中占有非常重要的地位，路橋工程亦是如此，受其基本特性的要求，往往需要大體積或大跨徑的混凝土構(gòu)件，由于受外部環(huán)境與結(jié)構(gòu)自身等因素的影響，這些大體積或大跨徑混凝土構(gòu)件較之一般構(gòu)件更容易產(chǎn)生裂縫，裂縫的出現(xiàn)將對(duì)構(gòu)件甚至整個(gè)工程的質(zhì)量帶來嚴(yán)重的影響，混凝土構(gòu)件施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用，可以有效地阻止或推遲大體積構(gòu)件的裂縫產(chǎn)生。路橋施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用就是在混凝土結(jié)構(gòu)使用前，預(yù)先對(duì)構(gòu)件施加一定的作用力，通過預(yù)應(yīng)力筋自身具備的回縮性能，使構(gòu)件在使用過程中的受拉區(qū)預(yù)先受到預(yù)應(yīng)力筋對(duì)其施加的壓力，從而抵消構(gòu)件在使用過程中外部荷載對(duì)其作用所產(chǎn)生的一部分拉力，進(jìn)而減少混凝土構(gòu)件裂縫病害的出現(xiàn)，以此來延長結(jié)構(gòu)的使用壽命。

3.2 預(yù)應(yīng)力技術(shù)運(yùn)用于路橋面結(jié)構(gòu)

路橋面作為直接承受荷載作用的部位，受壓強(qiáng)度是其最重要的指標(biāo)之一，直接影響著行車安全與舒適性。近年來，路橋施工中逐漸興起并廣泛普及橋面結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)，該技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)路橋面的有效保護(hù)，更將我國路橋面施工水平帶到了一個(gè)新的高度；其技術(shù)的原理主要是通過對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋的有效配置使鋼筋與路面混凝土形成一定作用的約束，使兩者更為緊密地結(jié)合在一起，從而達(dá)到提升路橋面施工質(zhì)量和延緩或消除裂縫出現(xiàn)的目的；路橋面預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用，前期必須研究其理論知識(shí)，計(jì)算施工數(shù)據(jù)（必要時(shí)進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)），對(duì)行車荷載、氣候和施工環(huán)境等影響路橋面混凝土變形的因素進(jìn)行深入的研究，得出最合理、最恰當(dāng)?shù)念A(yù)應(yīng)力需求，以此標(biāo)準(zhǔn)作為實(shí)際施工中的技術(shù)依據(jù)，合理施加預(yù)應(yīng)力，避免路橋面混凝土裂縫的產(chǎn)生。

3.3 預(yù)應(yīng)力技術(shù)運(yùn)用于路橋加固

隨著時(shí)間的推移，道路橋梁在運(yùn)營過程中難免會(huì)產(chǎn)生一些病害，或是由于路橋的現(xiàn)行荷載超出起初的設(shè)計(jì)參考荷載，這時(shí)候就需要對(duì)其進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)。路橋加固的目的是保證道路橋梁的使用安全和延長其使用壽命，是路橋養(yǎng)護(hù)階段的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，其措施主要是對(duì)結(jié)構(gòu)的承重部位的使用性能進(jìn)行改善和補(bǔ)強(qiáng)，增加構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度，提升構(gòu)件的承重能力，從而滿足現(xiàn)代交通的需求。預(yù)應(yīng)力技術(shù)對(duì)于路橋加固的應(yīng)用，能夠有效增強(qiáng)構(gòu)件的承載能力，達(dá)到從整體上改善路橋結(jié)構(gòu)性能的目的，除此之外，預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)還運(yùn)用于對(duì)道路橋梁薄弱構(gòu)件的加固，可有效地避免薄弱構(gòu)件的損壞。

到目前，預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)因其經(jīng)濟(jì)合理、效果明顯等特點(diǎn)受到了建筑行業(yè)的廣泛認(rèn)可，得到了建造者們越來越多的運(yùn)用。

4. 預(yù)應(yīng)力混凝土在路橋施工中的技術(shù)要點(diǎn)

預(yù)應(yīng)力混凝土作為路橋施工中的技術(shù)要點(diǎn)，其質(zhì)量控制的好壞直接影響著整個(gè)結(jié)構(gòu)的受力安全，因此，控制好預(yù)應(yīng)力混凝土施工技術(shù)，是路橋工程建設(shè)的重中之重的任務(wù)。

4.1 預(yù)應(yīng)力混凝土的材料選擇

預(yù)應(yīng)力混凝土受其結(jié)構(gòu)特性的要求，混凝土的選擇應(yīng)具有高強(qiáng)度、低收縮、緩凝早強(qiáng)等特點(diǎn)，同時(shí)隨著混凝土技術(shù)的不斷發(fā)展，工業(yè)化學(xué)產(chǎn)品的摻入，更好地滿足了混凝土的施工需求，如緩凝劑、早強(qiáng)劑、膨脹劑等一些外加劑，但必須注意的是，外加劑用量需根據(jù)施工要求通過試驗(yàn)確定，不得隨意摻和；另外，預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)中所需的預(yù)應(yīng)力筋、錨具、夾具和管道材料的性能和質(zhì)量，應(yīng)符合現(xiàn)行國家的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，材料進(jìn)場外觀檢驗(yàn)合格后，需現(xiàn)場取樣進(jìn)行復(fù)檢，確認(rèn)合格后，方可使用。

4.2 預(yù)應(yīng)力混凝土施工技術(shù)方案的選擇

施工技術(shù)方案是施工組織設(shè)計(jì)的核心，預(yù)應(yīng)力工程施工前，首先應(yīng)編制合理的施工方案，施工方案的編制應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況和設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行多方案比選確定，對(duì)于工程重要部位或存在安全隱患的施工過程，應(yīng)進(jìn)行專家會(huì)議論證，并結(jié)合論證結(jié)果編制施工技術(shù)方案。施工技術(shù)方案的確定還需考慮施工單位的技術(shù)能力和經(jīng)濟(jì)安全性，選擇技術(shù)成熟，經(jīng)濟(jì)合理，安全可行的方法進(jìn)行施工，比如預(yù)應(yīng)力張拉過程，施工單位應(yīng)結(jié)合自身能力，合理選擇后張法或先張法，確保工程順利進(jìn)行。

4.3 預(yù)應(yīng)力混凝土施工隊(duì)伍的選擇

施工隊(duì)伍的選擇應(yīng)采取招投標(biāo)的方式進(jìn)行確定，選擇過程中需審查投標(biāo)單位的企業(yè)資質(zhì)和該企業(yè)從事本類工程的業(yè)績與工作經(jīng)驗(yàn)，履約情況是否良好，不符合工程要求的不能使用；施工過程中操作人員必須持證上崗，并根據(jù)本工程情況進(jìn)行崗前培訓(xùn)，確保施工工期和操作質(zhì)量。

5. 預(yù)應(yīng)力混凝土在路橋施工中的常見問題與處理措施

預(yù)應(yīng)力混凝土施工因其技術(shù)復(fù)雜，實(shí)際操作難度大，施工中往往會(huì)出現(xiàn)一些問題，其中最為常見的是后張法施工中預(yù)應(yīng)力管道堵塞，導(dǎo)致后期施工中預(yù)應(yīng)力筋無法正常穿過，其不緊會(huì)影響施工工期，還會(huì)對(duì)施工質(zhì)量帶來一定的缺陷。因此在施工過程中首先應(yīng)準(zhǔn)確安裝預(yù)應(yīng)力管道，保證其線性良好；其次確保管道密封性良好，防止混凝土澆筑過程中漏漿；最后是混凝土澆筑時(shí)注意管道保護(hù)，避免因混凝土振搗導(dǎo)致管道破裂漏漿堵塞。

結(jié)語

如今，預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)已成為現(xiàn)代路橋建設(shè)中不可分割的一部分，其施工技術(shù)也越來越成熟，不僅提升了路橋施工質(zhì)量，而且延長了路橋的使用壽命，降低了工程的施工成本；但同時(shí)受各種主觀因素的影響，預(yù)應(yīng)力混凝土施工過程仍舊存在著許多問題，嚴(yán)重影響著其技術(shù)的運(yùn)用與發(fā)展，這就要求我們在施工過程中規(guī)范施工技術(shù)，提高自身技術(shù)水平和質(zhì)量意識(shí)，從而為我國道路橋梁建設(shè)工程的質(zhì)量提供保障，增強(qiáng)建設(shè)企業(yè)的市場競爭力。

參考文獻(xiàn)

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中圖分類號(hào)：U44

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