道路橋梁施工中的預應力技術分析

陶坡

中交路橋華南工程有限公司 廣東中山 528400

隨著道路建設的發(fā)展，不斷涌現(xiàn)出新工藝、新技術和新材料，促進城市交通網(wǎng)絡體系的建設，推動我國交通業(yè)的持續(xù)發(fā)展。在道路橋梁施工中，預應力技術應用廣泛，這是因為預應力技術的應用優(yōu)勢比較明顯，可以增強道路橋梁結構的承載力，使得道路橋梁結構更加穩(wěn)定，延長道路橋梁的運行年限，進而實現(xiàn)道路橋梁工程綜合質(zhì)量的提升。對此，在道路橋梁施工中，根據(jù)工程情況，要引入預應力技術，創(chuàng)新施工工藝，發(fā)揮出 預應力技術的作用，達到道路橋梁施工的最佳效果。在這樣的環(huán)境背景下，探究道路橋梁施工中的預應力技術具有非常重要的現(xiàn)實意義。

1 工程概況

某平下臥夾過境線道路工程西延線道路工程施工，道路全長約1．5km，包括新建道路長度約為850m，路基寬8．5m，道路工程采用瀝青混凝土路面；新建橋梁1 座，長度約為120m，舊路整治段的長度約為400m。本次道路工程施工采用預應力技術，下面圍繞預應力技術的應用展開討論。

2 預應力技術的應用原理

在西延線道路橋梁工程中，項目在使用中會受到多種應力載荷，這是造成道路橋梁使用磨損的根源，會縮短道路橋梁的使用壽命，不利于使用質(zhì)量的提升。為了延長道路橋梁的使用壽命，要盡可能控制這部分應力，在道路橋梁施工中加設人為壓力，使得人為壓力和道路橋梁自有應力相抵消，使得道路橋梁保持受力平衡。從這一角度上看，預應力技術主要是在道路橋梁施工中加設部分荷載，抵消道路橋梁的自有應力，相互抵消后，減少道路橋梁工程的使用荷載。在預應力技術應用中，可以有效增加道路橋梁結構的安全性和穩(wěn)定性，控制其應力破壞和應力消耗，提高道路橋梁工程的綜合質(zhì)量，為人們的出行安全提供保障。除此之外，在道路橋梁施工中運用預應力技術，除了控制道路橋梁的應力影響之外，還強化道路橋梁的使用性能，節(jié)省原材料的用量，控制施工成本，其操作過程不復雜，進而達到最佳的經(jīng)濟效益。

3 預應力技術在道路橋梁施工中的應用途徑

3.1 路橋鋼筋混凝土結構

西延線道路橋梁鋼筋混凝土結構中，混凝土裂縫問題是比較常見的質(zhì)量缺陷問題，已經(jīng)成為道路橋梁工程的質(zhì)量通病。為了有效預防鋼筋混凝土結構施工中的裂縫問題，在施工中引入預應力技術，預防鋼筋混凝土結構和相關構件的早起裂縫，應用效果顯著。在鋼筋混凝土結構和相關構件加載前，對受拉區(qū)混凝土結構預先施加載荷，這種載荷壓力要控制在混凝土受拉力范圍內(nèi)，實施鋼筋張拉，利用鋼筋自有回縮力，讓混凝土受拉區(qū)預先承受鋼筋的回縮力產(chǎn)生的壓力，鋼筋混凝土結構和相關構件會受到外部荷載，產(chǎn)生張拉力，抵消鋼筋混凝土結構中的自有預壓力，控制混凝土結構的伸長，防止混凝土裂縫的發(fā)生。

3.2 預應力碳纖維片

西延線道路橋梁工程跨度較大，所以對構件受彎能力具有較高的要求，受彎結構采用大型鋼筋混凝土T 型梁、箱梁，由于鋼筋混凝土T 梁或是箱梁受拉區(qū)的拉應力較大，增加了受壓區(qū)混凝土的所受載荷，要想混凝土結構和相關構件受彎能力符合工程設計標準，施工成本高，且工藝復雜。引入碳纖維片粘貼方式進行鋼筋混凝土T 梁或箱梁的加固處理，通過碳纖維自身高度，工藝過程比較簡單，這種工藝方式應用廣泛。隨著碳纖維片施工技術的升級，在碳纖維片中加入預應力技術，可以發(fā)揮出碳纖維片的作用，提高道路橋梁的綜合使用性能。通過預應力技術的引入，也讓碳纖維片施工工藝應用廣泛，用于道路橋梁加固處理，提高道路橋梁結構的穩(wěn)定性。

3.3 混凝土路面工程

混凝土路面工程是道路橋梁施工中的重要內(nèi)容，應用原理和鋼筋混凝土結構工程中十分相似，主要是利用預應力鋼筋配置，約束混凝土路面拉張力，緩解和預防混凝土路面的裂縫問題。在西延線混凝土路面預應力施工前，技術人員要正確認識到預應力技術的作用，加強前期考察調(diào)研工作，分析附近交通負荷和車流量特征，明確溫度和適度條件變化情況，掌握引發(fā)路面混凝土板摩擦的根源，以此為依據(jù)，合理設置預應力，提高混凝土路面施工的合理性科學性，加設縱向預應力，抵消混凝土路面橫向收縮力，防止混凝土路面裂縫的生成，提高路面結構的穩(wěn)定性和使用性能。

3.4 路橋加固施工

由于西延線橋梁結構受損，已經(jīng)無法滿足安全使用要求，需要對該橋梁結構進行加固維修處理，改善橋梁結構使用性能，提高其承載力和強度，進而使其結構性能符合使用要求。在實際加固施工中，有兩種常見加固方式，一是改變構件預應力，加強構件預應力，提高拉應力，提高構件的承載力，實現(xiàn)道路橋梁的加固；二是設置體外預應力，屬于一種后張預應力，多用于高強度鋼筋、型鋼構件中，在被加固構件中設置拉桿和撐桿，受拉構件加固， 加強構件承載力和截面剛度，在加固完成后，構件抗裂能力也會提高。在施工中，無論是哪種加固方式，都是將預應力從外部鋼筋端部傳送到內(nèi)部混凝土中，減少橋梁的自重，控制預應力損失。同時，加固中要重視模板加固，在原有箱梁基礎內(nèi)側進行混凝土澆筑，澆筑厚度達到20cm，加固腹板會形成豎向預應力，標準強度可達到800MPa，加固效果明顯。

4 道路橋梁預應力施工中的常見問題與解決方案

4.1 波紋管堵塞

西延線道路橋梁預應力施工中，預應力筋孔道以波紋管為主，這是因為波紋管制作簡單，便于施工，應用時摩擦阻力小。但在實際應用中，使用較差的鋼材材質(zhì)進行波紋管制作，使得波紋管管壁不均勻，降低波紋管的強度與剛度，無法達到工程設計標準。這種材質(zhì)的波紋管在使用中，很容易發(fā)生破損，特別是混凝土澆筑中，泥漿會停留在孔道而發(fā)生堵塞，后續(xù)預應力鋼筋不能穿透，增加施工難度。對此，為了發(fā)揮出波紋管的作用，在波紋管制作過程中，要檢查波紋管制作中的鋼材材質(zhì)，使得波紋管質(zhì)量符合生產(chǎn)標準，在混凝土澆筑過程中，設置波紋管保護措施，一旦發(fā)生波紋管堵塞問題，要通過預應力筋曲線坐標，標注出灌漿孔道堵塞位置，通過沖擊鉆來鉆通堵塞區(qū)域，清除堵塞物，進而保證預應力筋的穿插，提高施工質(zhì)量。

4.2 預應力筋束斷絲

西延線道路橋梁預應力施工中，預應力筋接觸到油污或是水泥等污染物后，很容易發(fā)生銹蝕問題，再加上工作夾片尺寸偏差過大，使得工作夾片中的絲發(fā)生銹蝕，預應力筋束交叉重疊時，由于鋼絞線張拉力大，很容易發(fā)生預應力筋束斷絲問題。對此，一旦出現(xiàn)預應力筋束斷絲問題，施工人員要結合斷絲情況，制定針對性解決方案，修正和改善斷絲問題，若斷絲筋束少且在工程設計標準范圍內(nèi)，施工人員可以嘗試進行張拉，不會影響施工質(zhì)量；若斷絲筋束多，施工人員要及時更換鋼絞線，之后再嘗試重新張拉，保證施工質(zhì)量。

4.3 預應力結構裂縫

由于西延線項目所受應力超過構件承受范圍，會造成預應力結構裂縫問題。特別是在鋼筋混凝土結構中，會因為干縮問題和溫差問題，在預應力結構實施張拉前，已經(jīng)發(fā)生裂縫問題，影響施工質(zhì)量。對此，施工人員要在施工過程中，加強對預應力結構的監(jiān)督和保護，在混凝土表面定期進行灑水措施，通過水蒸氣蒸發(fā)作用帶走內(nèi)部溫度，防止內(nèi)外溫差過大而造成溫差收縮裂縫。通過灑水的方式保證混凝土結構處于濕潤狀態(tài)，有效防止干縮裂縫問題，還可以覆蓋一層草簾，達到保溫效果。

4.4 張拉應力控制不當

在道路橋梁施工中，施工人員需要對預應力和張拉筋伸長量進行有效控制，通過張拉力的控制， 測量其伸長量，以此實現(xiàn)張拉力的校核。從此可以看出，張拉力要借助計量的方式進行確定，而施工中，一些施工人員沒有對千斤頂進行計量，直接開展張拉環(huán)節(jié)，造成的誤差較大，再加上張拉操作不到位，增加計算誤差。由于預應力筋束張拉過程中，每束張拉力數(shù)值有所差異，一旦張拉力數(shù)值發(fā)生改變，就會影響預應力伸長值，進而造成較大的施工偏差。對此，要加強對張拉施工人員的培訓工作，不斷提高其技能水平，使其在張拉過程中可以嚴格按照相關規(guī)范進行操作，避免人為失誤的發(fā)生；在千斤頂使用前，施工人員要標注計量，預應力筋束張拉過程中，計算張拉力大小，保證計算數(shù)值的準確性，提高施工質(zhì)量。

5 結語

綜上所述，在西延線道路橋梁施工中，將預應力技術應用到路橋鋼筋混凝土結構、預應力碳纖維片、混凝土路面工程、路橋加固施工等領域中，分析施工中常見的波紋管堵塞、預應力筋束斷絲、預應力結構裂縫、張拉應力控制不當?shù)瘸Ｒ妴栴}，制定針對性解決方案，規(guī)避各類問題的發(fā)生，發(fā)揮出預應力技術的作用和價值，進而提高道路橋梁施工的綜合水平。