预应力技术在路桥工程中的应用解析

2017-12-23李中一郝纪栋聊城市公路工程总公司第一工程处

大陆桥视野 2017年18期

姜伟李中一郝纪栋/聊城市公路工程总公司第一工程处

预应力技术在路桥工程中的应用解析

姜伟李中一郝纪栋/聊城市公路工程总公司第一工程处

将预应力技术应用于公路桥梁工程中具有很多不可替代的优势，预应力混凝土能够克服传统混凝土易断裂的问题，提高工程的安全性和稳定性，也为满足人们对各种类型建筑的需求提供了技术支撑。但是预应力技术施工过程专业性强、工艺复杂，因此对施工过程技术要求较高。今后应当把握关键环节的质量控制、明确每道施工流程，从而保证公路桥梁工程的质量和使用寿命，推进我国建筑工程事业的深远发展。本文笔者根据工作实践经验对预应力技术在路桥工程中的应用进行了分析探讨。

预应力技术；路桥工程；应用

前言

通过对公路桥梁施工进行研究可以发现，在以往的公路桥梁施工中预应力技术的融入时间并不长，其能效发挥也会受到一定程度的限制，但是在人们需求方向发生改变的环境下，对工程应用技术也提出了更高的要求，尤其是在经济技术发展的当今时代，预应力技术的高效应用也就显得至关重要，技术水平的相对提升，也进一步带动了预应力技术的拓展性应用进程，这就使得该项技术在工程中获得了较为广泛的应用，无论是操作流程中的任何一个环节，其体系的建立都处于优化完善阶段。

一、公路桥梁施工中预应力的应用

预应力实际上就是预加在施工主体上的应力，其作用主要是为了优化结构框架，使其更加符合稳定性标准，从而尽可能的避免裂缝等问题的发生，因此，预应力技术实际上就是在施工过程中给予工程主体结构以应力支持及稳定性保障。预应力技术所施加的应力之所以能够起到稳定性作用，主要是因为在施工环境下给结构主体施加一个与荷载力值相对应的应力，这样就能在结构内部产生抵消作用，这不仅将负荷程度进行有效削减，更能进一步增强结构部件的稳定性，使其拉力值达到最佳标准，从而为构件整体功能的强化提供基础保障。

（一）预应力在公路桥梁结构中的应用

从当前形势来看，公路桥梁结构大多都是应用钢筋混凝土作为主体材料，虽然混凝土结构本身具有一定的强度特性，但是该种结构对施工要求也是较为严格的，一旦出现偏差，质量问题就会随之发生，其中发生频率最高的就是混凝土结构受损出现裂缝，这在混凝土结构中是较为常见的，并且该类问题基本贯穿于任何形式的混凝土结构中。公路桥梁本身就是由大量钢筋混凝土堆砌而成的，相对的其结构也就缺少稳定性保障，如果裂缝问题发生，造成的不良后果是难以预估的，但是在这一过程中应用预应力技术，就能有效增加结构应力，从而尽可能的避免裂缝问题的发生。当结构稳定性达到预设标准，构件整体性能就会相对提升，这不仅能够为后续公路桥梁的正常使用提供科学保障，更能起到预防裂缝发生的重要作用。通过对其施工流程进行研究可以发现，预应力技术在实际应用过程中首先会工程构件正式投入施工前，将应力施加在混凝土结构中；其次，应力值的控制也是相当重要的，只有确保施加应力在混凝土可承受的拉力极限内，才能为确保钢筋收拉力值都能够处于正常水平，这样会可以在外部荷载力增强的情况下，确保内部应力值始终保持在正常水平，相对的当预应力发挥作用时，拉力就能有效抵消，这就可以降低混凝土结构的拉伸程度，裂缝也就不会产生。

（二）碳纤维片中的应用

由于当前我国经济发展较为快速，这就使得交通压力有所增加，相对的公路桥梁的施工结构也作出了规模化拓展，在这一过程中大跨度的公路桥梁数量也呈现出了一定的上升趋势，这就对构件受弯力提出了更高的承受标准，在此基础上，结构也需要作出适应性调整，这就进一步增加了箱梁的应用频率。但是由于公路桥梁中的钢筋混凝土不仅是结构部件，更是拉力承载的关键区域，尤其是土梁部位，无论是拉应力还是受压部位，其应力值都存在较大区间，因此为了确保桥梁结构能够与受弯需求值高度相符，施工难度及成本都会有所增加。为了进一步简化施工流程，将成本控制在最小范围内，就需要根据施工特点采取有针对性的技术措施。在实际应用过程中碳纤维片粘贴法就能够解决上述问题，其作用发挥主要体现在对混凝土梁做出加固性保护措施，在这一过程中之所以能够达到加固标准，主要是因为碳纤维材料本身就具有较为明显的强度优势，在施工流程中并不会对工艺手段及施工技术提出过高要求，因此其应用范围也处于不断拓展阶段，尤其是将碳纤维片与预应力进行有机结合后，其优势特点也更加显著，这就能够为公路桥梁钢筋混凝土梁性能的稳定性提升夯实基础。

二、预应力施工中的主要问题

（一）预应力筋的定位

预应力筋数量严格按设计要求铺设，保证位置准确，平面顺直，互不扭绞。张拉端设置时，应保证预应力筋与锚板垂直，承压板安装好后须固定牢固，防止混凝土浇筑时移位。当在预应力筋位置遇有施工洞及预留洞口时，预应力筋的位置不断也不绕，可离洞口边30mm并束布置。根据曲线预应力筋的坐标位置，核对与非预应力筋的相关性，发现预应力筋与非预应力筋或其他布管（如电线管等）发生冲突时，经分析确定优先保证预应力筋的铺设，将普通钢筋位置移动，确保预应力管道位置正确，但禁止将钢筋截断，实际施工中有两个部位钢筋移位较大，采用同型号井字钢筋加固。然后按照确认的曲线坐标制作、布筋。开始帮扎钢筋前，在垫层上放出墙边线和钢筋位置，根据钢筋的重叠顺序，将纵横钢筋、封闭箍筋依次就位，按设计的钢绞线在梁内的位置，将专用支架牢固焊接在梁内箍筋上，并在钢筋笼中布置专用托轮若干，将绞线束由一端牵引、另一端传送，缓慢输送到位。牵引穿铺中不得损伤护套，顺次安放在专用支架的U形卡内，随即将U形卡扳成形，将绞线牢固固定。然后安装承压板，螺旋筋等，必须保证梁端40cm内绞线束与梁轴线平行。穿入预应力筋后再将上层钢筋依次就位，严格校对位置，固定牢固。

（二）真空灌浆后张预应力

混凝土结构中，预应力筋的防腐蚀问题及与结构混凝土的共同工作问题是通过压力灌浆充满预应力筋预埋孔道和预应力筋之间的空隙予以解决的，当后张预应力筋处于非水平的倾斜状态、多跨度弯曲状态时，水泥浆的泌水蒸发后形成无水泥浆存在的空间，使该处的预应力筋失去保护。而预应力筋在高应力（现代预应力结构中，预应力筋的应力通常在1000MPa以上）状态下对腐蚀损坏相当敏感（即应力腐蚀），造成预应力筋的腐蚀部位断面缺损，影响预应力混凝土结构的安全和耐久性。因此，灌装质量的好坏直接影响到预应力筋的防腐蚀性能、预应力构筑物的安全性能和耐久性能。所以在预应力孔道灌浆施工中，针对质量问题：孔道中水泥浆未充满，有空隙；水泥浆体硬化后收缩与孔道壁分离；水泥浆硬化后强度不满足规范要求进行重点解决。如果预应力筋部分是多波超长曲线，为确保灌浆的质量，保证其密实度，实际施工中对超过40m的多波预应力筋采用了真空灌浆，取得了很好的效果。