预应力技术在公路桥梁施工中的应用分析

2020-11-26张德鹏

商品与质量 2020年5期

张德鹏

甘肃路优工程咨询有限公司甘肃兰州 730000

在公路桥梁工程建设中应用预应力技术大大降低了混凝土、钢材等建筑材料的投入，减轻了公路桥梁自重、降低了公路桥梁结构截面尺寸。由此可见，在公路桥梁工程建设过程中合理应用预应力技术有着良好的经济性，而且还可延长公路桥梁工程使用年限，提升公路桥梁工程整体性能。

1 公路桥梁施工过程中预应力技术的具体应用

1.1 工程准备阶段的应用

在公路桥梁预应力技术应用中，首先需要先准备好预应力材料，所有材料都需要根据工程标准要求进行，主要分为绞线、压浆料以及配套锚具三个部分。并严格根据工程设计图纸做好计算工作，包括锚具的类型、型号以及钢绞线的截面积等；其次，准备好相应机械设备，比如张拉压浆设备，预应力张拉后必须要及时进行压浆，通过压浆操作有利于提升公路桥梁的整体水平。因此在预应力张拉工作开始前就需要先将设备准备到位[1]。

1.2 在多跨桥梁工程中的应用

在我国公路桥梁工程施工过程中，大型工程结构十分复杂。特别是多跨桥梁，桥梁的不同位置能够承载的弯矩作用不同。多跨桥梁的跨中的位置会受到正弯矩的作用，即桥梁的下半部分会被拉伸，则其支座上侧的位置会被拉伸，承受负弯矩作用。混凝土的抗拉伸能力和受剪能力较差，无法满足大型桥梁的质量要求。

1.3 预应力在混凝土空心板中的应用

混凝土空心板是公路桥梁工程项目建设中最常使用到的建筑材料，这种混凝土空心板具有多到圆孔特点，这使得混凝土空心板自身质量大幅度降低，使其安装和运输难度大幅度降低，在小跨径公路桥梁工程项目建设过程中有着良好的应用效果，而且在此方面的应用较为广泛。如果处于公路桥梁跨径小于一定尺度的条件下，那么通过先张法对低松弛度的钢绞线进行单根张拉，或者是通过使用后张法，在此过程中所采用的是扁锚中等张拉吨位，通过这两种方式能够有效的降低压力，在一定程度上能够防止一系列问题的产生。

1.4 在受弯构件的应用

和普通结构相比，碳纤维结构的强度更好，而且施工工艺也比较简单，因此，在具体施工中，可大规模采用粘贴碳纤维片材，从而达到加固再钢筋混凝土受弯构件的作用，在公路桥梁施工中也到了广泛应用。但受完构件普遍初始内力，也是导致混凝土内部发生压应力和拉应力的主要原因。比如：在具体施工中，如果构件的承载力达到最大值时，混凝土的压变值达到了最大极限压应变长，此状态就是受弯构件加固的最大承载力。混凝土应变增量和碳纤维片材的最终应力值之间具有密切联系。促使应变值和受弯构件被破坏时碳纤维片材的引力子成反比，因此，为保证碳纤维片材本身具有良好初始拉应力，那么在粘贴碳纤维片材时需要提前施加预应力，片材的预应力值，避免钢筋混凝土构件发生破坏，保证桥梁工程整体结构的稳定性[2]。

1.5 预应力在混凝土箱梁中的应用

混凝土箱梁又分为预制箱梁和现浇箱梁两种，这两种混凝土箱梁在不同结构中的应用有着不同的效果，并发挥着不同的作用。若混凝土箱梁跨径达到40～60m的范围，则在对其配置钢绞线的过程中需要从横向和纵向入手，若混凝土箱梁跨超过60m，则需要使用变截面箱梁，从而使混凝土箱力度效果发挥到最大化。

1.6 合理选择钢绞线和锚具

为选择出合适的钢绞线要高度重视以下几方面：第一，充分考虑钢绞线的性能参数，包括：表面状态、几何参数、伸长率、松散性等。第二，全面检测钢绞线的各项标准是否符合设计要求，包括：钢绞线的断破荷载、品种规格、松弛性、尺寸公差等。在预应力锚具选择要高度重视以下两个方面：第一，如果选择了机械锚固，则在预应力钢材端部形成一个锚定条件，为锚固操作提供良好的环境。通常情况下，只有选择集束型高强度钢筋时才选择此种锚具，或者同时使用多根钢绞线也多采用此种锚具。机械锚具最大优势是预应力损失比较小，连接操作也比较简单快捷，重复张拉要在混凝土灌浆之前完成。第二，楔形锚具，和机械锚具相比，此类锚具最大的优势是锚力比较大、钢绞线穿束比较方便，可选择的种类比较多。但与应力损失比较严重，无法实现重复张拉[3]。

2 预应力技术应用的注意事项

第一，在预应力拆模后，必须要及时封闭锚垫板口，防止在养护的过程中人员的误进或者杂物等进入预留孔道。第二，严格按照钢绞线的规格选择夹片和工作锚，并利用 Φ20钢管对工作夹片进行打平和夹紧。第三，在使用工作锚、千斤顶以及锚垫板的过程中需要保证这些物体同心，同时三者间必须要保持垂直。第四，在张拉完成后必须要密切观察锚垫板与工作锚的连接，保证二者间粘合的紧密性，如果出现异常需要及时停止张拉，并及时调整工作状态。第五，如果单束张拉完成，必须要做好对伸长量的校对以及测量工作，提升实际生产量，并将计算的误差值控制在6%以内，在合格后持续2分钟再对工作锚进行固定。如果实际的伸长值大于6%，必须要立即停止拉伸，并查找计算误差的影响因素，同时及时排除。第六，单束张拉结束后还需要对夹片顶面的平齐性进行检查，并查看其中是否存在断丝或者滑丝的情况，如果没有问题的情况下再对下一束钢丝的张力情况进行检查。第七，张拉工作完成后，必须及时进行压浆，时间间隔需要控制在24个小时之内。