预应力混凝土在路桥施工中的应用

2023-01-21游俊

建材与装饰 2023年1期

游俊

（广东华路交通科技有限公司，广东广州 510655）

1 预应力混凝土后张拉工艺概述

预应力混凝土后张拉式技术，一般是指混凝土结构在接受负荷条件时，通过采用高强度钢筋对混凝土结构的内承力部分加施压应力，借以保证钢混结构能够一直胜任这种内应力条件，进而实现了增强钢筋大直径混凝土结构超强耐久承荷功能的一项技术。通过提前加施内部应力，还可以部分抵消结构整体所受到的在建设期不平衡压力，从而降低了鹿侨施工操作中或者成桥后结构出现裂纹的可能性。而预应力混凝土后张拉式技术则能够使路桥混凝土构件体的最大承拉储力高达0.1～0.15mm/m，该值约为一般钢筋构件承拉储力的4～8倍。只有当混凝土结构体所承受的拉力和负荷均大于其设计应力范围时，相关构件体才可能出现裂缝病害[1]。也正是由于混凝土预应力后张拉技术的高功效特性，该技术时下也正被日益广泛运用到我国的路桥工程施工领域。

2 预应力技术特点分析

2.1 预应力技术的使用功能

在实际的施工过程中，必须选用最优质的材料，在减少经济成本的同时，又实现了较好的建筑效益。也因此，要求将建筑材料的使用量与构件直径比例不断降低，使桥梁的高度可以适当地进行减小，从而提高了预应力技术的使用效益。当前，由于我国的土地资源已经相当紧缺，因此必须在节省土地资源的同时，达到最高的投资效益。所以，通过合理地运用预应力技术可以使立交桥的宽度得以明显的减小，在将引道宽度减少的基础上，可以降低建筑的占地面积，使建设成本控制在合理的范围之内[2]。

2.2 桥梁受力分析

在设计桥梁的时候，就必须对当前的城市规划、地下管道的布设等现实情况做出更细致的分析和把控，并在此基础上提高了桥梁的应用功能。在设计大桥承载力结构的过程中，必须对各设计节点的数据做出准确的掌握，在综合分析数据的基础上，编制出更加详细的设计方案，使大桥的整体承载力结构系统得以进一步地完善，增加大桥的整体受力能量[3]。

2.3 桥梁耐久性

采用水泥施工技术的路桥施工中，优质的水泥和钢筋都是至关重要的基础材料，因此需要根据相应的技术规范和要求，对基础建筑材料的型式、成分、颜色等进行仔细审核，以确保基础建筑材料的品质符合实际的施工要求，在具体的路桥施工运营中，确保基础建筑材料可以使桥梁的耐磨性、抗渗性、抗压力得以有效增加，并且可以使混凝土的缝隙面积显著减小，使酸、碱、盐等对桥面的侵蚀程度减至最低，进而增加了桥面的稳固度，使桥面的使用期限得以合理提高，从而带来了更大的经济效益。

3 路桥施工中引入预应力混凝土技术的作用

3.1 强大的使用功能

预应力混凝土施工技术与传统水泥浇筑技术比较，在钢材、混凝土等建筑材料的用量上可以降低许多，进而预应力结构的断面体积和自重也相应降低，路桥施工的设计困难也相应减小。同时，预应力混凝土技术也克服了传统混凝土结构在裂缝方面的缺陷，大大增强了混凝土的实用性功能，从而有效降低了路桥发生的概率，也提高了路桥施工的耐久性[4]。

3.2 提升路桥工程的受力

路桥建设工程方案在可行性研究阶段，施工人员不但要充分考虑其运营中的实用性功能，同时还要充分考虑对城市建设计划和地下管线等方方面面的影响作用。因此，路桥建筑架构设计时要根据施工地段的综合状况加以考量。从城市规划来看路桥工程项目建设困难，在我国城市规划中，一般规定路桥工程项目不但要具备荷载能力，而且还必须尽量地节省空间占用。因此，路桥项目建设难点也比较大。

4 道路桥梁施工中预应力混凝土存在的一些问题

4.1 道路桥梁施工中预应力混凝土当中的裂缝问题

其实在具体的道路桥梁施工当中，往往会出现预应力混凝土在张拉中的裂缝。这样的裂缝现象通常是无法避免出现的，但是有着裂缝的混凝土往往会存在结构性能比较差、耐久性不够的现象。那么出现裂缝主要是由于以下两种因素：①荷载导致的构件承载力不充足。这样的裂缝往往被称作结构性的裂缝；②裂缝便是非结构性的裂缝，这种裂缝的产生是由于变形、温度差或者是地基不够均匀等[5]。

4.2 波纹管的堵塞问题

对于波纹管的堵塞问题而言，会导致张拉预应力的钢绞线过于长而与计算值有着比较大的差别，这样会让道路桥梁施工有着许多问题，也为施工人员带来了许多困难。但是波纹管的堵塞其实就是因为道路桥梁施工单位缺乏规范性的施工安装，从而导致套管的接头出现松动的或者弯曲的现象，还可能是因为混凝土再浇筑的过程中，会出现操作性的失误，最终会使得波纹管有着破损，从而诱发水泥浆进入波纹管而堵塞管道。

4.3 预应力混凝土时间过长而出现张拉工艺的问题

现阶段，我国在进行比较大跨度的预应力浇筑时，往往会应用张拉式的流程，这种工艺流程往往需要借助钢绞线拉紧时的拉力。如果孔道在比较长的时候，就要跨过更多道箱梁横隔板。不过，孔道的具体摩擦阻力就需要经过实验才可以确定。此外，在跨中的过程中要是承载能力不够高，截面就会有裂缝，依照有关的规定，其跨度要是高于30m，预应力的桥梁就需要应用张拉的工艺流程。不过，现阶段我国大多数道路桥梁施工大都采用单端的张拉模式，不过这种工艺流程比较耗时，而且连接的位置无法进行连接，从而出现裂纹的现象。

4.4 在道路桥梁建设过程中工作人员的专业素质不够高

道路桥梁施工过程需要一定的技术指导才能够使得最终结果更加准确完善，有很多企业为了更快地获得更多利益，所以对于专业人员的选取过于草率，技术根本不过关。这就会对道路桥梁施工过程造成很多不好的影响。不仅对道路桥梁施工有不好的影响，而且影响我国建筑业的发展，影响一个国家的进步，影响一个国家的形象。不能因为节约资金而雇佣一些廉价劳动力，过低的技术水平在道路桥梁施工中作用甚微，非但没有节约资金反而会造成更加恶劣的影响，甚至最终产生的后果是金钱无法弥补的。因此这就需要在工作人员的选取时一定要格外注意，要求一定要严格。

4.5 在道路桥梁建设过程前期制定的方案不够优化

对于道路桥梁建设而言，前期策划以及对方案的优化都是十分重要的。前期设计对于后期结果的影响是很大的，只有具有一个完整的计划和方案，后期的施工过程才会顺利展开。而且设计方案的可行性也是很容易出现问题的一个方面，有些设计方案的技术方面要求很高但是却没有进行实地考察，对于周边环境不是很了解，没有做到因地制宜，这就使得方案看起来很完美无可挑剔，实际上根本无法执行，这都是需要我们注意的。因此在设计方案时需要各方面进行密切的配合并且需要有一定程度的技术指导。在选材方面，工作人员素质方面以及前期方案设计方面都是需要我们注意的地方。只有多方面相互配合，挖掘出预应力的最大价值，会使最终结果臻于完美。

5 道路桥梁施工中预应力混凝土问题的解决方式

相关施工人员在具体进行道路桥梁施工时，一旦其中出现了波纹管堵塞的问题，就需要首先依照着预应力筋的坐标来标注相应的孔道处。与此同时，还应当错过桥梁的主筋处，应用冲击的钻来开孔，紧接着清除一些堵塞的水泥。这样的过程就能够帮助钢绞线较为轻松地穿过波纹管。在张拉过程结束以后，道路桥梁就能够运用更高级别的混凝土进行封堵。其实裂缝问题往往是由于温度的因素，遇到这类问题时施工人员就应当对薄壁的构件进行拆模，再帮助其增加时间，最终可以防止预制的构件与台座之间出现黏结的情况。此外，施工人员在进行张拉的工作时，就应当重视梁端的一些布筋设计，并对一些部分加以合理的考虑，这样不光能够增添钢筋的具体数量，还能够帮助增加锚端的大小。同时，预应的力筋张拉顺序也应当与设计规则相一致，假如设计缺乏详细的规定，就需要选择分层式的对称性张拉。具体张拉的过程中速度要比较缓慢，切忌过快而导致部分的应力比较集中的问题，影响到道路桥梁施工的质量。同时，在浇筑混凝土的过程中，施工人员需要注重其中的规则，要保障好浇筑过程中的质量标准问题。除此之外，施工人员还应当注重钢筋所放置的位置，不应当将其处在比较低的位置，以免出现以后的标高现象，要是模板处的安装足够的牢固，预留的空洞或者卡定应位置都准确时，也与设计要求相符合，这样才可以真正地保障道路桥梁的质量以及安全问题。另外进行严格制度，道路桥梁建设过程中出现问题的重要原因就是奖惩制度不够完善，检查力度不到位，导致人们存在侥幸心理，给我国道路桥梁建设带来了很多隐患。这就需要我国对于道路桥梁施工建设过程的要求更加严格、制度更加完善、要求标准更加明确，加大力度惩罚不合格的企业，并且抽查力度一定要大，对于道路桥梁施工过程中的各方面指标进行及时检查。

6 道路桥梁工程施工中预应力技术的应用要点

6.1 张拉预应力钢束

当预制式箱体的所灌注混凝土构件的整体抗拉强度超过国家规定的标准的时候，就必须停放在一段之间之后方可对箱体构件进行预应力处理。同时所有的工作人员都必须具有良好的专业性，并且在上岗前一定要做好技术考试，在确保考试合格的状况下能上岗。同时张拉千斤顶的既定张拉条件务必要确保满足国家规定的强度，并且标准精度也不得小于国家标准级，同时张拉施工过程中所必须用到的所有相关装置也必须保持完好。根据工程张拉力计算选用最合适的螺旋千斤顶设计，并结合实际情况选定最佳的螺旋千斤顶安设部位。

6.2 预应力张拉施工

当智能张拉系统启动以后，必须有专门技术人员针对整个控制系统的工作状况进行现场监视，当出现情况的时候必须正确的加以调整。当智能张拉施工控制系统发送命令以后，将按照规定的路径传送到智能张拉施工控制系统上来，并通过张拉施工控制系统可以使螺旋千斤顶按照前期规定的流程进行张拉施工的平衡管理，并根据各方面数据对锚栓、螺旋千斤顶和孔洞锚具的布置加以调整，确保三者可以维持在一条线上，抱枕所有的绞线所获得的牵引力有良好的平衡力。张拉施工在操作的时候，必须保持按照顺序渐进的原则，从顶部开始慢慢地进行施压，并且二端的螺旋千斤顶的压强增加的快慢也要保持的同步性，当张拉施工达到了一定程度的时候，就需要对钢绞线上是不是出现了丝滑的问题进行检测，同时还必须对伸长值的实际参考值和给定的参考值之间进行比较，同时也要确保二者之间的偏差保持在规定的范围以内，并且如果发现了异常必须对造成异常的主要原因做出了诊断，并及时采取了合理的办法加以解决，为以后的各项操作的正常进行提供了良好的基础。

6.3 预应力连接施工

在预应力过程施工中，与预应力混凝土的衔接是十分重要的，所以为了要保证接头的材质符合施工设计的规定，施工者一定要严格遵照施工规程要求的方式进行施工，并且在各个施工阶段中都要对接头进行了认真的检测，以保证其没有发生泄漏的情况，并且如果出现情况也要及时地对其加以封堵，同时还要仔细地检查和保护措施，以防止杂质掺入中封堵孔道，从而降低了工程进度的质量。再有是施工时对钢筋的过程实施合理的防护，防止钢筋在安全时遭受伤害。

6.4 预应力混凝土施工

尽管外预应力技术在道路桥梁路面施工过程中应用较为普遍，但它仍然存在着一些的缺点，特别是裂纹问题比较严重。通常情况下，在进行道路桥梁路面施工的期间外预应力技术在使用以前就已经产生了裂纹现象，而裂缝问题在道路桥梁路面的施工过程中也比较常见，且其是在进行施工过程中无法避免的现象。而裂纹现象的产生主要是因为温度变化很大，若相对的减少了温度差异则可以更有效地减少裂纹现象的产生。因此通过在混凝土构件施工阶段采用外预应力技术，就能够在一定程度上降低了裂纹现象的产生。