預應力混凝土在路橋施工中應用

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【摘要】預應力混凝土作為一項新興技術在路橋施工建設中發揮了重要作用，既滿足了路橋建設的現代化需求，又提升了工程的效率和質量，有效控制了成本投入，對路橋施工的現代化發展提供了技術支撐。論文主要就預應力混凝土在路橋施工中的應用進行了分析，介紹了預應力混凝土特點和在施工中的優缺點，指出了路橋預應力混凝土結構施工中的常見問題，并給出了治理策略。

【關鍵詞】預應力混凝土；路橋；施工

1引言

預應力混凝土是近年來在路橋施工建設工程技術方面的創新與發展，有效地彌補了原先鋼筋混凝土施工技術的不足，為國家路橋施工建設提供了新動力。預應力混凝土技術支持下的路橋工程在抗裂性能、承載能力、強度、硬度、耐久度等方面都具有先進性，大大延長了路橋工程的使用壽命。對強化預應力混凝土在路橋施工中的應用具有重要意義。

2預應力混凝土簡介

普通鋼筋混凝土的極限拉伸應變很小，只有0.0001~0.0015。在正常使用條件下，拉伸區內的混凝土會開裂。構件的剛性以及撓度都很小。所以為避免混凝土開裂，抗拉鋼筋的應力只能達到30MPa。對于破裂的部件，當裂縫的寬度限制為0.2~0.3mm時，抗拉鋼筋的應力也就只能達到約200MPa。為了克服普通鋼筋混凝土過早開裂以及鋼筋不能完全發揮作用的問題，對混凝土的使用方法進行了創新，就是將預應力施加到混凝土上。即在結構或構件的拉伸區域中，在鋼筋進行拉伸以后，將鋼筋的拉伸力施加于混凝土上，這樣就能使混凝土因為受到預壓縮應力而產生一定的壓縮形變。當構件受到應力時，首先要通過壓縮變形抵消拉伸區域中混凝土的拉伸變形，然后，隨著外力的加大，混凝土逐漸拉伸，從而延遲了裂紋的產生。預應力混凝土施工技術的目的是提高結構或構件的抗裂度、結構和構件的剛度、充分發揮高強鋼材的作用和把散件拼成整體【1】。

3預應力混凝土結構的施工特點

在進行預應力混凝土結構施工時，不能只考慮片面的影響因素，務必要將施工過程中的結構應力以及現場施工條件都考慮到，然后，根據所有的影響因素選擇最適宜的施工方法。對于大跨度的預應力混凝土連續梁、T形鋼結構以及斜拉橋，通常會選擇運用無支撐懸臂吊籃的施工方法，就是將混凝土放在兩側的平衡懸臂截面上，后段則依靠澆筑段的支撐，每個段都要經過澆筑、張緊以及連續加載（移動吊籃）等過程，并漸漸實現全橋的施工。自舉系統的懸臂施工方法可以使這種橋梁類型的結構性能以及施工特性進行完美融合，并且使二者達到高度協調統一，最主要的是每個斷面都能完全發揮預應力的作用，達到荷載平衡的目的。截面懸臂施工方法就是預應力混凝土橋梁施工技術發展的結果，同時，也是預應力等效荷載視圖的直接體現。它為全球大跨度橋梁的快速發展開辟了一條嶄新的途徑【2】。

4預應力混凝土在路橋施工中的優缺點分析

4.1預應力混凝土在路橋施工中的優點。預應力混凝土在道路和橋梁建設中有許多優點。主要可以概括為以下6點：1）完善使用階段的性能：在拉伸和撓曲構件中充分使用預應力，不僅僅會推遲裂紋的出現時間，還可以降低較高載荷水平下裂紋的擴展寬度。2）減少甚至消除負載下的撓曲：可以在較大的空間中構建大跨度結構。3）增強剪切能力：縱向預應力的應用可以推遲混凝土構件中對角裂縫的產生，增強剪切能力，最主要的是還可以加強卸荷后的恢復能力。一旦消除了混凝土構件上的載荷，預應力將完全封閉裂縫，進而就可以在很大程度上增強結構構件的彈性恢復能力。4）提高抗疲勞性：預應力作用可以減小鋼筋的應力循環幅值，混凝土結構的疲勞損傷通常由鋼筋的疲勞度（而不是混凝土的疲勞度）控制。5）減少結構重量：它可以充分發揮高強度鋼的優勢，用來減少結構重量。在普通的鋼筋混凝土結構中，因裂縫以及撓度的影響，如果運用高強度鋼，則無法完全發揮其強度。6）結構的內力可以調節：預應力筋對混凝土結構的作用被用作反向載荷，以平衡全部以及部分外部載荷，所以，它可以作為一種調節結構的內力以及變形的方法【3】。

4.2預應力混凝土在路橋施工中的缺點。我國對于預應力混凝土技術的使用越來越熟練，預應力混凝土被廣泛應用于各個高等級公路的建設中。但就目前的預應力混凝土結構而言還是不夠完善，依然存在很多缺陷。并且預應力混凝土在使用時工作步驟非常煩瑣，對質量的要求也非常高，所以，對施工人員的專業素質與專業技術的要求也非常高。同時，在進行預應力混凝土施工時還需要應用很多的專業設備，例如，張緊機以及灌漿設備；預應力后拱不太容易控制，并且它與預應力混凝土蠕變是成正比例慣性的，預應力混凝土蠕變程度越大，后拱就越嚴重，甚至會影響結構的使用。最主要的是，因為預應力混凝土要比其他的混凝土價格高，在使用預應力混凝土施工時會增加施工成本。

5路橋預應力混凝土結構施工常見問題及治理策略

5.1波紋管孔道漏漿原因分析及處理。在制作預應力筋孔道時，大多數時候都會選擇運用波紋管進行制作。因為波紋管制作簡單，并且對施工技術的要求并不高，最主要的是在對各個型號的預應力筋束張拉時摩阻力最小。但就我國目前波紋管的制作工藝而言，我國大多數波紋管在制作時都會選擇材質較好的鋼材，并且因為制作技術的欠缺，制作出來的波紋管大多數都會存在薄厚不均勻的現象，且這樣制作出來的波紋管，不管是剛度還是輕度都達不到要求，進而在安裝以及澆筑混凝土時就極容易出現變形或是破損等現象，最后就會導致砂漿漏入孔道，造成預應力筋穿束困難。同時，還會加大預應力筋張拉時的摩阻力，并且因為砂漿的泄漏，還會導致預應力筋鑄固在孔道內無法進行張拉作業。因為波紋管的剛度以及強度都較差，所以，在安裝時還很容易產生彎折角或導致管軸線偏位，進而在使用波紋管時，就會因為長時間的彎曲而出現裂紋，甚至可能會炸開，造成漏漿的現象。在遇到管道堵塞時，要通過科學的分析以及判斷標注出堵塞的位置，然后在不接觸梁主筋的情況下，運用沖擊鉆對管道進行鉆孔，在鉆孔完成后，就可以通過孔道將管道中的堵塞物清理干凈。在進行清理時，采用的最主要的辦法就是將鋼絞線插入到管道內進行清理，這是因為鋼絞線可以在管道內自由伸縮。在清理完成以后，還要利用性能較好的混凝土將鉆孔的位置封合起來。為了盡量減少波紋管孔道漏漿現象的發生，可以運用以下3種辦法：1）在開始施工前，對要使用的波紋管進行詳細的檢查，確保選擇的波紋管質量合格。2）在檢查時，如果發現質量不合格的波紋管一定要及時處理，不可繼續使用。3）在進行混凝土澆筑時，要特別注意對波紋管的保護，避免在澆筑時損壞波紋管。

5.2預應力筋在波紋管內的鑄固和處理。現澆預應力混凝土連續箱梁的施工中每跨中的預應力筋多是曲線形，當一次澆筑混凝土的連續箱梁跨數超過2跨時，首先要把預應力筋插入到波紋管內，然后在澆筑混凝土達到設計要求的強度后再進行張拉，同時，運用錨具錨固預應力筋。先穿進的預應力筋往往因為在進行穿進以及混凝土澆筑時技術不夠嫻熟，在混凝土澆筑作業中因波紋管漏漿被鑄固，因此，在對結構的預應力筋進行張拉時，就做不到按照意愿進行拉動了，這種現象就是預應力筋在波紋管內鑄固。預應力筋的鑄固是分等級的，分等級最主要的依據就是對其張拉時拉動力大小的不同，主要可以分為2類，分別是輕度以及重度。當拉力不超過預應力筋的摩阻力1.3倍時，就叫輕度鑄固。輕度鑄固最主要的特點就是波紋管內有漏漿，并且漏漿的地方比較多，但每個地方的泄漏量并不大，并且只用有足夠的拉力，預應力筋在波紋管內還是可以移動的；還有一種就是有的地方可能漏漿比較多，預應力筋以及波紋管已經黏結在一起了，但漏漿的量與整個孔道相比仍然不大，這時候只要有足夠的拉力，預應力筋仍在孔道內還是可以移動的。重度鑄固則是無論使用多大的拉力，預應力筋都不能在波紋管內自由移動。在進行預應力張拉時，如果出現輕度鑄固的情況，通常在運用預應力筋進行張拉施工之前，先不安裝錨夾片，而是運用張拉千斤頂從兩端分別交替張拉預應力筋，使預應力筋與波紋管分開，進而就可以達到使預應力筋在波紋管內自由移動的目的。在遇到嚴重鑄固的情況下，首先要明確產生鑄固的具體位置，然后將箱粱結構混凝土鑿開進行清除，將波紋管內的灰漿都清除干凈，清除完成以后，再將鑿開的位置修復。

6結語

通過上述分析不難發現，預應力混凝土在路橋施工中的優勢很大，不僅僅有優越性，而且還有很強的應用性。只有進行詳細的預應力混凝土技術應用分析，做好路橋施工準備工作，才能提高工程效率，縮短施工周期。

【參考文獻】

【1】陳永長.預應力施工技術在路橋施工中的應用[J].交通世界,2019(28):114-115.

【2】張春霞.預應力混凝土在路橋施工中的應用[J].綠色環保建材,2018(11):122-125.

【3】羌建軍.預應力技術在路橋工程中的應用及控制要點[J].建筑技術開發,2018(12):96-97.

作者:盧廣鑫 單位:石家莊市公路橋梁建設集團