论文部分内容阅读
【摘 要】在路桥工程之中应用预应力混凝土施工技术可以有效促进施工质量的提升，本文在论述预应力混凝土结构施工特点的基础之上分析了其路桥工程预应力混凝土技术的应用。
【关键词】路桥；预应力；混凝土
引言
随着我国道路和桥梁施工工程的快速发展，全国的交通运输情况得到了极大的改善。通过对施工中存在问题的不断探究，目前我国的路桥施工技术与手段已大大提升。以往的路桥施工主要以钢筋混凝土作为基本结构，但是受到钢筋混凝土自身强度过低，属性不稳定等因素的影响，极容易出现裂缝，严重威胁着路桥的使用安全，施工技术人员为了避免出现上述问题，通过不断地研究与改进，成功地研制出了预应力混凝土结构，以此替代了传统的钢筋混凝土结构。预应力混凝土结构在路桥施工中的优势非常明显，自身抗裂性能优异，强度更大，可以有效延缓裂痕出现，这样就使得路桥的使用寿命得到了有效延长。
1、预应力混凝土结构的施工特点
预应力混凝土结构的施工，必须同时考虑施工时结构受力情况和现场施工条件，而采取相应的施工方法。如对于大跨度预应力混凝土连续梁、T型钢构、斜拉桥，往往采用悬劈挂篮无支架施工方法，即在桥墩两边平衡悬臂分节段浇筑混凝土，后期节段是靠己浇节段来支撑，各节段经历浇筑、张拉、不断地加载（移动挂篮）等过程，逐步完成全桥的施工。自架设体系的悬臂施工法，使这种桥型的结构性能和施工特点达到高度的协调统一，且每一节段均充分发挥了预应力的作用，实现了荷载平衡。节段悬臂施工法是预应力混凝土桥梁施工技术发展的结果，是预应力等效荷载观点的直接体现，它为大跨度桥梁在世界各地的迅速发展，开辟了新的途径。预应力混凝土结构与钢筋混凝土结构相比，具有下列主要优点：
改善使用阶段的性能。受拉和受弯构件中采用预应力，可延缓裂缝出现并降低较高荷载水平时的裂缝开展宽度；采用预应力，也能降低甚至消除使用荷载下的挠度，因此，可跨越大的空间，建造大跨结构。
提高受剪承载力。纵向预应力的施加可延缓混凝土构件中斜裂缝的形成，提高其受剪承载力。
改善卸载后的恢复能力。混凝土构件上的荷载一旦卸去，预应力就会使裂缝完全闭合，大大改善结构构件的弹性恢复能力。
提高耐疲劳强度。预应力作用可降低钢筋中应力循环幅度，而混凝土结构的疲劳破坏一般是由钢筋的疲劳（而不是由混凝土的疲劳）所控制的。
能充分利用高强度钢材，减轻结构自重。在普通钢筋混凝土结构中，由于裂缝和挠度问题，如使用高强度钢材，不可能充分发挥其强度。例如，1860Mpa级的高强钢绞线，如用于普通钢筋混凝土结构中，钢材强度发挥不到20%，其结构性能早己满足不了使用要求，裂缝宽，挠度大；而采用预应力技术，不仅可控制结构使用阶段性能，而且能充分利用高强度钢材的潜能。这样，采用预应力，可大大节约钢材用量，并减小截面尺寸和混凝土用量，具有显著的经济效益。
2、预应力混凝土技术的主要优点
预应力混凝土技术是一项比较成熟、应用广泛的建筑施工技术，它不仅可以显著增强施工工程的抗裂性能，同时还可有效改善工程的刚度、耐久度等指标。眾所周知，混凝土是目前人类社会使用最为广泛的建材，已被我们广泛运用于工业建筑、民用建筑以及道路、渡河工程等建筑工程领域。然而，混凝土本身却有着比较明显的缺陷，比如，极限应变值较小。工程实践中要想使混凝土不发生开裂等问题，钢筋的应力只能达到150～200N/mm2，限制了钢筋抗拉强度的充分发挥。为了解决这一问题，最便捷的办法就是应用预应力混凝土技术。与普通混凝土相比，预应力混凝土不仅显著提高了建筑构件的抗裂度、刚度，还可以减轻建筑物自重，增加建筑构件的耐久性，同时也显著降低了建筑工程造价，并具有抗火性能优良、抗疲劳性强等优点。对于那些大开间、大跨度、重载荷的建筑工程结构，预应力混凝土技术的上述优势表现得更为明显。
3、路桥工程中的预应力混凝土技术应用
3.1、预应力筋的制作安装
预应力筋下料。预应力筋的下料长度应通过计算确定，除要按照设计图，加孤线值的长度外，还要考虑每端预留千斤顶、限位板、工作长度等。钢绞线下料应采用砂轮锯切割，不得采用电弧切割。集束绑扎时，每束钢绞线必须理顺直，不得打结、扭曲，一般一米为一段进行分段绑扎牢固，以免钢绞线相互扭结或各丝、各股预应力筋受力不均匀，造成张拉应力不够或超张拉，摩阻力值增大，易发生断丝、滑丝等现象。钢绞线按照设计要求的规格型号采用，进场时分批验收，除应对质量证明书、包装、标志和规格进行检查外，还应进行复验，从每批钢绞线中任取3盘，并从每盘所选的钢绞线端部正常部位截取一根进行复验，每批钢绞线的重量不大于60t。
预应力筋编束。预应力筋编束时，应逐根理顺，绑扎牢固，防止相互缠绕。可在每束预应力筋的两侧端头编制同一号码，以利于在张拉过程中出现断丝、滑移等情况时有针对性地采取措施。
预应力筋的安装及保护。预应力筋可在浇筑混凝土之前或之后穿入管道。在承德市双滦区迎宾大桥工程中采用后穿钢绞线的方式，有效地防止了在混凝土浇筑及养护期间产生的湿气腐蚀预应力筋，还可防止在进行电焊作业时预应力筋溅上焊渣或造成其他损坏。
3.2、混凝土控制
混凝土是现代化建设中的关键，其原材料的质量必须符合要求，配置搅拌时结合要求选择适合的比例。同时应制定应急方案，做好泵送、运输、供电等方面的设备准备工作。浇筑时遵循正确的程序，保持匀速浇筑，上下层的距离在1.3m以上。振捣工作应同步进行，为提高混凝土质量，减少失误率，专门派经验丰富的员工负责，使用振动棒时避免和模板等碰触。一旦发现破损，应及时更换。工程采用二次振捣法，以增强混凝土的密实度，振捣相隔时间控制在20～30min之间。整个浇筑过程需连续进行，如有特殊情况，需严格控制间歇时间。浇筑完成后，对混凝土进行养护，为防止水分蒸发过多，需保持混凝土表面的湿润度，可在其上洒水或覆盖薄膜，保持7d以上。
3.3、在钢筋混凝土结构施工中的应用
在路桥工程施工中主要采用的是钢筋混凝土结构，而在钢筋混凝土结构施工中应用了预应力技术，尤其在路桥路面的钢筋混凝土结构的施工中预应力技术的用途很大，通过利用预应力构件材料对路桥的路面进行适当施加预应力，可以有效改善路桥路面情况，避免出现裂缝现象，另外，施工人员可以力预应力技术对钢筋进行张拉工序和混凝土灌注工序，不仅加速了混凝土灌注的效率，提高了灌注混凝土的饱满度和连续程度，而且也可以使得混凝土内部产生内压应力，进而加固锚固两端的混凝土结构，提高了钢筋混凝土结构的稳固性和安全性。
3.4、受弯结构中的预应力技术应用
从实践来看，在路桥施工过程中的受弯结构中应用预应力技术非常有效，这主要是因为它具有碳纤维强度高及施工简便等特点，因而在当前路桥施工过程中得到了广泛的应用。一般而言，碳纤维最终的盈利主要取决于混凝土应变增量值，若初始值的应变比较大，那么很可能会破坏掉碳纤维应力程度相对较差部位的构件，进而导致碳纤维强度的较高优势难以得到有效的发挥。基于此，在路桥工程施工过程中，笔者建议可在碳纤维片材黏贴的同时施加一定强度的预应力，通过这一做法可使碳纤维片材的自身结构具有一定强度的初始拉应力，从而可以提高碳纤维应力、防止碳纤维强度遭到破坏，以充分发挥其高强度优势，为保证路桥工程的施工质量奠定基础。
4、结语
路桥施工过程中，预应力混凝土技术对于避免或减少混凝土结构裂缝具有重要意义。在施工过程中，既要确保工程质量和安全，同时要有效控制施工成本，尽量减低施工难度，提升技术应用水平，确保工程质量。
参考文献：
[1]金屹东，鲁卫英.预应力混凝土技术在城市路桥施工中的应用研究[J].商品混凝土，2013，07：124-125.
[2]魏光雄.预应力混凝土技术在路桥工程中的应用[J].中华民居（下旬刊），2013，10：337-338.
[3]李君.路桥工程中预应力施工技术的应用探析[J].科技传播，2014，08：163-164.
[4]冯明义.预应力混凝土技术在路桥工程施工中的应用[J].科技与企业，2014，19：96-97.
【关键词】路桥；预应力；混凝土
引言
随着我国道路和桥梁施工工程的快速发展，全国的交通运输情况得到了极大的改善。通过对施工中存在问题的不断探究，目前我国的路桥施工技术与手段已大大提升。以往的路桥施工主要以钢筋混凝土作为基本结构，但是受到钢筋混凝土自身强度过低，属性不稳定等因素的影响，极容易出现裂缝，严重威胁着路桥的使用安全，施工技术人员为了避免出现上述问题，通过不断地研究与改进，成功地研制出了预应力混凝土结构，以此替代了传统的钢筋混凝土结构。预应力混凝土结构在路桥施工中的优势非常明显，自身抗裂性能优异，强度更大，可以有效延缓裂痕出现，这样就使得路桥的使用寿命得到了有效延长。
1、预应力混凝土结构的施工特点
预应力混凝土结构的施工，必须同时考虑施工时结构受力情况和现场施工条件，而采取相应的施工方法。如对于大跨度预应力混凝土连续梁、T型钢构、斜拉桥，往往采用悬劈挂篮无支架施工方法，即在桥墩两边平衡悬臂分节段浇筑混凝土，后期节段是靠己浇节段来支撑，各节段经历浇筑、张拉、不断地加载（移动挂篮）等过程，逐步完成全桥的施工。自架设体系的悬臂施工法，使这种桥型的结构性能和施工特点达到高度的协调统一，且每一节段均充分发挥了预应力的作用，实现了荷载平衡。节段悬臂施工法是预应力混凝土桥梁施工技术发展的结果，是预应力等效荷载观点的直接体现，它为大跨度桥梁在世界各地的迅速发展，开辟了新的途径。预应力混凝土结构与钢筋混凝土结构相比，具有下列主要优点：
改善使用阶段的性能。受拉和受弯构件中采用预应力，可延缓裂缝出现并降低较高荷载水平时的裂缝开展宽度；采用预应力，也能降低甚至消除使用荷载下的挠度，因此，可跨越大的空间，建造大跨结构。
提高受剪承载力。纵向预应力的施加可延缓混凝土构件中斜裂缝的形成，提高其受剪承载力。
改善卸载后的恢复能力。混凝土构件上的荷载一旦卸去，预应力就会使裂缝完全闭合，大大改善结构构件的弹性恢复能力。
提高耐疲劳强度。预应力作用可降低钢筋中应力循环幅度，而混凝土结构的疲劳破坏一般是由钢筋的疲劳（而不是由混凝土的疲劳）所控制的。
能充分利用高强度钢材，减轻结构自重。在普通钢筋混凝土结构中，由于裂缝和挠度问题，如使用高强度钢材，不可能充分发挥其强度。例如，1860Mpa级的高强钢绞线，如用于普通钢筋混凝土结构中，钢材强度发挥不到20%，其结构性能早己满足不了使用要求，裂缝宽，挠度大；而采用预应力技术，不仅可控制结构使用阶段性能，而且能充分利用高强度钢材的潜能。这样，采用预应力，可大大节约钢材用量，并减小截面尺寸和混凝土用量，具有显著的经济效益。
2、预应力混凝土技术的主要优点
预应力混凝土技术是一项比较成熟、应用广泛的建筑施工技术，它不仅可以显著增强施工工程的抗裂性能，同时还可有效改善工程的刚度、耐久度等指标。眾所周知，混凝土是目前人类社会使用最为广泛的建材，已被我们广泛运用于工业建筑、民用建筑以及道路、渡河工程等建筑工程领域。然而，混凝土本身却有着比较明显的缺陷，比如，极限应变值较小。工程实践中要想使混凝土不发生开裂等问题，钢筋的应力只能达到150～200N/mm2，限制了钢筋抗拉强度的充分发挥。为了解决这一问题，最便捷的办法就是应用预应力混凝土技术。与普通混凝土相比，预应力混凝土不仅显著提高了建筑构件的抗裂度、刚度，还可以减轻建筑物自重，增加建筑构件的耐久性，同时也显著降低了建筑工程造价，并具有抗火性能优良、抗疲劳性强等优点。对于那些大开间、大跨度、重载荷的建筑工程结构，预应力混凝土技术的上述优势表现得更为明显。
3、路桥工程中的预应力混凝土技术应用
3.1、预应力筋的制作安装
预应力筋下料。预应力筋的下料长度应通过计算确定，除要按照设计图，加孤线值的长度外，还要考虑每端预留千斤顶、限位板、工作长度等。钢绞线下料应采用砂轮锯切割，不得采用电弧切割。集束绑扎时，每束钢绞线必须理顺直，不得打结、扭曲，一般一米为一段进行分段绑扎牢固，以免钢绞线相互扭结或各丝、各股预应力筋受力不均匀，造成张拉应力不够或超张拉，摩阻力值增大，易发生断丝、滑丝等现象。钢绞线按照设计要求的规格型号采用，进场时分批验收，除应对质量证明书、包装、标志和规格进行检查外，还应进行复验，从每批钢绞线中任取3盘，并从每盘所选的钢绞线端部正常部位截取一根进行复验，每批钢绞线的重量不大于60t。
预应力筋编束。预应力筋编束时，应逐根理顺，绑扎牢固，防止相互缠绕。可在每束预应力筋的两侧端头编制同一号码，以利于在张拉过程中出现断丝、滑移等情况时有针对性地采取措施。
预应力筋的安装及保护。预应力筋可在浇筑混凝土之前或之后穿入管道。在承德市双滦区迎宾大桥工程中采用后穿钢绞线的方式，有效地防止了在混凝土浇筑及养护期间产生的湿气腐蚀预应力筋，还可防止在进行电焊作业时预应力筋溅上焊渣或造成其他损坏。
3.2、混凝土控制
混凝土是现代化建设中的关键，其原材料的质量必须符合要求，配置搅拌时结合要求选择适合的比例。同时应制定应急方案，做好泵送、运输、供电等方面的设备准备工作。浇筑时遵循正确的程序，保持匀速浇筑，上下层的距离在1.3m以上。振捣工作应同步进行，为提高混凝土质量，减少失误率，专门派经验丰富的员工负责，使用振动棒时避免和模板等碰触。一旦发现破损，应及时更换。工程采用二次振捣法，以增强混凝土的密实度，振捣相隔时间控制在20～30min之间。整个浇筑过程需连续进行，如有特殊情况，需严格控制间歇时间。浇筑完成后，对混凝土进行养护，为防止水分蒸发过多，需保持混凝土表面的湿润度，可在其上洒水或覆盖薄膜，保持7d以上。
3.3、在钢筋混凝土结构施工中的应用
在路桥工程施工中主要采用的是钢筋混凝土结构，而在钢筋混凝土结构施工中应用了预应力技术，尤其在路桥路面的钢筋混凝土结构的施工中预应力技术的用途很大，通过利用预应力构件材料对路桥的路面进行适当施加预应力，可以有效改善路桥路面情况，避免出现裂缝现象，另外，施工人员可以力预应力技术对钢筋进行张拉工序和混凝土灌注工序，不仅加速了混凝土灌注的效率，提高了灌注混凝土的饱满度和连续程度，而且也可以使得混凝土内部产生内压应力，进而加固锚固两端的混凝土结构，提高了钢筋混凝土结构的稳固性和安全性。
3.4、受弯结构中的预应力技术应用
从实践来看，在路桥施工过程中的受弯结构中应用预应力技术非常有效，这主要是因为它具有碳纤维强度高及施工简便等特点，因而在当前路桥施工过程中得到了广泛的应用。一般而言，碳纤维最终的盈利主要取决于混凝土应变增量值，若初始值的应变比较大，那么很可能会破坏掉碳纤维应力程度相对较差部位的构件，进而导致碳纤维强度的较高优势难以得到有效的发挥。基于此，在路桥工程施工过程中，笔者建议可在碳纤维片材黏贴的同时施加一定强度的预应力，通过这一做法可使碳纤维片材的自身结构具有一定强度的初始拉应力，从而可以提高碳纤维应力、防止碳纤维强度遭到破坏，以充分发挥其高强度优势，为保证路桥工程的施工质量奠定基础。
4、结语
路桥施工过程中，预应力混凝土技术对于避免或减少混凝土结构裂缝具有重要意义。在施工过程中，既要确保工程质量和安全，同时要有效控制施工成本，尽量减低施工难度，提升技术应用水平，确保工程质量。
参考文献：
[1]金屹东，鲁卫英.预应力混凝土技术在城市路桥施工中的应用研究[J].商品混凝土，2013，07：124-125.
[2]魏光雄.预应力混凝土技术在路桥工程中的应用[J].中华民居（下旬刊），2013，10：337-338.
[3]李君.路桥工程中预应力施工技术的应用探析[J].科技传播，2014，08：163-164.
[4]冯明义.预应力混凝土技术在路桥工程施工中的应用[J].科技与企业，2014，19：96-97.