论文部分内容阅读
摘要：预应力技术在现代道路桥梁施工中的应用范围越来越广，但随之而带来的问题也逐步增加。在探讨预应力在道路桥梁施工中的应用以及出现的若干问题的基础上，结合连续箱梁桥结构对预应力的施工控制措施进行了一定的探讨，以期对以后道路桥梁施工中预应力科学合理的应用起到促进作用。
关键词：道路施工；桥梁施工；预应力技术；后张法施工
1、引言
在近几年的道路桥梁施工中，由于预应力混凝土结构可以对材料的高强度性能加以充分的应用，还能有效阻止混凝土的开裂，在减轻结构自重、增加桥梁的跨度及刚度等方面具有明显的优势，同时还能极大的提高行车的舒适度等特点，其已经被广泛的运用到道路桥梁的施工过程中。但是，在采用预应力施工的过程中亦存在着若干技术问题，这给施工以及整个工程的结构质量埋下了隐患，影响道路或桥梁的质量。因此，对道路和桥梁施工中预应力技术的研究进行一定的探讨，对于提高结构的整体质量，降低甚至消除安全隐患具有重要的意义。
2、道路桥梁施工中预应力的应用
2.1在加固施工过程中的应用
道路桥梁的加固施工的主要目的在于提高其承载能力，并延长他们的使用寿命，以满足交通运输方面的需求。在加固过程中通常采用的方式为对相关的弱势构件进行补强，或者是通过采用更为科学的结构来对桥梁进行改善。
常见的道路桥梁加固措施有这样几种：路/桥面补强层的加固、通过改变整体结构的受力体系进行加固以及采用体外预应力进行加固等。在实际的工程施工中，首先需要对待加固的道路桥梁进行卸载，这样做得主要目的是为了有效的减小在加固过程中混凝土结构可能出现的初始应变。在操作时，可以先对整个构件施加一个预应力，使得构件在受拉区产生一个压应力，而在受压区产生一个拉应力，使得整个构件在弯矩作用下产生的压应变与拉应变尽量小。通过这种措施可以提高整个结构构件的极限承载能力，充分发挥出加固钢筋材料的性能。
2.2在混凝土多跨连续梁中的应用
在多跨连续梁结构中存在有正弯矩区域及负弯矩区域。根据桥梁的受力分析，不同区域所承受的弯矩都不同。为了确保桥梁的承载能力，达到运行的基本要求，我们在采用预应力进行加固处理时要更具具体的受力条件采取不同的加固处理方式。尤其是在桥梁的跨中正弯矩区的抗弯承载能力不够时需要采用恰当的措施来对之进行补强。
2.3在受弯结构中的应用
在上面我们已经提到，由于碳纤维具有施工相对简单、强度较高的特点，所以一般在对诸如道路桥梁等以承受弯矩作用的构件进行加固时一般都采用粘贴碳纤维片材的方式进行施工。
但是由于在采取加固措施之前，整个结构就已经具有初始的内应力，而且已经产生了初始的拉、压应变。尤其是在混凝土受压区的压应变达到甚至是超过混凝土能承受的极限压应变时，整个构件将相应的达到或者是超过其极限承载能力。由于碳纤维片材的最终极限应力主要是由混凝土的应变增量所决定的，当初始应变较大时可承受较小应力的片材将遭到破坏，不能够起到加固结构的作用。因此一般需要在进行粘贴碳纤维片材施工时对其施加一定的预应力，保证其具有初始的拉应力，这样能有效的提高在构件承受压应力时的承载能力，充分发挥出材料的强度性能。
3、预应力在道路桥梁施工应用中存在的问题
3.1管道的堵塞使得预应力钢筋无法插入
堵管主要出现在混凝土浇筑之后，波纹管出现堵塞。堵管造成的主要后果是使得在后期的预应力钢筋施工时，导致钢筋无法穿过或者是在张拉预应力时，钢筋或者是钢绞线的实际伸长量与设计要求量严重不符，导致不能够达到设计要求的预应力。这样既给后期的施工带来麻烦，同时还耗费了人力成本。
根据施工经验来看，导致管道堵塞的主要原因在于：其一，管道接头处的处理存在问题、管壁存在小孔，這些都将导致在浇筑混泥土时出现漏浆的现象，这些漏入管道的砂浆和水泥浆直接导致了波纹管的堵塞；其二，在穿入钢筋时，钢筋将管接头处的管壁刺破而导致卷曲，引起管道的堵塞。
3.2桥梁构件在承受应力时出现瑕疵
这个问题主要表现在承重构件出现裂缝，究其原因主要是由于温差以及施工造成的收缩而导致的。从裂缝的产生原因来讲，承重结构在载荷的作用下出现一定的裂缝属于自然现象，但为了提高施工的质量，在预制构件时要尽可能的避免出现裂缝。尤其是在结构的表面处及箍筋位置，这些地方的裂缝较严重，应该尽量加以避免。
3.3后张预应力结构中张拉力的控制问题
预应力施工的规范与否，直接关系到预应力桥梁的质量问题，其中最主要的是张拉力的控制问题。张拉的控制需要同时对张拉力以及预应力钢筋的伸长量进行控制，且以张拉力的控制为主，以伸长量对张拉力进行校核。一般而言，张拉力的极限计量采用1.5级的油压，但是该种计量方式的误差较大。特别是在同时存在多束张拉时，其中每一束张拉力不可能都一样，因此在对预应力钢筋的伸长值进行计算时不够准确，弹性模量的取值等都会造成实际的张拉量不能够达到需要的控制量。
4、预应力的施工控制措施
预应力度是反映建筑结构中预应力大小的一个主要参数，提高预应力能有效的提高整个结构的刚度，使得结构更加持久耐用，是开展预应力结构设计及施工中的一个有效的、重要的指标。施加预应力之后，混凝土结构的位移、截面应力及弯矩将发生变化，同时还可能给超静定混凝土梁结构带来多余的约束力，产生次生内力，对构件造成不利的影响。
下面结合连续箱梁桥结构的预应力度控制为例对道路桥梁的预应力施工控制措施进行探讨。
该大桥采用悬臂施工法来建造桥梁的上部结构，悬臂施工的方法是大跨度箱型桥梁施工中常采用的方法之一。首先建造桥墩，然后由桥墩的两侧先施工一段箱形梁，待其强度达到相应的设计值后，使墩和梁固结。在该段悬臂梁上挂篮向前伸出之后再支模板，并进行梁的浇筑，不断反复进行，直到两侧施工的悬臂梁最后在中间合拢，完成整个桥梁的结构部分的施工。
所谓后张有粘结预应力筋，是指先放置于预留孔道之中，等到混凝土达到要求的张拉强度，且张拉锚固结预应力筋之后，再采用通过孔道灌浆的方式使得预应力筋和周围的混凝土固结于一起。在施工的过程中，为了防止预应力筋的锈蚀并在一定程度上对结构的受力状态加以改善，应该及时的进行孔道灌浆。同时，一般的有粘结预应力筋主要用于预应力筋束配置相对集中，且每一束的张拉力较大的结构之中。后张法施工工艺相对比较成熟，是一种应用范围比较广泛的预应力施工方法，主要包括孔道预留、预应力筋的张拉、锚固以及孔道灌浆三个主要过程。该种施工方式的生产相对灵活，施工中不需要采用张拉台座，所需设备较简单，同时还适用于大型构件的现场施工，下面是后张法施工工艺流程图。
结语
预应力施工技术不论是从理论还是从具体的工程实践中都已经有比较成熟的技术理论与方案，已经在道路桥梁施工中得到广泛的运用。但是，其中的预应力张拉施工工艺相对比较复杂，要求有较为专业的预应力结构施工技术，使得施工过程中仍然存在着不足，相关技术和施工人员需要引起重视，在这方面还有待进一步的研究。
参考文献：
[1]刘刚伟.公路桥梁施工中预应力技术措施探讨[J].科技创新导报.2010(21)
[2]杨海青.论道路桥梁施工中预应力的应用及存在的问题[J].科技致富向导.2010(12).
[3]黄鹤.预应力力度对混凝土抗裂性能的影响[D].武汉理工大学.201—05.
关键词：道路施工；桥梁施工；预应力技术；后张法施工
1、引言
在近几年的道路桥梁施工中，由于预应力混凝土结构可以对材料的高强度性能加以充分的应用，还能有效阻止混凝土的开裂，在减轻结构自重、增加桥梁的跨度及刚度等方面具有明显的优势，同时还能极大的提高行车的舒适度等特点，其已经被广泛的运用到道路桥梁的施工过程中。但是，在采用预应力施工的过程中亦存在着若干技术问题，这给施工以及整个工程的结构质量埋下了隐患，影响道路或桥梁的质量。因此，对道路和桥梁施工中预应力技术的研究进行一定的探讨，对于提高结构的整体质量，降低甚至消除安全隐患具有重要的意义。
2、道路桥梁施工中预应力的应用
2.1在加固施工过程中的应用
道路桥梁的加固施工的主要目的在于提高其承载能力，并延长他们的使用寿命，以满足交通运输方面的需求。在加固过程中通常采用的方式为对相关的弱势构件进行补强，或者是通过采用更为科学的结构来对桥梁进行改善。
常见的道路桥梁加固措施有这样几种：路/桥面补强层的加固、通过改变整体结构的受力体系进行加固以及采用体外预应力进行加固等。在实际的工程施工中，首先需要对待加固的道路桥梁进行卸载，这样做得主要目的是为了有效的减小在加固过程中混凝土结构可能出现的初始应变。在操作时，可以先对整个构件施加一个预应力，使得构件在受拉区产生一个压应力，而在受压区产生一个拉应力，使得整个构件在弯矩作用下产生的压应变与拉应变尽量小。通过这种措施可以提高整个结构构件的极限承载能力，充分发挥出加固钢筋材料的性能。
2.2在混凝土多跨连续梁中的应用
在多跨连续梁结构中存在有正弯矩区域及负弯矩区域。根据桥梁的受力分析，不同区域所承受的弯矩都不同。为了确保桥梁的承载能力，达到运行的基本要求，我们在采用预应力进行加固处理时要更具具体的受力条件采取不同的加固处理方式。尤其是在桥梁的跨中正弯矩区的抗弯承载能力不够时需要采用恰当的措施来对之进行补强。
2.3在受弯结构中的应用
在上面我们已经提到，由于碳纤维具有施工相对简单、强度较高的特点，所以一般在对诸如道路桥梁等以承受弯矩作用的构件进行加固时一般都采用粘贴碳纤维片材的方式进行施工。
但是由于在采取加固措施之前，整个结构就已经具有初始的内应力，而且已经产生了初始的拉、压应变。尤其是在混凝土受压区的压应变达到甚至是超过混凝土能承受的极限压应变时，整个构件将相应的达到或者是超过其极限承载能力。由于碳纤维片材的最终极限应力主要是由混凝土的应变增量所决定的，当初始应变较大时可承受较小应力的片材将遭到破坏，不能够起到加固结构的作用。因此一般需要在进行粘贴碳纤维片材施工时对其施加一定的预应力，保证其具有初始的拉应力，这样能有效的提高在构件承受压应力时的承载能力，充分发挥出材料的强度性能。
3、预应力在道路桥梁施工应用中存在的问题
3.1管道的堵塞使得预应力钢筋无法插入
堵管主要出现在混凝土浇筑之后，波纹管出现堵塞。堵管造成的主要后果是使得在后期的预应力钢筋施工时，导致钢筋无法穿过或者是在张拉预应力时，钢筋或者是钢绞线的实际伸长量与设计要求量严重不符，导致不能够达到设计要求的预应力。这样既给后期的施工带来麻烦，同时还耗费了人力成本。
根据施工经验来看，导致管道堵塞的主要原因在于：其一，管道接头处的处理存在问题、管壁存在小孔，這些都将导致在浇筑混泥土时出现漏浆的现象，这些漏入管道的砂浆和水泥浆直接导致了波纹管的堵塞；其二，在穿入钢筋时，钢筋将管接头处的管壁刺破而导致卷曲，引起管道的堵塞。
3.2桥梁构件在承受应力时出现瑕疵
这个问题主要表现在承重构件出现裂缝，究其原因主要是由于温差以及施工造成的收缩而导致的。从裂缝的产生原因来讲，承重结构在载荷的作用下出现一定的裂缝属于自然现象，但为了提高施工的质量，在预制构件时要尽可能的避免出现裂缝。尤其是在结构的表面处及箍筋位置，这些地方的裂缝较严重，应该尽量加以避免。
3.3后张预应力结构中张拉力的控制问题
预应力施工的规范与否，直接关系到预应力桥梁的质量问题，其中最主要的是张拉力的控制问题。张拉的控制需要同时对张拉力以及预应力钢筋的伸长量进行控制，且以张拉力的控制为主，以伸长量对张拉力进行校核。一般而言，张拉力的极限计量采用1.5级的油压，但是该种计量方式的误差较大。特别是在同时存在多束张拉时，其中每一束张拉力不可能都一样，因此在对预应力钢筋的伸长值进行计算时不够准确，弹性模量的取值等都会造成实际的张拉量不能够达到需要的控制量。
4、预应力的施工控制措施
预应力度是反映建筑结构中预应力大小的一个主要参数，提高预应力能有效的提高整个结构的刚度，使得结构更加持久耐用，是开展预应力结构设计及施工中的一个有效的、重要的指标。施加预应力之后，混凝土结构的位移、截面应力及弯矩将发生变化，同时还可能给超静定混凝土梁结构带来多余的约束力，产生次生内力，对构件造成不利的影响。
下面结合连续箱梁桥结构的预应力度控制为例对道路桥梁的预应力施工控制措施进行探讨。
该大桥采用悬臂施工法来建造桥梁的上部结构，悬臂施工的方法是大跨度箱型桥梁施工中常采用的方法之一。首先建造桥墩，然后由桥墩的两侧先施工一段箱形梁，待其强度达到相应的设计值后，使墩和梁固结。在该段悬臂梁上挂篮向前伸出之后再支模板，并进行梁的浇筑，不断反复进行，直到两侧施工的悬臂梁最后在中间合拢，完成整个桥梁的结构部分的施工。
所谓后张有粘结预应力筋，是指先放置于预留孔道之中，等到混凝土达到要求的张拉强度，且张拉锚固结预应力筋之后，再采用通过孔道灌浆的方式使得预应力筋和周围的混凝土固结于一起。在施工的过程中，为了防止预应力筋的锈蚀并在一定程度上对结构的受力状态加以改善，应该及时的进行孔道灌浆。同时，一般的有粘结预应力筋主要用于预应力筋束配置相对集中，且每一束的张拉力较大的结构之中。后张法施工工艺相对比较成熟，是一种应用范围比较广泛的预应力施工方法，主要包括孔道预留、预应力筋的张拉、锚固以及孔道灌浆三个主要过程。该种施工方式的生产相对灵活，施工中不需要采用张拉台座，所需设备较简单，同时还适用于大型构件的现场施工，下面是后张法施工工艺流程图。
结语
预应力施工技术不论是从理论还是从具体的工程实践中都已经有比较成熟的技术理论与方案，已经在道路桥梁施工中得到广泛的运用。但是，其中的预应力张拉施工工艺相对比较复杂，要求有较为专业的预应力结构施工技术，使得施工过程中仍然存在着不足，相关技术和施工人员需要引起重视，在这方面还有待进一步的研究。
参考文献：
[1]刘刚伟.公路桥梁施工中预应力技术措施探讨[J].科技创新导报.2010(21)
[2]杨海青.论道路桥梁施工中预应力的应用及存在的问题[J].科技致富向导.2010(12).
[3]黄鹤.预应力力度对混凝土抗裂性能的影响[D].武汉理工大学.201—05.