道路桥梁作业预应力运用

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建国之初．由于大量工业厂房和民用建筑都需要兴建．但我国结构材料．尤其是型钢和木材奇缺．难以解决厂房钢结构屋盖与钢吊车梁等部件的型钢用料．近切需要使用预应力混凝土来代替。于是．预应力技术开始在我国大量使用而预应力技术在道路桥梁中的运用．则是在二十世纪五十年代中期．虽然与传统的路桥施工工艺和技术相比起步较晚．但发展却异常迅速．预应力施工及期配套技术、设备得到l『不断的完善。尤其是近年来，预应力混凝土结构所具有的高强度性能，有效的防止了混凝土裂缝，减轻了结构重量．增大了桥梁跨径，预应力技术在道路桥梁上被广泛应用目前．预应力技术从理论计算、施工工艺、材料设备、设计施工、试验检测等方面都已经形成了完整的可靠体系。

1．预应力技术的优势特点

在工程运用中．普通钢筋昆凝土的抗拉极限只有0．00010．0015，由于构件刚度小、挠度大，受拉区混凝土极易开裂。要使混凝土不开裂，受拉钢筋的应力只能达到30Mpa，而对于允许出现裂缝的构建，当裂缝宽度限制在0．2～0．3mm时．受拉钢筋的应力也只能达到200Mpa左右预应力技术的出现．正是为了克服普通钢筋混泥土过早开裂和钢筋不能充分发挥作用的问题预应力技术在混凝土中的应用．可以使结构构件在承受外荷载之前对受拉混凝土施加预应力．提高构件的刚度．推迟裂缝出现的时间．增加构件的耐久性．减少震动和弹性变形．有效的利用高强度钢筋和高强度等级的混凝土。同普通混凝土相比．在同样的条件下．运用预应力还可以降低截面高度．减少构件自重．增加构件的跨越能力．提高构件的承载能力，便于建筑艺术的处理，扩大构件使用范围．增加构件的抗疲劳性．

2．预应力技术在路桥施工中的应用

从1955年．铁路部门研制成功我国第一片跨度l2米的预应力混凝土铁路桥梁起．预应力技术在我国已经经历了五十余年的发展．在公路和桥梁建设中被广泛应用目前．在公路桥梁施工中的应用主要有以下几个方面：

2．1预应力技术在路桥受弯构件中的应用

我们通常所说的受弯构件．是指主要随横向茶载作用的构件．其受力特点是上部受压．下部受拉．在施工中我们常常称之为梁。因为其受力特点．我们在受弯构件的施工中．受弯构件强度方面我们需要考虑其抗弯强度、抗剪强度、局部承压强度和折算强度在具体施工中．由于碳纤维所拥有的高强度、施工简单等特征，我们大多采用粘贴碳纤维片材对钢筋混凝土受弯构件进行加固从工程力学的角度看，在采用碳纤维片加固之前．结构就已经聚集了初始内力，混凝土的已经有了初始压应变和拉应变．其应变增量决定了碳纤维片材的最终应力当混凝土压应变达到其极限压应变时．构件由达到极限承载力。如果初始应变过大，构件破坏时碳纤维片材的应力就较小，使碳纤维片材强度高的特点得不到充分发挥．因此．我们在粘贴碳纤维片材之前，采用预应力技术．先对碳纤维片材施加预应力．从而提高受弯构件破坏时碳纤维片材的应力．充分发挥碳纤维片材的作用。

2．2预应力技术在路桥加固施工中的应用

随着我国经济的高速发展．公路桥梁交通运输量迅速增长．除了交通量的增长之外还有轴载的加重。道路桥梁造价昂贵．我们在建造的时候都会千方百计保证工程质量．但是由于长期受自然环境和使用环境的影响，桥梁难免会产生损坏现象．为了保证交通的安全和促使道路桥梁发挥应有的作用，恢复或提高现有道路桥梁的承载能力．延长其使用年限，道路桥梁加固和维修成为一个十分突出的问题。道路桥梁加固主要是补强构件和改善结构性能．通常采用的方法有桥面补强层加固法、增大截面与配筋加固法、体外预应力加固法、粘贴钢板加固法、改变结构受力体系加固法、增加横向联系加固法、粘贴碳纤维加固法等实际上是通过施加预应力改变结构的内力．从而提高构件的承载能力．使加固钢筋的作用得到充分发挥。

2．3预应力技术在道路桥梁多跨连续梁中的应用

多跨连续梁是道路桥梁工程中常用的一种构件．对于道路桥梁安全具有重要的意义．在我国的道路桥梁施工中．已经修建和正在修建的多跨预应力混凝土连续梁桥越来越多多跨连续梁有正弯矩区和负弯矩区，一般来说，支座处是负弯矩区，跨中则为正弯矩区。在我国，多跨度连续梁主要还是采用分节段悬臂对称施工、跨中合龙、经过多次结构体系转换、最后形成整联结构的施工方法在墩顶临时支承或者锚固，悬臂施工抗倾覆稳定性和抵抗不平衡弯矩。悬臂施工线形控制．竖向预拱度和支座水平预偏量的进行承载优化。

3．预应力技术施工中出现的问题

3．1预应力混凝土构件产生张拉裂缝的问题

在张拉预应力混凝土结构的工程应用中．我们经常会遇到预应力混凝土构件在张拉前出现裂隙缝的问题．虽然这种现象是不可避免的．在张拉后也可能闭合．但带裂缝工作．工程结构耐久性和结构性能都会受到不利影响。简单来说，产生裂缝的原因有两种，一种是荷载所引起的．这种裂缝称之为结构性裂缝．是承载力不足的结果：另一种是由于变形受约束引起的．这种裂缝称之为非结构性裂缝．如温度的变化、混凝土收缩、基础不均匀沉降等因素都可能引起这种情况。

3．2波纹管孔道漏浆堵塞问题

由于波纹管易于制作．便于施工．对各种形状的预应力筋束张拉时摩阻力小的原因．在实际施工中，大多数后张法施工的预应力筋孔道都用波纹管做成。但是，由于某些波纹管所用的钢带材质较差，厚度不足且厚薄不均．制作出来的波纹管强度、刚度根本达不到要求．在安装和浇筑时易变形和破损．在混凝土浇筑时砂浆漏人孔道造成堵塞现象．导致后期预应力钢筋穿束困难甚至无法通过．从而给施工带来不必要的麻烦，即影响了工期又耗费了人力。在施工下料前．应当对波纹管质量进行仔细检查．及时发现有缺陷的波纹管．检查波纹管安装位置．检查套管接头是否连接牢固．密闭性是否达到要求．在浇筑的过程中注意加强波纹管的保护．避免振荡操作失误损坏波纹管。

3．3预应力筋束滑丝、断丝问题

由于预应力筋束生锈就厉害或表面有水泥、油污、杂物；或工作夹片中的丝出现生锈、油污、杂物或夹片里的丝被损伤：或工作夹片尺寸不合格；千斤顶被其它工具抵触受力不均：预应力筋束绞缠导致个别钢绞线张拉力太大等情况．都有可能在施工过程中出现预应力筋束滑丝或断丝的问题。出现这类问题，需要及时根据滑丝、断丝的情况。采取相应的施工手段修正．如果受损根数少．可以根据比例适当的超张拉；如果受损数量多，超张拉无法解决问题，就必须更换钢绞线重新张拉。

3．4预应力超长束一端张拉工艺问题

在我国，现浇3-5跨、每跨3O一50米的大跨度预应力连续箱梁底板预应力束的张拉，一般都采用一端张拉工艺这类大跨度采用一端张拉工艺，将一束钢绞线拉直需要的拉力较大．而且长孔道需要跨越多道箱梁横隔板，其孔道摩阻需要通过试验才能确定。如果跨中承载力不足，将会产生正截面裂缝。在国外相关规范中．跨度大于3O米以上的预应力桥梁．都要求采用两端对称张拉工艺．才能保证跨中有效预应力和桥梁的恒载和活载作用。在我国，已通车的道路桥梁中，几乎都出现过由于张拉工艺不适合而产生大量裂缝的问题。

4．结束语

道路桥梁在我国的交通运输中起着关键作用．在施工中道路桥梁预应力工艺较为复杂．我们应当做好预应力施工人员的技能培训．严格按照操作程度序施工，精心设计、仔细检查，不断应用新技术、新材料、新工艺，保证工程的顺利施工，保证工程的施工质量。