论文部分内容阅读
【摘 要】 经济的迅速发展，使得路桥工程也被广泛的建设，新技术的应用对路桥工程的施工起着关键的作用，本文主要从预应力技术的概述、预应力技术的施工工艺及路桥工程施工质量控制措施三个方面对路桥施工中预应力技术进行详细的分析。
【关键词】 路桥施工；技术探讨
前言：
预应力技术在路桥工程施工中的应用，在很大程度上有效的避免了混凝土裂缝的出现，对路桥工程的质量有着十分积极的作用。
1、预应力技术的概述
预应力技术是指在混凝土结构建设工程中为尽量减少钢筋混凝土中粘结处的裂缝过早出现，设法在混凝土结构承受荷载之前，通过一系列预应力构件施加外力，来减小外力或者使混凝土构件产生的拉应力变小。也就是借助预制混凝土结构自身抗压强度大这一特点，来变相地提高混凝土的抗拉强度，从而推迟受拉区域混凝土产生裂缝的时间，或减小其发生的概率。如此就可以对混凝土的抗拉强度产生的不足进行消除，也可以在路桥工程建设中充分发挥抗压性能的优势。
预应力混凝土结构由于必须采用高强度材料，所以可降低钢筋用量与构件截面尺寸，节省钢材与混凝土，降低结构自身的重量，其对较大跨度及重荷载结构有十分显着的的优势，使用的时间也比一般的桥梁要长很多。
2、预应力技术的施工工艺分析
2.1钢绞线位置分析
横梁端部的横肋与墩顶的导向槽共同决定着钢绞线的位置，由该索形及张拉应力决定了等效荷载的大小跨中转向横肋、墩顶导向槽钢绞线存在偏折。在实际施工中，若墩顶的导向槽亦或横梁端部横肋存在些许偏差，将导致钢绞线承受巨大的挤压应力。因此，实践中在对锚端部的横梁锚垫板以及墩顶预埋处位置及方向我们会予以事先标明准确，施工过程严格按照设计图的要求，对横肋和墩顶的导向槽进行制作。在此过程中，既要保证弯折处的曲率半径，又要打磨端部，使之平滑，防止张拉时端部对钢绞线的挤压和卡滑。
2.2钢绞线的下料、穿束及张拉的分析
在公路桥梁加固施工过程中，因为张拉完毕后锚垫板与钢管中要灌浆，形成有粘结段，因此在下料时就应将粘结段钢绞线油脂清洗干净。钢绞线穿索过程中，除却充分考虑到因钢绞线的下垂可能会产生的严重影响，还需考虑张拉伸长的影响，使得两端伸长部分要一致，才能让各粘结段上的粘结力大致相等。从实践来看，具体施工过程中要对钢绞线长度与位置实施控制是很难的，因为钢绞线的长度一般在150m以上，中间通过多个墩顶导向槽及跨中转向装置，无法在箱梁内进行12根钢绞线的整束穿索，为有效地解决这一客观问题，实践中最常用的就是单根穿索法。因此，预应力的建设在一定程度上可能受到钢绞线的影响，所以必须保证钢绞线在全桥长范围内不缠绕。实际施工中，预先将钢绞线、工作锚板孔、密封盖小孔分别编号，同时还要在单根穿索过程中尽可能地使用多根钢绞线，并将其拧成一束，每隔一段就用与密封罩小孔对应的橡胶垫限制钢绞线的位置，在张拉完毕后发现，采用该方法使得每束钢绞线顺直且无缠绕现象。
桥梁的加固采用单根两端同时张拉，张拉过程分两部分：初应力和控制应力张拉。
2.2.1初应力的张拉，要达到钢绞线从松驰状态到张拉完成后直顺不缠绕，因此在张拉之前先需要进行初应力张拉，初应力的质量决定了整个加固效果的好坏。钢绞线在松驰状态下，下垂量还是很大，为保证两端粘结段长度大致相等，初应力的张拉要两端对称进行；为了达到钢绞线绷紧且不缠绕，又要保证在控制应力张拉时钢绞线不错位，初应力过大或过小都达不到预紧的目的。在加固施工中，初应力宜为张拉控制应力10%。
2.2.2控制应力张拉钢绞线应符合设计要求。在预应力混凝土施工中需要对控制应力进行准确的控制，并以伸长值进行校核（下表为常用钢绞线试验内容及实验结果）。张拉前应对构件的几何尺寸、混凝土浇筑质量、孔道位置及孔道是否畅通、灌浆孔和排气孔是否符合要求、构件端部预埋铁件位置等进行全面检查。如果实际施工行为不规范，张拉力控制会对桥梁的使用质量产生很大的影响。张拉前必须对各种机具、设备及仪表进行校验及标定。校验应由具有专业资质的检测部门进行，采用标准压力机检测。压力表精度不应低于1.5级，校验设备精度不低于2%。在很多施工中所采用的计量方式多是1.5级油压，这种方式存在的误差较大，必需严格控制。实施张拉时，预应力筋的张拉顺序应符合设计要求，当设计未规定时，可采取分批、分阶段对称张拉。对曲线预应力筋或长度大于25m的直线预应力筋，宜在两端张拉；对长度小于25m直线预应力筋，可在一端张拉。
下表系根据GB/T5224-2003和GB/T228.1-2010规范要求，对1×7公称直径15.20mm的钢绞线所进行的强度级别（MPa）试验，结果表明在规定非比例延伸力FP0.2（kN）、极限强度、最大力总延伸率（%）、弹性模量（GPa）以及表面质量等方面均达到了设计技術要求。这些试验队预应力混凝土施工极为重要。
2.3后张法孔道压浆的分析
要求压入孔道内的水泥浆在结硬后应有可靠的密实性，能起到对预应力筋的防护作用，同时也要具备一定的粘结强度，以便将预应力有效地传递给周围的混凝土。孔道内水泥浆的密实性是最重要的，水泥浆应充满整个管道，以保证对力筋防腐的要求，通常采用压力灌浆的方法对预应力管道与预应力筋之间的孔隙进行有效地填充来缓解这一问题。一般情况下，若后张预应力筋有非水平倾斜、多跨度弯曲状态，则很可能会导致预应力筋受到一定的损害；若经常处于高压状态，则容易出现腐蚀或者生锈状态。长此以往，该位置会出现缺损或者断面现象，进而混凝土结构的耐久性与安全性就会出现严重问题。为保证其结构的安全与耐久，最关键的是要保证灌浆的质量。在灌注过程当中，水泥浆的强度与要求不相符及水泥浆没有合理地充满孔道、有一定的空隙存在，水泥浆体硬化后导致的收缩与孔道壁产生分离、等现象，都是灌注过程中予以特别注意的事项，在具体的施工中，要使纯水泥浆满足高强度的指标要求是比较困难的，同时对于后张预应力混凝土结构力筋与混凝土的粘结靠压浆来提供，因而所压注的水泥浆应有一定的强度以满足粘结应力的要求。但实际上，挠曲粘结应力无论是在梁体混凝土开裂之前或开裂之后都是很低的，也是亟待解决的问题。 成功的压浆应建立在可靠的材料质量和合理工艺的基础上，在以往的施工中，有些施工人员对孔道压浆的工艺和材料质量未给予足够的重视，有的水泥浆泌水严重，水泥不能全部吸收自由水分，从而导致孔道内有多余的自由水，冬天气温下降自由水分结冰，体积膨胀，预应力混凝土梁沿着孔道产生纵向裂缝，预应力筋过早产生锈蚀，降低了结构的耐久性。
3、路桥工程施工质量控制措施
3.1预埋阶段主要是曲线形状的质量控制
预埋阶段的控制主要是控制点的标高定位、控制点阵及波纹管的曲线形状要准确、牢固，与之相关的施工工序是否影响或破坏，发现管道问题及时处理。
3.2张拉、灌浆及压浆阶段的质量控制
为保证混凝土构件的张拉在设计范围之内，后期伸长值变化与徐变在可控范围，需要对张拉预埋阶段实施质量控制。保证压浆计量准确，孔道浆体饱满。
3.3预应力管道的质量控制
混凝土浇筑之前，还要对预应力管道的实际安装位置进行仔细地检查，将其固定好以后，对套管的接头位置进行核查，看其是否牢固，预应力孔道接口处、孔道与灌浆孔、排气孔管连接处以及外露的灌浆孔、排气孔端都必须封堵严密，防止出现因漏浆或异物进入堵塞管孔情况。混凝土材料浇筑过程中，注意保护预应力管道，防止振捣棒破坏预应力管道。设置预应力孔道和锚具的部位钢筋密集，振捣困难，必须用钢筋棒辅以人工插捣和适度的范本外敲振，以确保此部位浇捣密实。
3.4必须严格控制用水量
对未及时使用而降低了流动性的水泥浆，应严禁采用增加水的办法来增加其流动性；搅拌好的浆体每次应全部卸尽，在浆体全部卸出之前，不得投入未拌和的材料，更不能采取边出料边进料的方法；浆体搅拌时，水、水泥和外加剂的用量都必须严格控制；压浆过程中，一定不能单独加水，若调节水泥浆的稠度，必须水、水泥和外加剂同时加入，应严格根据规范要求控制外加剂，须保证预应力管道处无其余杂物。
3.5普通钢筋绑扎、焊接的质量控制
钢筋切忌猛放、猛插、防止将预应力筋外皮刺破。先绑扎梁的预应力筋，后绑扎板的预应力筋，梁内拉筋应待预应力筋铺设完后再绑扎，以便预应力筋穿筋定位。待梁筋就位好后才可绑扎板底筋。板面筋应待预应力筋铺设完成后，才可绑扎板面筋（即负筋）。焊接施工时，严禁将预应力筋作搭接线，切勿在预应力筋附近不采取保护措施进行焊接。
綜上所述，预应力技术在路桥工程中的运用很大程度上保证了施工的质量，但是由于多方面因素的影响，使得预应力技术在运用中仍有不少问题的出现，所以在施工中要不断的提高预应力技术的水平，使得预应力技术在路桥施工中得到广泛的应用。
参考文献：
[1]刘哲.公路桥梁施工中预应力技术施工[J].中国科技博览.2012（15）
[2]黄银香.公路桥梁施工中预应力技术探析[J].中国新技术新产品.2010（8）
[3]喻栋标.公路桥梁施工中预应力技术与控制措施[J].城市建设理论研究（电子版）.2013（8）
【关键词】 路桥施工；技术探讨
前言：
预应力技术在路桥工程施工中的应用，在很大程度上有效的避免了混凝土裂缝的出现，对路桥工程的质量有着十分积极的作用。
1、预应力技术的概述
预应力技术是指在混凝土结构建设工程中为尽量减少钢筋混凝土中粘结处的裂缝过早出现，设法在混凝土结构承受荷载之前，通过一系列预应力构件施加外力，来减小外力或者使混凝土构件产生的拉应力变小。也就是借助预制混凝土结构自身抗压强度大这一特点，来变相地提高混凝土的抗拉强度，从而推迟受拉区域混凝土产生裂缝的时间，或减小其发生的概率。如此就可以对混凝土的抗拉强度产生的不足进行消除，也可以在路桥工程建设中充分发挥抗压性能的优势。
预应力混凝土结构由于必须采用高强度材料，所以可降低钢筋用量与构件截面尺寸，节省钢材与混凝土，降低结构自身的重量，其对较大跨度及重荷载结构有十分显着的的优势，使用的时间也比一般的桥梁要长很多。
2、预应力技术的施工工艺分析
2.1钢绞线位置分析
横梁端部的横肋与墩顶的导向槽共同决定着钢绞线的位置，由该索形及张拉应力决定了等效荷载的大小跨中转向横肋、墩顶导向槽钢绞线存在偏折。在实际施工中，若墩顶的导向槽亦或横梁端部横肋存在些许偏差，将导致钢绞线承受巨大的挤压应力。因此，实践中在对锚端部的横梁锚垫板以及墩顶预埋处位置及方向我们会予以事先标明准确，施工过程严格按照设计图的要求，对横肋和墩顶的导向槽进行制作。在此过程中，既要保证弯折处的曲率半径，又要打磨端部，使之平滑，防止张拉时端部对钢绞线的挤压和卡滑。
2.2钢绞线的下料、穿束及张拉的分析
在公路桥梁加固施工过程中，因为张拉完毕后锚垫板与钢管中要灌浆，形成有粘结段，因此在下料时就应将粘结段钢绞线油脂清洗干净。钢绞线穿索过程中，除却充分考虑到因钢绞线的下垂可能会产生的严重影响，还需考虑张拉伸长的影响，使得两端伸长部分要一致，才能让各粘结段上的粘结力大致相等。从实践来看，具体施工过程中要对钢绞线长度与位置实施控制是很难的，因为钢绞线的长度一般在150m以上，中间通过多个墩顶导向槽及跨中转向装置，无法在箱梁内进行12根钢绞线的整束穿索，为有效地解决这一客观问题，实践中最常用的就是单根穿索法。因此，预应力的建设在一定程度上可能受到钢绞线的影响，所以必须保证钢绞线在全桥长范围内不缠绕。实际施工中，预先将钢绞线、工作锚板孔、密封盖小孔分别编号，同时还要在单根穿索过程中尽可能地使用多根钢绞线，并将其拧成一束，每隔一段就用与密封罩小孔对应的橡胶垫限制钢绞线的位置，在张拉完毕后发现，采用该方法使得每束钢绞线顺直且无缠绕现象。
桥梁的加固采用单根两端同时张拉，张拉过程分两部分：初应力和控制应力张拉。
2.2.1初应力的张拉，要达到钢绞线从松驰状态到张拉完成后直顺不缠绕，因此在张拉之前先需要进行初应力张拉，初应力的质量决定了整个加固效果的好坏。钢绞线在松驰状态下，下垂量还是很大，为保证两端粘结段长度大致相等，初应力的张拉要两端对称进行；为了达到钢绞线绷紧且不缠绕，又要保证在控制应力张拉时钢绞线不错位，初应力过大或过小都达不到预紧的目的。在加固施工中，初应力宜为张拉控制应力10%。
2.2.2控制应力张拉钢绞线应符合设计要求。在预应力混凝土施工中需要对控制应力进行准确的控制，并以伸长值进行校核（下表为常用钢绞线试验内容及实验结果）。张拉前应对构件的几何尺寸、混凝土浇筑质量、孔道位置及孔道是否畅通、灌浆孔和排气孔是否符合要求、构件端部预埋铁件位置等进行全面检查。如果实际施工行为不规范，张拉力控制会对桥梁的使用质量产生很大的影响。张拉前必须对各种机具、设备及仪表进行校验及标定。校验应由具有专业资质的检测部门进行，采用标准压力机检测。压力表精度不应低于1.5级，校验设备精度不低于2%。在很多施工中所采用的计量方式多是1.5级油压，这种方式存在的误差较大，必需严格控制。实施张拉时，预应力筋的张拉顺序应符合设计要求，当设计未规定时，可采取分批、分阶段对称张拉。对曲线预应力筋或长度大于25m的直线预应力筋，宜在两端张拉；对长度小于25m直线预应力筋，可在一端张拉。
下表系根据GB/T5224-2003和GB/T228.1-2010规范要求，对1×7公称直径15.20mm的钢绞线所进行的强度级别（MPa）试验，结果表明在规定非比例延伸力FP0.2（kN）、极限强度、最大力总延伸率（%）、弹性模量（GPa）以及表面质量等方面均达到了设计技術要求。这些试验队预应力混凝土施工极为重要。
2.3后张法孔道压浆的分析
要求压入孔道内的水泥浆在结硬后应有可靠的密实性，能起到对预应力筋的防护作用，同时也要具备一定的粘结强度，以便将预应力有效地传递给周围的混凝土。孔道内水泥浆的密实性是最重要的，水泥浆应充满整个管道，以保证对力筋防腐的要求，通常采用压力灌浆的方法对预应力管道与预应力筋之间的孔隙进行有效地填充来缓解这一问题。一般情况下，若后张预应力筋有非水平倾斜、多跨度弯曲状态，则很可能会导致预应力筋受到一定的损害；若经常处于高压状态，则容易出现腐蚀或者生锈状态。长此以往，该位置会出现缺损或者断面现象，进而混凝土结构的耐久性与安全性就会出现严重问题。为保证其结构的安全与耐久，最关键的是要保证灌浆的质量。在灌注过程当中，水泥浆的强度与要求不相符及水泥浆没有合理地充满孔道、有一定的空隙存在，水泥浆体硬化后导致的收缩与孔道壁产生分离、等现象，都是灌注过程中予以特别注意的事项，在具体的施工中，要使纯水泥浆满足高强度的指标要求是比较困难的，同时对于后张预应力混凝土结构力筋与混凝土的粘结靠压浆来提供，因而所压注的水泥浆应有一定的强度以满足粘结应力的要求。但实际上，挠曲粘结应力无论是在梁体混凝土开裂之前或开裂之后都是很低的，也是亟待解决的问题。 成功的压浆应建立在可靠的材料质量和合理工艺的基础上，在以往的施工中，有些施工人员对孔道压浆的工艺和材料质量未给予足够的重视，有的水泥浆泌水严重，水泥不能全部吸收自由水分，从而导致孔道内有多余的自由水，冬天气温下降自由水分结冰，体积膨胀，预应力混凝土梁沿着孔道产生纵向裂缝，预应力筋过早产生锈蚀，降低了结构的耐久性。
3、路桥工程施工质量控制措施
3.1预埋阶段主要是曲线形状的质量控制
预埋阶段的控制主要是控制点的标高定位、控制点阵及波纹管的曲线形状要准确、牢固，与之相关的施工工序是否影响或破坏，发现管道问题及时处理。
3.2张拉、灌浆及压浆阶段的质量控制
为保证混凝土构件的张拉在设计范围之内，后期伸长值变化与徐变在可控范围，需要对张拉预埋阶段实施质量控制。保证压浆计量准确，孔道浆体饱满。
3.3预应力管道的质量控制
混凝土浇筑之前，还要对预应力管道的实际安装位置进行仔细地检查，将其固定好以后，对套管的接头位置进行核查，看其是否牢固，预应力孔道接口处、孔道与灌浆孔、排气孔管连接处以及外露的灌浆孔、排气孔端都必须封堵严密，防止出现因漏浆或异物进入堵塞管孔情况。混凝土材料浇筑过程中，注意保护预应力管道，防止振捣棒破坏预应力管道。设置预应力孔道和锚具的部位钢筋密集，振捣困难，必须用钢筋棒辅以人工插捣和适度的范本外敲振，以确保此部位浇捣密实。
3.4必须严格控制用水量
对未及时使用而降低了流动性的水泥浆，应严禁采用增加水的办法来增加其流动性；搅拌好的浆体每次应全部卸尽，在浆体全部卸出之前，不得投入未拌和的材料，更不能采取边出料边进料的方法；浆体搅拌时，水、水泥和外加剂的用量都必须严格控制；压浆过程中，一定不能单独加水，若调节水泥浆的稠度，必须水、水泥和外加剂同时加入，应严格根据规范要求控制外加剂，须保证预应力管道处无其余杂物。
3.5普通钢筋绑扎、焊接的质量控制
钢筋切忌猛放、猛插、防止将预应力筋外皮刺破。先绑扎梁的预应力筋，后绑扎板的预应力筋，梁内拉筋应待预应力筋铺设完后再绑扎，以便预应力筋穿筋定位。待梁筋就位好后才可绑扎板底筋。板面筋应待预应力筋铺设完成后，才可绑扎板面筋（即负筋）。焊接施工时，严禁将预应力筋作搭接线，切勿在预应力筋附近不采取保护措施进行焊接。
綜上所述，预应力技术在路桥工程中的运用很大程度上保证了施工的质量，但是由于多方面因素的影响，使得预应力技术在运用中仍有不少问题的出现，所以在施工中要不断的提高预应力技术的水平，使得预应力技术在路桥施工中得到广泛的应用。
参考文献：
[1]刘哲.公路桥梁施工中预应力技术施工[J].中国科技博览.2012（15）
[2]黄银香.公路桥梁施工中预应力技术探析[J].中国新技术新产品.2010（8）
[3]喻栋标.公路桥梁施工中预应力技术与控制措施[J].城市建设理论研究（电子版）.2013（8）