公路桥梁施工中预应力技术分析

张智文

摘 要：近年来，在公路和桥梁的施工中，预应力技术得到了越来越广泛的使用，与传统的公路桥梁施工技术相比，预应力技术虽出现较晚，但却在工程建设中取得了快速的发展，已在计算理论、工程检测和设备材料方面形成了一条较完整的体系。随着预应力技术使用的越来越广泛，其存在的很多问题也必将得到解决，其发展空间也将越来越大。该文对公路桥梁施工中的预应力技术应用进行了分析，希望能对相关人士有所帮助。

关键词：公路桥梁 施工技术 预应力技术

中图分类号：U44 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）02（c）-0-01

随着我国机械工业和材料科技的进步，高性能混凝土、低松弛钢丝、钢绞线、各式锚具与张拉设备的性能明显改进，预应力技术水平明显提高，为预应力技术在公路桥梁施工中的应用奠定了良好的基础。预应力技术在公路和桥梁施工中通常用于连续箱梁、简支T梁、空心板等，还可用于公路桥梁的顶推法施工、大件提升、边坡或山体锚固方面。

1 预应力技术的优势

预应力技术在公路桥梁施工中的应用并非仅在公路桥梁的主体结构中，其在边坡锚固方面的应用也为工程建设节省了很多施工材料，且对降低自重，增强结构抗裂、抗滑和抗渗，提高结构强度，降低主拉应力方面具有明显的作用，且具有设计安全，便于施工的特点，在公路和桥梁的施工建设中有着十分重要的作用。

2 预应力技术在公路桥梁施工中的应用

2.1 预应力锚具的选择

预应力锚具的选择，要考虑摩阻锚固与机械锚固两个方面。摩阻锚固主要是通过锚旋作用将预应力钢材挤紧，该类型品种较多，使用也较为广泛和简便，但其损失较大，且在连接上不够简洁；机械锚固是指通过机械加工的方式制作一个适用于预应力钢材端部的锚定工作条件，并进行锚固。

2.2 预应力钢绞线的选择

近年来，国内外在预应力钢材的选择上主要是预应力钢筋、低松弛钢绞线和冷辣钢丝等。其中，最新一代的低松弛钢绞线具有使用方便、经济适用、建筑美观的特点，已在核电站、桥梁等大型建筑设施上得到了较为广泛的应用，也正受到越来越多的施工企业的重视。与其他钢材相比，使用预应力钢绞线可节约大约1/3的材料，具有客观的经济和社会效益。在选择预应力钢绞线时，应考虑其主要性能参数如伸长率、松弛率和几何参数等，还应考虑其尺寸、规格和延伸

率等。

2.3 预应力效应分析

在预应力混凝土的施工中，首先应假定预应力钢筋分布图，估计其所能承受的极限状态，并检查各截面的应力，若其不能满足施工要求，则需改变钢筋分布，寻找能够适应应力的有效设计，预应力锚具、筋和体系的设计都取决于对效应的分析。

2.4 预应力技术在钢筋混凝土结构中的应用

裂缝是混凝土结构的常见质量问题，在大型公路、桥梁的施工中，很多因素都会导致混凝土裂缝的出现，在钢筋混凝土结构中应用预应力技术能有效避免混凝土裂缝的出现，且效果显著。在公路、桥梁混凝土的构建与使用前，对受拉区的混凝土失压，对混凝土钢筋进行张拉，钢筋在自身回缩作用下，能让受拉区感受到钢筋发出的作用力，从而减少混凝土裂缝的产生。

2.5 预应力技术在混凝土路面上的应用

预应力技术在公路桥梁混凝土路面的应用原理与其在钢筋混凝土结构中的应用有相似之处，都是利用预应力钢筋对路面进行约束，使得路面不出现裂缝，或延缓裂缝出现。在混凝土路面上运用预应力技术时，要做好充分的准备工作，对路面的温度、湿度、教宗在和、摩擦约束等进行深入的探讨，以防在施工时出现收缩裂缝。

3 公路桥梁预应力技术存在的问题

3.1 预应力拉张时间的问题

使用早强剂是当前提高混凝土预应力早期强度的主要方式，通常是在混凝土浇筑3天后开始张拉，然后等混凝土达到一定强度。如果混凝土强度增长过快而弹性模量增加缓慢，则会导致预应力损失增加，使得公路、桥梁承载力不足，出现较多的混凝土裂缝。此外，以早期强度的混凝土进行检测试块，代替实际强度，也会存在不少问题。实践表明，早期使用早强剂的钢筋混凝土通常难以达到实际标准。

3.2 张力控制问题

由于预应力技术出现较晚，其在公路、桥梁的施工运用中并没有形成比较明确的规范，施工人员在施工时很难有标准的规范进行参考，大多数工程均使用1.5级油压来剂量，且不少施工人员并未通过相关技术培训，在控制张拉时忽高忽低，导致实际误差偏大，在进行多束张拉时，不少施工人员对张拉控制不周全，没有均匀的掌握好各束拉力，各束拉力不同，从而对钢筋混凝土的结构也产生了较大的影响。因此，除尽快制定明确的操作规范外，还要加强对施工人员的技术培训，改善设备条件。

3.3 预应力钢筋管道堵塞的问题

若施工人员施工经验不足，在浇筑混凝土时存在野蛮作业，或未采取有效的保护措施，极有可能导致预应力钢筋管道发生堵塞，影响实际张拉效果，使得预应力钢筋的理论拉长值与实际拉长值存在较大的误差，给公路、桥梁的施工成本和工期造成一定的麻烦。预应力钢筋管道堵塞的预防，首先需要建立完善的相关规范并严格落实，还要对管道内部进行精确定位，防治扭曲、弯折等现象的出现，在施工中，也要避免野蛮作业，并安排专业人员跟班，进行孔道施工时，要控制好抽芯时间。

3.4 收缩徐变过大的问题

在公路、桥梁的预应力技术施工时，混凝土路面若收缩徐变过大导致预应力损失也会对工程质量造成严重的影响，在施工中，应尽量减少或避免过多的使用外来剂，应尽量使用水灰比小、强度高的混凝土，以低徐变量和高质量收缩来提高工程质量。

3.5 真空灌浆问题

压力灌浆是常用的解决后张预应力钢筋混凝土中预应力筋腐蚀问题的方法，通常，预应力筋失去保护是由于后张预应力筋以倾斜状态和弯曲状态存在，再加上水泥浆泌水的蒸发导致的。预应力筋在高应力状态下极易被侵蚀，从而影响钢筋混凝土结构的安全性，因此，只有进行高质量的灌浆才能保证预应力筋具有良好的抗腐蚀能力。在浆体控制方面，对于流动性较差的水泥浆，严禁以加水的方式来增加其流动性，在搅拌浆体时，要严格控制外加剂、水泥和水的使用，搅拌机内的浆体也要全部泻尽，严禁一边取料一边进料，压浆前，若发现管道内有水分或脏物残留，则应先使用空压机将管道内的残留物清除。近年来，预应力技术和结构在我国公路和桥梁施工中的应用发展很快，中小型公路和桥梁几乎全都采用了预应力混凝土，而跨径在300～500 m左右的桥梁也有很多选择使用预应力混凝土结构。以前，我们国家修建了不少钢桥，而钢桥的维护费用较大，预应力结构和技术有着十分广阔的发展前景，也必将在公路和桥梁中有更多的运用。

参考文献

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[2] 张增辉.预应力施工中存在的问题及解决措施[J].市政技术，2011（S1）.

[3] 俞建辉，王建国.浅谈公路桥梁施工中预应力的应用及存在的问题[J].中国高新技术企业，2010（3）.