公路桥梁施工中预应力技术的应用研究

王宇

【摘 要】在经济发展的带动下，我国交通运输行业得到了飞速进步，道路桥梁工程的数量不断增加，对于其质量也提出了更高的要求预应力技术作为一种新的施工技术，在我国虽然发展时间较短，但是己经取得了非常显著的成果，可以有效提高道路桥梁工程的施工质量，延长工程的使用寿命，在公路交通事业的发展中发挥着不容忽视的作用，应该得到施工人员的重视。

【关键词】公路桥梁；预应力技术；应用；特点；施工工艺

一、预应力施工技术的特点

预应力施工技术，多应用于混凝土结构，主要是在混凝土结构承受荷载前，预先对其施加一定的压力，使其能够在外荷载作用下时的受拉区混凝土内部，产生相应的压应力，从而抵消或者削减外荷载所产生的拉應力，使得结构可以在正常使用的情况下，不产生裂缝，或者较晚产生裂缝。从目前的发展情况看，预应力技术可以分为体外预应力结构和体内预应力结构，前者作用于混凝土结构外部，多用于混凝土结构的维护和加固，后者作用于混凝土结构内部，一般在施工中普遍应用。在公路桥梁工程中，应用预应力施工技术，可以对桥梁材料的性能进行全面充分的挖掘，使得桥梁内部的微观结构发生改变，各个组件也可以及早适应压力，从而有效提升桥梁的稳定性和刚性。不仅如此，应用预应力施工技术，可以有效节约桥梁施工中应用的材料，降低施工成本，对于现代公路桥梁的施工而言是非常重要的。

二、公路桥梁施工中预应力技术的施工工艺

1、预应力筋的下料及处理工艺

在完成预应力张拉施工后，需要对预应力筋进行固定，首先要对钢管、锚垫板进行灌浆处理，下料过程中应清洗钢绞线（处于粘结段部位），确保钢绞线表面不存在油脂层或聚乙烯层。在施工前还要提前对钢绞线在穿束时的下垂现象进行充分的考虑，提高对张拉伸长因素的重视，把握好粘结段的位置及长度，进而确保粘结力在两端粘结段无明显差异。

2、选取预应力锚具

当前情况下，我国主要采用两种预应力锚具模式。一种锚具为摩阻锚固，它借助摩擦力来对预应力钢绞线加以锚固，把锚具做成楔形，这样会增强同钢绞线间的摩擦力，从而达到锚固目的。这种模式优点是使用范围广，各地皆宜；缺点是铰接不方便，且预应力有很大的经济损失。另一种锚具为机械锚固，这种锚固方式是借助机械加工的形式，在预应力绞线底端加上个锚钉，通过锚钉来接连高硬度的钢筋，抑或用钢摊线来稳固预应力绞线，这种模式特点是连接相当容易，预应力绞线的经济损失较小。

3、预应力筋张拉工艺

高应力张拉、预紧张拉是预应力筋张拉过程中的两个重要步骤，为了降低钢绞线发生缠绕现象的几率，可以通过编号的方法，对钢绞线的位置分别进行确定，同时还要注意在张拉过程中避免出现内部钢束缠绕的情况。预应力钢绞线的张拉效果同预紧张拉有很大的关系，在预紧张拉过程中必须要保证钢绞线两端的对称性，从而降低钢绞线下垂、过长等因素的干扰，使钢绞线两端粘结长度保持一致。预应力筋张拉工艺一方面要确保钢绞线位置的正确性，另一方面还要预防钢绞线缠绕现象的发生，使钢绞线保持绷紧的状态。

因此一定要控制好预紧力，合理的掌握好力度的大小，通常应将预紧张拉力定为设计张拉力的15%。

结束预紧张拉操作后应避免马上进行高应力张拉工艺，应先根据施工标准，认真检查梁体构件的排气孔、灌浆孔及大小等方面是否满足施工条件，并查看孔道及构件中预埋铁位置的准确性，保证孔道的通畅，分阶段、分层次、持续、不间断逐步完成混凝土的浇筑工作，消除影响张拉后钢绞线不合格的因素。

4、预应力筋穿索工艺

预应力公路桥梁施工中的一个关键步骤就是预应力筋的穿索工艺，钢绞线穿入道孔时，对波纹管管道接口处的影响较大，经常引发破损问题，所以要用胶带将钢束端头缠裹住，适当的将穿束速度减慢，减小冲击力，完成穿束工作后还要查看管道的完整性。钢绞线穿线施工的具有较大的难度，钢绞线在施工过程中容易出现缠绞的问题，要先在清洁的地面上对钢束进行梳理，用电焊机、固结磨具将端头焊接在一起并修平表面，当穿线过程中发生堵塞，则要停止施工，把混凝土层面凿开后，将杂物从管道中清除，使管道保持通畅，再继续施工。

5、压浆工艺

应用预应力技术进行桥梁施工时，通常采取局部粘接的途径对横梁进行体外索锚固定，要严格按照设计要求，确保粘结力符合相应标准。通常在确保压浆密实的基础上，要使粘结力达到锚固条件，就必须要保证粘结力同设计张力之比为1：1.08。由此可见预应力桥梁中压浆环节的重要性，在进行压浆施工前，要先完成模型检验工作，检测压浆机的性能。确保在24小时之内完成张拉封锚基压浆，借助手动压浆机进行稳定、适度的压浆操作，如果遇到突发状况时，不要立即触碰锚具，要针对实际情况进行处理。

三、预应力技术在公里桥梁施工中的应用

1、预应力技术在受弯构件中的运用

桥梁整体的结构决定了受弯构件的重要地位，可以说，受弯构件的施工质量直接关系着整个公路桥梁工程的施工质量。

一般情况下，在解决混凝土受弯构件的加固问题时，施工人员会使用碳纤维材料，这种材料的强度较高，而且施工便利，可以有效提升加固部门的强度和刚度。受弯构件自身的结构使得其在加固前就存在相应的初始应力，而混凝土材料本身含有相应的压应变和拉应变，如果混凝土受到外部压力的影响，导致其自身的压应变提升到极限值，则受弯构件的承载力也会达到极限值。

在这种情况下，采用预应力施工技术对其进行加固处理，可以有效提升受弯构件的刚度和韧度，从而保障桥梁的施工质量。

2、预应力技术在多跨连续梁中的应用

在公路桥梁施工中，多跨连续梁包括两种不同的形式，即正弯矩区和负弯矩区，正弯矩区是指跨中区的桥梁，而负弯矩区则是指支座区域。在实际施工中，如果梁的抗弯载力以及抗剪承载力难以满足施工设计的要求，就必须对其进行相应的加固，以保证桥梁工程的质量。而如果跨中正弯曲的抗弯承载力难以满足施工设计的要求，同样需要采用相应的加固措施。

3、预应力技术在公桥梁钢筋混凝土结构中的应用

混凝土裂缝是钢筋混凝土结构中的质量通病，特别是在道路桥梁中的大型钢筋混凝土结构中，非常容易出现裂缝。为了充分利用高强度材料，弥补混凝土与钢筋拉应变之间的差距，人们把预应力运用到钢筋混凝土结构中去。亦即在外荷载作用到构件上之前，预先用某种方法，在構件上（主要在受拉区）施加压，当构件承受由外荷载产生的拉力时，首先抵消混凝土中已有的预压力，然后随荷载增加，才能使混凝土受拉而后出现裂缝，因而延迟了构件裂缝的出现和开展，而在钢筋混凝土结构中运用预应力技术，可以防治结构和构件过早出现裂缝的情况，具有十分显著的效果。具体应用就是在道路桥梁钢筋混凝土结构和构件的加载或者使用之前，给其受拉区的混凝土预先施加压力，即是在其混凝土的受拉区内进行钢筋的张拉，然后通过钢筋自身的回缩力，使得混凝土受拉区预先受到钢筋给其施加的压力。

由于当此混凝土结构或构件在受到外荷载施加的拉力时，必须要抵消受拉区混凝土当中的预压力，然后才能使混凝土受到拉力，这样就非常有效地限制了混凝土的伸长，以此来达到延缓甚至不出现裂缝的目的。

4、预应力技术在公路桥梁加固工程中的应用

桥梁在使用过程中，受各种因素的影响，会出现相应的损伤，影响桥梁的使用安全。为了避免和减缓这种情况，在施工中，需要采取相应的加固措施，对桥梁的主要承载部件进行补强处理，从而提升桥梁自身的承载能力，延长桥梁的使用寿命。在这种情况下，可以利用预应力施工技术，对桥梁的构件施加一定的预应力，以抵消或者减小构件自身的拉应变和压应变，对桥梁进行加固。

结束语：

总之，随着社会经济的发展，我国的交通运输行业得到了极大的进步，公路、桥梁等交通基础设施的建设步伐不断加快，对于其施工质量也提出了更高的要求。在公路桥梁施工中，预应力技术多应用于一些施工面积广、工程量较大的中小型桥梁工程中，可以有效提高桥梁的施工质量和稳定性，具有非常广阔的应用前景，需要相关工程技术人员的重视和推广。

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