浅析预应力技术在路桥工程施工中的应用

鲁怀亮?张凤

摘 要：作为路桥工程施工的重要技术，预应力技术由于其自身特点在路桥施工中得到了大量的应用。不仅可以最大限度地提升工程施工的质量，还能延长路桥工程的使用周期。本文主要对预应力技术的特点进行了简要地分析并在此基础上就预应力技术在路桥工程施工中的应用展开论述，以供参考。

关键词：预应力；路桥工程；施工

预应力技术在桥梁施工中因其节省材料、自重轻、减小混凝土粱的竖向剪力和主拉应力、结构简单、安全可靠、便于安装等优点，在国内公路桥梁建设中得到广泛应用。所谓预应力，就是事先人为地在砼中引入内部应力，将作用在其上的使用荷载所产生的应力抵消到一个合适的程度，从而提高构件的抗裂度和刚度，减少构件竖向剪力和主拉应力可以大量的节约材料，减少自重，并且此种施工队工方法安全可靠，并趋于成熟。由于预应力构件具有以上优点，因此此项技术被广泛的运用于公路桥梁建设中。

1 预应力技术特点分析

1、具有较强的使用功能

在预应力技术应用中为了保证预应力的实际效果，所应用的建筑材料如混凝土、钢材等都是高质量的，这样就能够减少材料的应用量，实现了结构截面的减小，这样所建设的桥梁高度就会有所下降。尤其是在当今土地资源异常紧张的状态下，预应力技术的应用能够有效的降低立交桥的高度，也就会适当的减小引道长度，节省土地资源的使用，能够实现经济效益和社会效益。与此同时，该技术的应用还能够有效的减小桥梁自身的重量，防止混凝土裂缝的出现，而桥梁高度的降低也导致建筑结构发生了良性的改变，桥梁外观质量也有所提升。

2、受力分析

通常情况下，公路桥梁在设计过程中除了要考虑到桥梁的使用功能之外，还要考虑到我国城市规划、地下管道敷设等现实状况，因此，我们看到桥梁建设结构需要从多方面进行分析与考虑。尤其是在当前桥梁建设难度增加的状态下，对桥梁结构的要求也在不断提高，尤其是桥梁的受力结构，要满足减小占用空间的同时还要提高桥梁的受力能力，这就需要在设计过程中做到“精确的分析合理的布局”，而预应力技术的应用给桥梁结构带来了比较复杂的受力体系，这种力系能够提高桥梁的受力能力，就比如，预应力具有空间效应，这种空间效应同弯扭内力有着一定的抵消作用，还比如，在“多梁格的宽桥”中，桥梁中的预应力能够适当的对主梁的受力状况进行改善，实现受力作用的均衡，提高桥梁的使用寿命。

3、耐久性分析

通俗来讲，耐久性即是指公路桥梁的使用寿命，由于预应力技术的应用需要高质量的钢材与混凝土，这种高质量的施工材料能够在一定程度上提高建筑物的抗裂性以及抗渗性，提高了混凝土工程的施工质量，减小了裂缝出现的幾率，进而也就避免了环境中的水、盐、碱等对桥梁的腐蚀，适当延长了桥梁的使用寿命。

2 预应力技术在路桥工程施工中的应用

1、预应力混凝土的结构设计

路桥工程施工过程中的预应力技术应用，非常重要的一点就是预应力混凝土结构设计，其标准在于满足路桥施工的实际需求，并在严格按照施工设计规范之要求下，对预应力混凝土的结构进行设计。一般而言，在对预应力混凝土的结构进行设计时，应当考虑到该结构的承载能力及实际使用情况。在预应力技术应用过程中，尤其是施工阶段的结构强度验算和材料应力验算一定要非常的准确，这是对预应力混凝土结构设计的关键和基础。实践中，为确保路桥施工中的混凝土结构变形不会影响到路桥的使用及外观美感，应当首先设计和验算混凝土结构的支撑能力与安全度；同时，在实际施工过程中，混凝土结构的预应力绝对不能超过可操作范围，只有这样才能有效的控制施工阶段的预应力技术，才能确保预应力技术的有效应用，这正是我们为何要保障路桥的施工设计之目的。笔者认为，除以上外，还需要注意预应力混凝土施工设计和技术应用过程中，一定要严格控制其挠度值，绝不能超出规定的操作范围。总之，做好预应力混凝土的结构设计工作是提高预应力技术在路桥施工中使用功效的关键和基础，为预应力混凝土技术的应用提供了保障。

2、钢绞线及锚具的选择

当前预应力技术中所需钢材主要有低松弛钢绞线、普通预应力钢绞线、矫直回火预应力钢丝以及预应力钢筋等，其中低松弛钢绞线是一种新型钢材，它具有经济高效、便于施工、实用价值高以及可以提高建筑结构轻便性与美观度等特点， 因而在工程施工中得以广泛应用。在路桥施工过程中，预应力钢绞线可以有效的提高路桥施工工程的经济效益与社会效益，对于节省建材和施工成本具有重要的作用。在预应力混凝土技术应用过程中，应当从如下方面选择钢材：伸长率参数、松散程度、断裂荷载度、表面状态以及几何参数等；选择钢绞线应注意松弛性、尺寸和规格以及延伸率。一般而言，预应力技术可分为先张法与后张法两种。其中后张法所用到的锚具又可以分为机械锚固和摩阻锚固。机械锚具主要是应用在预应力钢材的端部，它是通过加工后才成为具备条件的一类锚固。从实践来看，这类锚具不仅可以应用在集束型的高强钢丝与锚旋高强度的粗钢筋之中，而且可应用在多根钢绞线或单根钢绞线锚旋之中，具有应力损失小、连接方便等特点， 并且在预应力灌浆之前可重复放松。摩阻锚具的类型与品种都非常的多，应用范围也比较广泛，此类锚具可通过楔形的锚具拉紧钢材，锚固力吨位比较大，且很容易发生变化，而且穿索操作过程比较便捷。 总结大全 http：/

3、受弯结构中的预应力技术应用

从实践来看，在路桥施工过程中的受弯结构中应用预应力技术非常有效，这主要是因为它具有碳纤维强度高及施工简便等特点，因而在当前路桥施工过程中得到了广泛的应用。一般而言，碳纤维最终的盈利主要取决于混凝土应变增量值， 若初始值的应变比较大，那么很可能会破坏掉碳纤维应力程度相对较差部位的构件，进而导致碳纤维强度的较高优势难以得到有效的发挥。基于此，在路桥工程施工过程中，笔者建议可在碳纤维片材黏贴的同时施加一定强度的预应力，通过这一做法可使碳纤维片材的自身结构具有一定强度的初始拉应力，从而可以提高碳纤维应力、防止碳纤维强度遭到破坏，以充分发挥其高强度优势，为保证路桥工程的施工质量奠定基础。

4、加固工程中预应力技术应用

据调查显示，只需通过一般性的路桥加固措施即可提高路桥的承载能力，并可以有效的改善路桥的使用性能，其中提高路桥的承载能力之措施主要是通过改善建筑构件结构的性能和补强构件，以延长路桥的使用寿命，同时满足日益增长的交通运输需求。从实践来看，路桥工施工过程中最常用到的加固措施有加固桥体的外预应力、加固桥面的补强层和改变桥面的结构受力体系。

但在路桥工程实际施工过程中，一般会将预应力事先加到构件之上，从而使构件受拉部位先产生一定强度的拉应力，以减小预应力构件初弯矩拉应变程度，进而实现提高建筑构件承载力之目标并有效的发挥加固钢筋功效。

3 结束语

综上所述，随着社会经济与科学技术的飞速发展，路桥施工行业也取得了很大的进步，路桥施工技术尤其是预应力技术的发展，推动了路桥施工行业的快速发展。在路桥施工过程中引入预应力技术，可以有效的提高该工程的建设质量，对提高路桥工程的抗渗透性、抗裂能力具有非常重要的作用。

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