浅谈路桥施工中预应力混凝土施工技术

刘志明（广东晶通公路工程建设集团有限公司，广东 广州 510635）



浅谈路桥施工中预应力混凝土施工技术

刘志明
（广东晶通公路工程建设集团有限公司，广东 广州 510635）

摘 要：随着我国路桥建设事业的不断发展，预应力混凝施工土技术顺应时代发展的需求，在现代化基础设施建设中得到了广泛的应用。因其刚度大、耐疲劳、自重轻以及抗裂性好等特点，大大提高了公路桥梁的施工质量和使用年限，从而得到了社会和建设者的广泛认可。

关键词：路桥工程；预应力混凝土；施工技术

0. 引言

在经济飞速增长的当下，人们对于交通设施的要求越来越高，传统的施工技术已无法满足人们日益增长的社会需求，在这一背景下，建设者们经过不懈地探索和实践，预应力混凝土施工技术应运而生；所谓预应力混凝土施工技术，是指混凝土构件在承受荷载之前，预先对其施加一定的张拉内力，从而使构件在使用过程中通过内外力抵消的作用避免混凝土产生裂缝。

1. 预应力混凝土施工技术的发展

19世纪后期，预应力混凝土技术先后在美国和德国得到应用，但受到当时技术与材料的限制，采用钢筋作为预应力材料的混凝土构件很快因为混凝土的徐变和收缩将施加的预应力损失掉，直到20世纪初，法国人利用高强度钢丝作为张拉材料，预应力混凝土施工技术才取得了成功，随后得到了广泛的应用与发展，并在20世纪40年代建成了世界上第一座预应力混凝土桥梁；我国的预应力混凝土技术研究于20世纪50年代，最初只试用于铁路轨枕，之后于1956年在陇海线建成我国第一座预应力混凝土桥梁，此后预应力混凝土结构在我国桥梁建设中得到迅速发展，广泛用于高层建筑、基础工程和海洋工程等领域，经过60多年的研究与发展，我国的预应力混凝土施工技术已取得了瞩目世界的成果。

2. 预应力混凝土结构特点

与普通钢筋混凝土相比，由于预应力混凝土采用了高强度混凝土和高强度预应力筋，因此具有抗裂性强、刚度大、稳定性和抗渗性好等特点，并且节约材料、自重轻，使结构更为简单经济，轻巧美观。

2.1 抗裂性好，刚度大

通过对构件施加预应力，可有效推迟构件裂缝的出现，在使用过程中，由于预加应力抵消了一部分外部荷载的作用力，因此构件裂缝会推迟出现甚至不出现，保证了构件的整体性，从而提高了构件的刚度，增加了结构耐久性。

2.2 稳定性、耐久性好

在结构设计中，如果构件具有强大的预应力筋，使用过程中外部荷载对构件产生的挠度就会减小，尤其是较大的长细比构件，在受到外部压力后容易产生弯曲，导致丧失稳定性而遭到破坏，预应力的存在可以预先使构件形成预拱，构件在荷载作用下产生的挠度因此会减小，避免构件因变形过大而失去稳定性。

2.3 省材料，自重轻

由于构件采用高强度材料，因此减少了构件的钢筋用量和截面尺寸，从而节省钢材与混凝土，降低结构自重，尤其是对大跨度和重荷载结构有着明显的优越性。

2.4 抗渗性好

影响混凝土抗渗的根本因素是孔隙率和孔隙特征，混凝土的孔隙率越低，连通孔越少，抗渗性越好。由于预应力构件对混凝土质量和施工过程要求严格，混凝土自身匀质性好，收缩和徐变小，施工过程中振动到位，可以有效地减少混凝土孔隙率，从而保证了结构的抗渗性。

3. 预应力混凝土在路桥施工中的应用

3.1 预应力技术运用于路桥混凝土构件

混凝土作为建设工程的基本材料，在工程建设当中占有非常重要的地位，路桥工程亦是如此，受其基本特性的要求，往往需要大体积或大跨径的混凝土构件，由于受外部环境与结构自身等因素的影响，这些大体积或大跨径混凝土构件较之一般构件更容易产生裂缝，裂缝的出现将对构件甚至整个工程的质量带来严重的影响，混凝土构件施工中预应力技术的应用，可以有效地阻止或推迟大体积构件的裂缝产生。路桥施工中预应力技术的应用就是在混凝土结构使用前，预先对构件施加一定的作用力，通过预应力筋自身具备的回缩性能，使构件在使用过程中的受拉区预先受到预应力筋对其施加的压力，从而抵消构件在使用过程中外部荷载对其作用所产生的一部分拉力，进而减少混凝土构件裂缝病害的出现，以此来延长结构的使用寿命。

3.2 预应力技术运用于路桥面结构

路桥面作为直接承受荷载作用的部位，受压强度是其最重要的指标之一，直接影响着行车安全与舒适性。近年来，路桥施工中逐渐兴起并广泛普及桥面结构预应力施工技术，该技术的研发与应用不仅实现了对路桥面的有效保护，更将我国路桥面施工水平带到了一个新的高度；其技术的原理主要是通过对预应力钢筋的有效配置使钢筋与路面混凝土形成一定作用的约束，使两者更为紧密地结合在一起，从而达到提升路桥面施工质量和延缓或消除裂缝出现的目的；路桥面预应力技术的应用，前期必须研究其理论知识，计算施工数据（必要时进行相关实验），对行车荷载、气候和施工环境等影响路桥面混凝土变形的因素进行深入的研究，得出最合理、最恰当的预应力需求，以此标准作为实际施工中的技术依据，合理施加预应力，避免路桥面混凝土裂缝的产生。

3.3 预应力技术运用于路桥加固

随着时间的推移，道路桥梁在运营过程中难免会产生一些病害，或是由于路桥的现行荷载超出起初的设计参考荷载，这时候就需要对其进行加固补强。路桥加固的目的是保证道路桥梁的使用安全和延长其使用寿命，是路桥养护阶段的一个重要环节，其措施主要是对结构的承重部位的使用性能进行改善和补强，增加构件的强度和刚度，提升构件的承重能力，从而满足现代交通的需求。预应力技术对于路桥加固的应用，能够有效增强构件的承载能力，达到从整体上改善路桥结构性能的目的，除此之外，预应力加固技术还运用于对道路桥梁薄弱构件的加固，可有效地避免薄弱构件的损坏。

到目前，预应力加固技术因其经济合理、效果明显等特点受到了建筑行业的广泛认可，得到了建造者们越来越多的运用。

4. 预应力混凝土在路桥施工中的技术要点

预应力混凝土作为路桥施工中的技术要点，其质量控制的好坏直接影响着整个结构的受力安全，因此，控制好预应力混凝土施工技术，是路桥工程建设的重中之重的任务。

4.1 预应力混凝土的材料选择

预应力混凝土受其结构特性的要求，混凝土的选择应具有高强度、低收缩、缓凝早强等特点，同时随着混凝土技术的不断发展，工业化学产品的掺入，更好地满足了混凝土的施工需求，如缓凝剂、早强剂、膨胀剂等一些外加剂，但必须注意的是，外加剂用量需根据施工要求通过试验确定，不得随意掺和；另外，预应力结构中所需的预应力筋、锚具、夹具和管道材料的性能和质量，应符合现行国家的有关标准的规定，材料进场外观检验合格后，需现场取样进行复检，确认合格后，方可使用。

4.2 预应力混凝土施工技术方案的选择

施工技术方案是施工组织设计的核心，预应力工程施工前，首先应编制合理的施工方案，施工方案的编制应根据工程实际情况和设计要求，进行多方案比选确定，对于工程重要部位或存在安全隐患的施工过程，应进行专家会议论证，并结合论证结果编制施工技术方案。施工技术方案的确定还需考虑施工单位的技术能力和经济安全性，选择技术成熟，经济合理，安全可行的方法进行施工，比如预应力张拉过程，施工单位应结合自身能力，合理选择后张法或先张法，确保工程顺利进行。

4.3 预应力混凝土施工队伍的选择

施工队伍的选择应采取招投标的方式进行确定，选择过程中需审查投标单位的企业资质和该企业从事本类工程的业绩与工作经验，履约情况是否良好，不符合工程要求的不能使用；施工过程中操作人员必须持证上岗，并根据本工程情况进行岗前培训，确保施工工期和操作质量。

5. 预应力混凝土在路桥施工中的常见问题与处理措施

预应力混凝土施工因其技术复杂，实际操作难度大，施工中往往会出现一些问题，其中最为常见的是后张法施工中预应力管道堵塞，导致后期施工中预应力筋无法正常穿过，其不紧会影响施工工期，还会对施工质量带来一定的缺陷。因此在施工过程中首先应准确安装预应力管道，保证其线性良好；其次确保管道密封性良好，防止混凝土浇筑过程中漏浆；最后是混凝土浇筑时注意管道保护，避免因混凝土振捣导致管道破裂漏浆堵塞。

结语

如今，预应力混凝土技术已成为现代路桥建设中不可分割的一部分，其施工技术也越来越成熟，不仅提升了路桥施工质量，而且延长了路桥的使用寿命，降低了工程的施工成本；但同时受各种主观因素的影响，预应力混凝土施工过程仍旧存在着许多问题，严重影响着其技术的运用与发展，这就要求我们在施工过程中规范施工技术，提高自身技术水平和质量意识，从而为我国道路桥梁建设工程的质量提供保障，增强建设企业的市场竞争力。

参考文献

［1］熊学玉，高峰.预应力型钢混凝土框架梁试验研究及抗裂度分析［J］.工业建筑，2011（12）：16-20.

［2］史智勇，赵永红，刘云平. 浅析路桥施工中预应力技术的应用［J］. 中国水运（下半月），2013（9）：253-254.

中图分类号：U44

文献标识码：A