公路桥梁施工中预应力技术问题的探讨

黄志强+黄家瑜

摘 要：随着公路桥梁建设规模的扩大，预应力混泥土结构因其具有充分利用材料的高强度性能，可以有效防止混泥土裂缝，减轻结构自重，加大桥梁跨径，刚度大，型车舒适等优点技术在公路桥梁上得到普遍的应用，然而预应力技术引起的施工质量问题也不断增多，在实际施工中存在诸多质量问题。本文首先介绍了预应力技术的优点，分析其存在的问题，提出了施工中的应用对策。

关键词：公路桥梁 预应力技术 应用措施

1.预应力技术的优点

现今在公路桥梁施工中，预应力技术得到广泛运用。相比较其他公路桥梁施工技术来说，预应力技术属于一种较为新颖的技术，且在实际施工中应用的时间还较短，应用的经验不是特别丰富。但是，就目前来看，预应力技术一在公路桥梁施工中应用就显示出明显的优势，优势主要体现在以下几个方面：首先，预应力技术应用范围十分广泛。预应力技术不仅仅在公路桥梁施工中得到广泛使用，在一些边坡锚固等工程施工中也会大量使用到预应力技术。其次，预应力技术可大量节省施工材料。这样一来，不仅使得工程造价得到大幅度降低，最重要的是还能使得道路桥梁的自重得到显著减轻，使得工程质量得到保证。再次，预应力技术在公路桥梁施工中使用还能对公路桥梁的抗裂能力、抗滑能力以及抗渗透能力都得到显著提高，使得公路桥梁施工质量得到有效提高。最后，在公路桥梁中积极运用预应力技术还显示出施工便捷性高、操作安全性高等特点。

2.公路桥梁施工中预应力的存在问题

在公路桥梁施工中对预应力技术运用时存在较多的问题，主要有：首先，预应力锚具与孔道之间的问题。其中主要有锚具尺寸之中存在的偏差、扁锚以及相关连接器之间产生的操作失误、后张预留孔道的施工质量不合格等等，这些情况都导致施工质量受到一定程度的影响。其次，预应力技术的施工工艺等文。在预应力结构中由于混凝土张拉时间对其缺乏有效的控制，导致预应力不合理，进而导致超长束端张拉工艺出现失控，与此同时还会导致混凝土上层被一定程度损坏，预应力孔道压泵也会出现相应的问题。

一般来说，遇到上述问题，就需要采取有效的解决措施，进而使得施工质量得到有效保证。首先，由于在公路桥梁施工过程中，对预应力技术进行利用容易受到各种外界因素的影响，因而为了使得公路桥梁在施工的时候施工质量得到有效保证，就需要在预应力技术在实际施工之前，对公路进行相应的勘察工作，组织工程中的专业人员对项目现场的施工环境进行观察。并根据已经收集得到的资料对处理方案以及应急方案进行合理设计，从而使得问题被有效解决，最终使得在公路施工中预应力技术可以得到科学有效利用。其次，在对预应力技术进行利用之前，应该结合以往使用该技术的相关经验，并对现场施工的实际情况进行分析，进而使得预应力技术在公路桥梁施工中的效率以及质量都得到有效提高，使其满足公路桥梁施工的相关要求。

3.公路桥梁施工中预应力的应用

3.1对预应力钢绞线的选择

现今，市场上使用的预应力钢材主要是预应力钢筋、矫直回火预应力钢丝、普通预应力钡丝、低松弛钢绞线以及冷拉预应力钢丝。低松弛钢绞线属于一种新的预应力钢材，其主要特点有效率高、经济性强、施工难度较低等特点，因而在建筑工程中已经得到了大量使用，如高速公路、高架公路的建设中。在工程施工中使用预应力钢绞线可使得钢材可大量节省，进而取得较高的经济效益以及社会效益。在对预应力钢绞线进行选择的时候，应该注意钢绞线性能的各项参数，如松散性、伸长率、几何参数以及表面状态等等。另外，还需要注意钢绞线的各项标准，如品种规格、尺寸公差以及延伸率等。

3.2预应力锚具的选择

在后张法预应力混凝土结构中所使用到的锚具一般有两种，即机械锚固以及摩阻锚固。一般来说，机械锚固类锚具主要是在预应力器材的顶部使用机械加工的方式，使其形成一个可进行锚定的条件进而可进行加固。这类锚具是用于粗钢筋或者集束型的高强钢丝中，也有的是用于多根多单根的钢绞线的。主要特点是使得锚具应力的损失得到有效降低，使得连接较为便捷。在未对其进行灌浆之前，可以对张扣进行放松或重复，使得预应力得到调整。摩阻锚固类的锚具主要是对楔形锚具进行利用，进而使得锚力产生较多的变化，进而使得穿索难度降低。但其缺点就是使得锚具的应力产生较大的损失，想要对其进行连接或是重复张拉出现很大难度。

3.3对预应力体系进行设计

一般来说，预应力体系在设计的时候，采用的是OVM以及XYM体系。这种体系的顶板纵向钢束使用的是平竖弯曲相结合的空间曲线，并集中锚固使其在腹板顶部的承托上，而底板的钢束则应该在齿板处的锚固上。这样的设置具有以下的特点：首先，使得预应力达到最大力臂，对于力学效应进行最大限度发挥。同时，由于步束是在腹板处，因而预应力的传力路线较短，在全截面上分布；其次，顶板束锚固设置在承托之中，这时，就不需要在设置复杂的齿板构造，而箱梁的尺寸可根据受力的需要对设计进行相应的控制。再次，顶板以及底板的钢束在平面上也是按照一样的S型在相应的设计位置上锚固的，这样可以使得锚固点所产生的横向力被集中消除。

3.4对预应力效应的测算

在进行预应力混凝土结构的设计时，应该首先根据经验对预应力钢束的分布图进行假定，之后在对其进行预应力分析，对结构中各截面所具有的应力状态进行检查。若结构中的预应力状态不符合要求，就需要对钢束分布进行调整改进，经过多次调整之后，使其满足应力要求。因此，在对预应力筋、预应力锚具或者预应力体系进行设计的时候，首先要看预应力效应的如何。

在对预应力损失进行测算的时候，包括两个方面，即瞬时损失以及后期损失。瞬时损失指的是在钢束锚固之前或正在锚固的时候可能出现的预应力损失值。而对于后张力预应力混凝土结构来说，其中包括钢束与预留孔道之间所产生的摩阻损失，或在张拉的时候，构件长度所导致的缩短，也就是弹性压缩损失以及锚具产生变形之后造成的损失。后期损失是在钢束进行锚固之后产生的损失，它主要包括钢束松弛以及混凝土收缩、后期预应力在进行张拉的时候所造成的钢束预应力的减小等等。

3.5预应力技术在路桥钢筋混凝土结构中的实际应用

在公路桥梁施工时，钢筋混凝土施工是其中的重要组成部分。而在钢筋混凝土结构施工的过程中，可以通过积极利用预应力技术的方法，使得在混凝土施工中最常出现的裂缝情况得到有效减少。这样做的基本原理是在混凝土结构正式施工之前对受拉区范围中的混凝土进行加压，使得受拉区混凝土钢筋的抗压能力得到显著提高，使得钢筋混凝土施工完成之后出现裂缝的情况大大减少[6]。另外，公路桥梁的施工中，路面施工质量是保证整个施工质量的关键部分。就目前来看，我国公路桥梁路面在进行施工的时候最常出现的问题就是裂缝问题。这时，也可以积极利用预应力的施工技术，避免道路路面出现裂缝，影响道路的质量。这样做的作用机制主要是和在进行钢筋混凝土结构施工时应用预应力技术的机制是一样的。

4.结语

综上所述，现今，随着科学技术的快速发展，预应力技术也得到了相应的发展。并且，预应力技术在公路桥梁施工中也得到了广泛的应用。但是，不容忽视的是，预应力技术在得到广泛运用的同时，也出现了一些问题，影响施工质量。因而，在今后的施工过程中，应该对预应力技术在运用中出现的问题进行有效的规避，从而使得公路桥梁的施工质量得到有效的保证，也促使预应力技术在不断的改进运用中发展成熟。

参考文献：

[1]刘浩，王嘉豪.预应力混凝土工程施工技术管理叨.桥涵施工与管理，2013（10）：23-24.

[2]黄晓军.路桥工程中预应力混凝土技术特点与应用的分析田.建工信息，2014（11）：67-68.

[3]张俞宁.预应力混凝土桥涵施工管理.桥涵资讯，2015（08）：111-112.

[4]杨宗放.现代预应力混凝土施工[M].中国建筑工业出版社，2002.

[5]公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S]，JTG D62-2004.

[6]周明华：预应力桥梁裂缝的成因之一预应力施工中存在的若干技术问题[A].第16届全国结构工程学术会议论文集（第Ⅲ册）[C]，2007.