道路桥梁施工中预应力的应用及存在的问题

李守国

(四川路桥桥梁工程有限责任公司 610072)

道路桥梁施工中预应力的应用及存在的问题

李守国

(四川路桥桥梁工程有限责任公司 610072)

本文通过对预应力进行概述，进而对道路桥梁施工中预应力的应用作出介绍，分析道路桥梁施工中预应力存在的问题。关键词：道路桥梁施工；预应力；应用；问题

随着我国社会主义市场经济的发展，交通基础建设规模日益扩大，预应力技术在桥涵、隧洞、边坡、加固等方面的作用日益彰显，对我国路桥的轻量化和高承载能力发展起着举足轻重的作用。

一、预应力概述

（一）预应力存在的意义

预应力是在施工期间为了改善结构的服役表现，预先施加给结构的压应力，结构服役期间预加压应力可全部或部分抵消荷载导致的拉应力，避免结构破坏。我国的预应力技术在建国初期照搬苏联模式开始，经过50多年的研究与工程实践，现已成为我国建筑领域中关键技术之一，在预应力体系及施工技术方面，在施工工艺等方面呈现较高水平，为施工项目的顺利开展提供有力的技术保证。

（二）预应力的技术优势

预应力可以改善结构性能、扩大功能，节约钢材、木材、水泥等材料，延长道路桥梁的使用寿命，降低混凝土结构梁在竖向上的剪刀力以及结构所受到的主拉应力，而且在安装方面简单，具有抗裂、抗疲劳的优点，在一定程度上减轻了桥梁的重量，为建筑工艺的提高提供基础和支持。

二、道路桥梁施工中预应力的应用

（一）预应力钢绞线及锚具的应用

目前，预应力钢筋、低松弛预应力钡丝、钢绞线、冷拉预应力钢丝、矫直回火预应力钢丝是预应力使用的主要钢材，这些材料具有优越的性能、施工便捷，经济效益良好，例如，在高架桥公路中运用。当前道路桥梁施工中应用的预应力材料是以钢筋为主，绞线应用范围广、利用率高、施工简单，节约材料，在预应力钢绞线的选择时应严格按照施工标准进行，注意钢绞线的几何参数、表面状态、断裂载荷等参数以及预应力型号、规格等标准的选择。选择良好的锚具能够降低锚具自身应力损失，而且能方便的进行连接，应采用整体式锚头，不采用分离式锚头，在没有压浆之前可以对其进行有效调整，后张法预应力混凝土结构所应用的锚具分为机械锚固和摩阻锚固两类。

（二）在钢筋混凝土架构中的应用

在预应力混凝土结构设计期间，为得到科学合理且适合钢束布置分布图，要根据施工经验假定预应力钢束的实际分布图，全面分析论证各项因素，并对钢束的设置和布局进行调整。

由于预应力在钢筋混凝土架构中可节约工程材料、增强结构的抗裂性和抗渗性、改善结构的耐久性、提高构件与结构的刚度，减小变形、提高结构的抗疲劳性和受压构件的稳定性等种种优势，使得它在各应用领域中的轴心受拉构件、受弯构件、偏心受拉构件、偏心受压构件及轴心受压构件上广泛采用，成为大中跨承载结构、大柱网大空间框架、多高层工业民用建筑、大跨空间结构、网格交叉大梁及析架、悬索结构、加固等高新技术之一。

在预应力混凝土连续梁桥的施工过程中，要保证连续梁各个主要受力部位的应力控制在容许范围里，从而保证施工期间桥梁结构和人员的安全，并尽量达到设计资料所要求的设计状态。

（三）在碳纤维片中的应用

碳纤维是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。在现代建筑中，由于设计荷载标准低导致建筑使用功能的改变，成为历史遗留问题，随着现代施工标准的日益提高，其很难满足现代施工建筑规范的要求，需要进行彻底的维修和加固。在施工中，若要达到道路桥梁的高标准、高要求，就需要付出很大的工程成本，为节约成本，使用碳纤维片粘贴方法进行加固修补结构广受热捧，也是相对比较简单、应用广泛的工艺。碳纤维片与预应力的结合很好的提升了钢筋混凝土的性能。

（四）混凝土路面中加固中的应用

钢筋混凝土结构路面施工中的裂缝是不可避免的，为解决这一问题，需采用预应力技术在一定程度上保证工程的质量，主要原理是对相关结构构件进行补强，改善构件的结构性能。加固施工中，主要有改变构件的预应力和实施体外预应力加固两种方式。在大跨、薄壁构件中，由于剪力或扭力作用易出现斜向裂缝，而采用预应力的同类构件可以有效提高构件的斜截面抗裂性、抗扭性，而且可延迟裂缝出现。当钢筋混凝土结构开裂过大时，可施加预应力来减小裂缝，同时，也可将小跨度结构抽柱改为大跨度结构，通过预应力来提高其承载力。

三、道路桥梁施工中预应力存在的问题

预应力施工工艺在道路桥梁的施工、质量、安全性、可靠性及寿命方面着非常重要的意义，直接涉及到道路桥梁施工控制的几何、应力、稳定和安全控制等方面。

（一）钢筋管道堵塞

在具体施工过程中，混凝土浇筑的不合理直接影响管道堵塞。所以，在施工前，需对工程施工形式进行分析，合理开展浇筑形式。施工中会涉及到波纹管的应用，但波管具有易碎、细软的特点，很容易让泥浆、杂物等进入管道内部引起堵塞。为保证预应力体系的质量，要对波纹管的安装定位进行有效控制，确保在混凝土进行浇筑以后波纹管不会发生堵塞、漏浆等等问题。另外，在预应力施工阶段，施工人员要按要求进行操作，若操作不当极易导致导管受损，从而对预应力技术的应用产生消极影响。总之，管道堵塞时，根据预应力钢筋的坐标曲线，对波纹管进行严格检查是否密封，防止浇注混凝土时阻塞管道。

（二）张拉工艺问题

预应力张拉就是在构件中提前加拉力，使得被施加预应力张拉构件承受拉应力，进而使得其产生一定的形变，来应对钢结构本身所受到的荷载。

张拉工艺不到位容易在成结构损坏。预应力筋张拉顺序应对称张拉，当两端同时张拉时，先锚固其中一端，再待补足张拉力锚固另一端。两端张拉力应一致，伸长值相加后应符合设计规定要求。值得注意点是，后张法预应力筋若处在非平衡状态或是多跨度弯曲状态时，水泥浆液泌水蒸发会出现局部部位浆液不饱满不密实的问题，导致预应力筋丧失保护。而且，预应力筋在高压状态下容易由于产生腐蚀产生结构安全、耐久问题。

（三）张拉前出现裂缝

结构出现裂缝的原因很多，温度和湿度的变化、结构荷载、施工原因、干缩等因素都会不可避免产生结构构架的裂缝。所以，良好的施工工艺显得非常重要，在施工中，要直接控制有效预应力、预应力筋受力均匀性、控制施工顺序、控制梁的挠度线型、扭转，实现最佳变形与性能优化，达到最有效的施工工艺方案。另外，还要对控制构件的品质进行严格把关。

（四）压浆不饱满

由于预应力管道设计空隙较小、水泥浆配制不当、管道堵塞，未设排气孔或排气孔设置的位置不理想导致的管道窝气、压浆孔、排气孔堵塞、压浆封闭排气口、封锚不密实等因素均会影响预应力压浆不饱满，所以，要严格按照施工技术规范中的各项技术指标，采用真空吸浆压浆工艺，管道压浆进行量化指标，采用预应力塑料波纹管作为管道材料并对现场管理措施。

此外，在施工中，因为混凝土路面的收缩较大会造成预应力产生损失，影响工程质量。

预应力技术主要是利用混凝土的抗压和钢筋的抗拉性，对结构进行施加拉应力，以抵消结构构件在荷载外作用下的变形，预应力技术的存在为公路桥梁施工带来的福音的同时，也伴随一些问题，所以，在施工中要对每道工序进行严格管控，从而保证道路桥梁的施工质量。

[1]张英民.桥梁施工中预应力的应用及存在的问题探析[J].道路桥梁.2016年7月。

[2]吴骄文.浅谈公路桥梁施工中预应力的应用及存在的问题[J].科技展望.2016年5月。

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