预应力技术在路桥施工中的应用分析

常爽 孙彬 候宝玺

摘 要： 路桥工程在我国的众多行业中占据着非常关键的位置，能够便利人们的出行，促进交通经济的发展。在科学技术的快速进步下，人们对路桥的施工技术提出了更高的要求，预应力技术在路桥施工中应用的越来越广泛，能够有效提高路桥的质量，延长路桥的使用寿命。本文对预应力技术的概念、存在的问题、具体应用进行了详细的分析，以最少的施工成本实现最大的经济效益，促进路桥事业的健康稳定发展。

关键词： 预应力技术；路桥施工；应用分析

一、预应力技术的相关概念

在路桥施工的过程中，应用预应力技术，主要是在路桥的混凝土施工中实现。在混凝土工程中，预应力技术的应用主要体现在，对混凝土构件的构建。在混凝土的施工过程中应用预应力技术，是通过利用混凝土构建中产生的预应力状态，实现对混凝土中外荷載拉应力的减小或者抵消作用。换一种说法就是，预应力技术的应用是利用混凝土中的高抗压强度，弥补预应力抗拉强度的不足，实现对受拉区混凝土开裂推迟的目的。预应力技术在路桥施工中的应用，主要是构建预应力混凝土结构，利用预应力混凝土结构较高强度的混凝土和钢材，保证预应力混凝土在路桥施工的过程中，具有较强的抗裂能力、较大的刚度、较好的抗疲劳性能和抗渗性能、较高的强度和抗剪能力等特点，可以实现对路桥施工过程中混凝土和钢材等施工材料的节约，对施工中的结构截面尺寸进行减小，降低路桥混凝土结构的自重，防止混凝土开裂并且可以减少挠度等目的。在路桥施工的过程中，应用预应力混凝土技术可以提高路桥的经济效益，保证路桥的建筑形式更加轻巧和美观，增加了路桥工程的使用寿命。

二、路桥工程中预应力技术应用问题

1、铺垫板面问题

在路桥工程预应力张拉过程中，在力度控制不足的情况下，铺垫板面与孔道轴向位置容易出现一定的偏移现象，预应力轴线与板面的偏差会呈现明显的垂直状态。这些问题使预应力滑丝断裂的风险大大增加，对整体路桥工程质量造成一定程度的影响，路桥的稳定性大大降低，产生比较明显的安全隐患。

2、锚板混凝土形变问题

在路桥工程混凝土浇筑过程中，施工人员必须在掌握实际施工需求的基础上，控制混凝土振捣设备运行频率，振捣混凝土后，稀疏状态呈现的比较明显。在控制混凝土强度的时候，会出现一定的问题，偏离实际需求，在压力作用下，混凝土出现变形、开裂、位移等现象。

3、混凝土钢筋管道堵塞问题

在路桥工程混凝土浇筑过程中，对基础施工人员的要求较高，必须在掌握整体施工流程规范的基础上，合理控制混凝土浇筑量，然而在实际的施工过程中，张力的控制存在很大的问题，大大增加了混凝土钢筋管道堵塞的频率。另外，在施工的过程中，由于其他因素的影响，施工人员对施工规范的认识和了解往往不够透彻和详细，施工工艺达不到预期的要求，使混凝土钢筋管道弯曲的风险大大增加，不利于混凝土钢筋管道的正常运行。

三、预应力技术在公路桥梁施工中的具体应用

1、预应力钢绞线的选择

目前我国预应力技术施工中常用的钢材主要包括：低松弛钢绞线、矫直回火预应力钢丝、普通预应力钢绞线以及有预应力钢筋等几种。低松弛钢绞线是一种新型的预应力技术施工钢材，具有便于施工、经济高效、实用价值高，以及能够在使用过程中提高建筑构件轻便性和美观程度的特点，并逐渐显现出了其独特的优势，因而在路桥施工中得到了广泛的应用，尤其是在一些较为重要的工程上，例如，大型桥梁、高架公路、高速公路、高层大跨度建筑物以及核电站等等。在路桥施工中，预应力钢绞线的应用能够有效提高施工工程的社会效益和经济效益，节省建筑施工材料和成本，这一优势也是其他类型钢材所不具有的。在预应力技术施工中，应从以下几个方面来进行钢材的选择，即伸长率的参数、断裂荷载度、刚才松散程度、表面状态以及钢绞线的几何参数等，在选择钢绞线时要注意钢材的松弛性、延伸率、尺寸和品种规格等等。

2、预应力锚具的选择

预应力技术分为后张法和先张法。预应力技术后张法中所使用的锚具，通常分为摩阻锚固和机械锚固两种。机械锚固类的锚具主要应用于预应力钢材端部，通过机械加工，成为具备工作条件的锚固。这类锚具通常应用于集束型高强钢丝以及锚旋高强度粗钢筋中，同样也可应用于多根钢绞线或者单根钢绞线等特殊的锚旋中，其主要特点在于该类锚具有连接方便且应力损失小等特点，在预应力灌浆前可以进行重复放松或者张扣等操作。摩阻锚固类的锚具类型和品种都较为丰富，且应用范围更加广泛，这类锚具能够通过楔形锚具，拉紧预应力钢材从而形成锚旋，其锚固力吨位较大，且富于变化，穿索操作的过程也较为简便，但会造成较大的预应力损失，如果需要进行重复连接或者拉张就会显得不方便。

3、预应力技术在加固工程中的应用

普通的路桥加固措施就可以起到提高路桥承载能力的作用，而提高路桥承载能力的主要措施是改善构件结构性能以及补强构件，从而起到延长路桥使用寿命的作用，以满足日益增长的交通运输需要。目前，路桥施工中常用的加固措施主要包括：加固桥体外预应力，加固桥面补强层以及改变桥面结构受力体系等。在实际的路桥施工过程中，可将预应力先施加到构件上，使构件的受拉部位产生拉应力，从而减小预应力构件在初弯矩时的拉应变，以达到提高构件极限承载力的目标，充分发挥加固钢筋的作用。

4、预应力技术在受弯结构中的应用

预应力技术应用于受弯结构中，具有碳纤维强度高和施工简单的特点，因而在路桥工程施工得到较为广泛的应用。碳纤维的最终盈利直接取决于混凝土的应变增量，如果初始应变较大，则会破坏碳纤维应力程度较差的构件，使碳纤维强度较高的优势无法得到发挥。所以，在路桥施工时，可在粘贴碳纤维片材的同时对其施加一定程度的预应力，从而使碳纤维片材自身具有一定的初始拉应力，实现碳纤维应力的提高，防止破坏碳纤维强度，以充分发挥出其高强度的优势。

5、预应力构件张拉前裂缝的防治

较大的收缩或温差会使预应力构件出现张拉前的裂缝，或者出现外部荷载导致钢筋砼结构出现裂缝的问题，然而，裂缝问题的发生会严重影响路桥工程施工的质量，因而应尽量加以避免。张拉前裂缝的问题通常主要发生在预应力构件的表面，如预应力构件的箍筋位置，或是构件的侧面或是顶面。为有效避免这一问题的发生，在路桥施工过程中应对构件内外的温度差进行有效控制，避免因温差过大而引起裂缝问题，具体的措施为：适当延长外壁较薄的预应力构件的拆模时间，避免台座与预制构件之间出现粘连，使构件不会受到自身热胀冷缩现象的影响。

四、结语

综上所述，预应力技术具有非常明显的优势，能够节省人力物力，以最少的施工成本实现最大的经济效益，在路桥施工中具有非常广泛的应用。在实际的施工过程中，需要对存在的问题进行详细的分析，同时在相关理论的指导下，选择合适的钢绞线和锚具，加强预应力技术在加固工程和受弯结构中的应用。通过一系列切实有效的措施，使路桥质量得到明显提高，在国民经济发展中发挥更加积极有效的作用。

参考文献

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