浅谈预应力在公路桥梁施工中的应用

隋海玉

摘要：隨着国民经济的发展，重载交通日益增大，对道路桥梁的承载力提出了更高的要求，过去的桥梁施工技术已不能满足日渐增长的交通需求，预应力技术的应用即解决了桥梁的承载力，也减轻了桥梁的自重，现广泛应用在高等级公路及大跨径桥梁中，而高强度的钢材与混凝土是预应力混凝土的主要构成部分，故此其具备较高强度与抗拉伸性能。由此可见，预应力技术在促进我国道桥工程可持续发展方面做出的贡献是不可磨灭的。

关键词：公路桥梁；预应力

伴随着我国经济的迅速增长，公路工程项目建设也越来越多，公路工程施工技术也在不断改善，为了确保桥梁施工能更好的承载交通需求，有必要引入预应力施工技术，尽管预应力施工技术在我国的起步较晚，凭借其较强的稳定性和易施工低成本的特点，因此已经形成完善的技术应用体系，广泛用于高等级公路及大跨径、特大、大、中桥梁，有效促进了我国路桥工程的建设发展。

1 预应力技术的优点

因为公路桥梁建设中所应用的预应力技术，是近年来刚被广泛认可的新兴技术，该项技术一经实践检验，就被广泛应用于各个建筑领域，但因该技术的特有属性优势，使得预应力技术对桥梁建设工程有着较为深远的促进意义。预应力技术应用在多个工程领域，可以用于新建工程，也可以应用在原有工程加固，可以提高工程技术标准。此外，该技术在实际应用过程中花费成本较低，因此可以更好的节约工程投入资金，为工程建设带来更高的利润。与此同时，预应力技术本身的技术核心就是最大程度的降低拉应力，通过减小这方面的应力强度，进而避免公路桥梁因载荷压力过大导致的桥梁构件开裂桥梁坍塌的情况。

2 预应力技术的施工要点

2.1 预应力筋制作要点

预应力砼结构所采用的钢丝、钢铰线、螺纹钢筋应附合现有国家标准。预应力钢筋进场应分批验收，验收时险按合同要求对其质量证明书、包装、标志和规格进行检查外；钢丝、钢纹线分批检验时每批质量应不大于60T；螺纹钢筋每批检验质量不应少于100T；预计应力筋应保持清洁。预应力筋的长度应该按计算下料，钢丝两端采用镦头锚具时，应采用等长下料，预应力筋下料应通过计算确定，计算时应考虑结构的孔道长度或台座长度、锚夹具厚度、千斤顶长度、锚头预留量、冷拉伸长、弹性回缩值、张拉伸长值和张拉工作长度等。高强度钢丝的镦头宜采用液压冷墩，钢丝墩头的强度不得低于钢丝强度标准值的98%。预应力筋由多根钢丝或钢铰线组成且当采取整束穿入孔道内时应预先编束，编束时应将钢丝或钢镒线逐根理顺，防止缭绕，并应每隔1-1.5米捆绑一次，使其绑扎牢固顺真。

2.2施加预应力

预应力筋的张拉宜采用穿心式双作用千斤顶，整体张拉或放张宜采用具有自锚功能千斤顶；张拉千斤顶的额定张拉力宜为所需张拉力的1.5倍，且不小于1.2倍。对预应筋施加预应力时，千斤顶与预应力筋、锚具的中心线应位于同一轴线上。预应力筋的张拉顺序和张拉控制应力应符合设计规定，预应力筋采用应力控制方法张拉时，应以伸长值进行校核。

预应力筋的理论伸长值可以下公式计算：

ΔL=PPL/ApEp

式中：Pp预应力筋的平均张拉力（N）

L--预应力筋的长度（mm）

Ap--预应力筋的截面积（mm2）

Ep--预应力筋的弹性模量（N/mm2）

预应力筋张拉实际伸长值可按下式计算：

ΔLs=ΔL1+ΔL2

ΔL1—从初应力到最大张拉应力间的实测伸长值（mm）；

ΔL2—初应力以下推算伸长值（mm），可采用相邻级的伸长值

2.3预应力的分类

预应力分为先张法预应力和后张法预应力

先张法预应力多用于新建桥梁中，预应力筋放张时构件混凝土的强度和弹性模量应符合设计，设计未规定时，混凝土强度应运不低于设计强度等级值80%，弹性模量不低于混凝土28D弹性模量80%。预应力筋放张后，对钢丝和钢铰线，应采用机械切割的方式进行切断，对螺纹钢筋，可采用乙炔-氧气切割。

后张法预应力多用于桥梁加固提载，预应力张拉之前，宜对不同类型的孔道进行至少一个孔道的摩阻测试，张拉时，结构或构件混凝土的强度、弹性模量应符合设计，设计未规定时，混凝土强度应不低于设计强度等级值80%，弹性模量应不低于混凝土28D弹性模量80%。直线筋和螺纹钢筋可在一端张拉，当同一截面中有多束一端张拉的预应力筋时，张拉端宜分别交错设置在结构或构件的两端；预应力筋采用两端张拉时，宜两端同时张拉，或先在一端张拉锚固后，再在另一端补足预应力值进行锚固。预应力筋在张拉控制应力达到稳定后方可锚固。对预应力筋进行切割预应力筋处露长度不小于30mm，且不小于1.5倍预应力直径。

2.4混凝土浇筑

混凝土浇筑应根据待浇结构物的情况、环境条件及浇筑量制定合理方案；应对支架、模板、钢筋和预埋件等进行检查，模板内的杂物、积水及钢筋上的污物应清理干净。应对混凝土的均匀性和塌落度进行检测。

自高处向模板内倾注混凝土时，应防止混凝土离析，直接倾注时，其自由倾落高度不宜超过2米，超过2米时应通过串筒、溜管或振动溜管等设施下落，倾落高度超过10米时应设置减速装置。混凝土应按一定的厚度、顺序和方向分层浇筑，且应在下层混凝土初凝或能重塑前浇筑完成上层混凝土，上下层同时浇筑时，上层与下层的前后浇筑距应保持1.5米。

采用振动器振捣混凝土时，插入式振动器的移位间距应不超过振动器作用半径的1.5倍，与侧模应保持50-100mm的距离，且插入下层混凝土的深度宜为50-100mm.表面振动器的移位间距应使振动器平板能覆盖已振实部分不小于100mm。

3 预应力技术在道桥工程中的应用

3.1 在桥梁工程用的应用

目前阜新市國省干线公路桥梁共有311座，桥型为拱桥、板桥，T梁及空心板桥，设计标准有汽-13挂80、汽-20挂100、公路一级及公路二级，2015年以前设计的钢筋混凝土桥梁多为普通钢筋混凝土，但随着科技的进步，交通量的增加，对桥梁的破坏也在加剧，严重影响了桥梁使用性能和使用寿命，为了提高桥梁技术标准，延长桥梁的使用寿命，预应力钢筋混凝土被普遍应用在大、中桥梁上，使用较多的有：预应力箱梁、预应力T梁、预应力空心板和预应力板桥，如阜新市柳河桥全长427.8米，上部为预应力T梁，下部为桩柱结构，此桥设计何载为公路1级，此桥预应力的施加，极大提高T梁抗弯和抗剪能力，从而提高了桥梁的使用寿命，为交通的安全运行解决了瓶颈问题。

3.2 在桥梁加固中的应用

为改善工程的结构性能，多需要将针对、有效的加固措施用于道桥工程施工中，也就是选用合适的补强措施提升工程承载力，延长使用寿命，满足交通运输要求。将预应力技术用于桥梁加固施工中，能从某种程度上减少构件压应变和拉应变，提高桥梁承载力，延长桥梁使用时间，阜新市辽小线细河堡桥，原结构上部是钢筋混凝土T梁简支，下部为桩柱基础，设计荷载为汽-15挂-80，经过多年的荷载作用，T梁翼板出现孔洞，腹板出现了裂缝，对行车产生了安全隐患，后经研究将此桥施加体外预应力，后将简支梁变为连续梁，通过预应力施加，将荷载等级提高到汽-20挂-100，即提高了承载力，也延长了桥梁使用时间。

结束语：

把预应力技术应用到桥梁施工中，有效地提高桥梁工程的承载能力，降低了成本，提高了社会效益和经济效益。预应力在桥梁加固中的应用，提高了桥梁使用性能，解决了新建桥梁资金不足问题。因此，预应力在公路桥梁施工中的应用，提高了桥梁承载能力，延长了桥梁使用寿命，取得了良好的经济效益和社会效益。

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（作者单位：辽宁省阜新市交通运输事务服务中心）