路桥施工中预应力技术的作用分析

王建宏

(中国交通建设股份有限公司新疆分公司， 新疆 乌鲁木齐 830000)

随着我国经济的快速发展，各种类型车辆的数量不断增多，进而加大了对路桥工程自身的压力，路桥工程作为一项基础的交通设施，为了保证交通运行的安全，必须不断促进路桥施工质量和路桥设计承载能力提高。预应力技术具有高强度、高刚度、高抗渗性能和高抗裂能力等多种优势，将其应用于路桥施工建设中，可提高路桥主要结构内的相关构件和混凝土构件的抗压强度，从而有效提高路桥设计使用寿命、路桥工程受用寿命以及施工质量等[1]。

1 预应力技术的概念

预应力技术指的是为了提高路桥工程主要构件的刚度，在其主要结构内的相关构件受到荷载前，施加一定的预应力在受拉模块中的主要钢筋部件，这样有助于对外荷载所引起的拉应力进行抵消。另外，在路桥混凝土构件施工中也需应用到预应力技术，通过对预应力混凝土构件进行构件，能够促进其产生预应力状态从而抵消或减小外荷载所引起的拉应力，进而能够促进混凝土的抗压强度增强，以对其抗拉强度的不足进行弥补，这样不仅能使应力混凝土构件具有良好的抗渗性能、抗疲劳性能、抗裂能力、抗剪能力以及较高的强度和较大的刚度等优势，同时还能有效降低结构截面尺寸、减少混凝土投入成本、节约钢材、降低结构自重、减少挠度和防止混凝土受拉区域发生开裂等，促进路桥工程更加美观、轻巧、经济以及使用寿命更长[2]。

2 路桥施工中预应力技术的具体应用与作用分析

2.1 在路桥混凝土构件中的应用和作用

路桥施工一般都是应用大型的钢筋混凝土结构，若混凝土构件刚度和强度不足，则极易导致路桥混凝土结构出现裂缝（见图1），为了减少和延缓混凝土裂缝发生，需在路桥钢筋混凝土结构使用或加载前，需采用预应力技术对受拉区域预先施加一定的压力，这样便能保证在外荷载施加拉力作用于混凝土构件上时，预先设置好的预应力能够对受拉区域混凝土中的预压力进行抵消，进而达到抗裂的施工目标。为了做好路桥混凝土构件的预应力施工，施工人员需做到：（1）根据路桥工程实际的施工需求对预应力混凝土结构进行设计，其中必须严格依照相关的设计规范进行，并重点对结构的承载能力进行考量；（2）在应用预应力混凝土技术进行施工过程中，要确保材料应力验算和混凝土结构强度验算的准确性，设计验算时需注意工具支撑条件下混凝土结构的安全度程度，以确保混凝土结构形变不会对路桥工程整体的外观美观和使用造成影响。为确保预应力混凝土技术应用良好以及对施工阶段的预应力技术进行有效控制，需将结构材料的预应力控制在可操作范围内，这就需要对挠度值进行严格控制，切不可超出规范规定范围。

图1 路桥混凝土结构裂缝现场图

2.2 在路桥面施工中的应用和作用

对于路桥施工来说，预应力技术算是一种新型施工技术，所以将其应用于路桥凝土路面施工中，需特别注重前期的理论，施工人员需深入研究引起路面上混凝土板的翘曲的原因，如湿度、温度和交通荷载因素等，然后再合理配置预应力钢筋以对混凝土路面形成约束，并合理地施加纵向预应力，这样能有效防止混凝土路面发生断裂和收缩。

2.3 在路桥加固施工中的应用和作用

采用预应力技术对道路桥梁进行加固，一般都是通过改善主要承重部分的结构性能和补强，以促进构件的强度和刚度增加，这样不仅能促进路桥工程满足和适应现代交通的发展需求，同时还能有效延长其自身使用寿命。可见，在桥梁加固中应用预应力技术，能够有效改善路桥结构的整体性能、促进构件承载能力加强，进而促进道路桥梁的使用性能和承载能力恢复，使其施工的效率更高。

2.4 在路桥受弯结构中的应用和作用

在路桥受弯结构中应用预应力技术具有碳纤维强度的优势，碳纤维强度指的是混凝土的应变增加。若最开始对路桥受弯结构施加的应变力过大，不仅难以发挥碳纤维强度的最佳效果，同时还易破坏碳纤维预应力程度较差的构造，为此，在实际的路桥施工中，需将碳纤维片材料粘贴在路桥受弯结构中，同时对结构增加一定的预应力，由于碳纤维片本身具有一定的拉应力，增加预应力能促进其碳纤维应力提高，进而使其高强度性能充分发挥。

3 路桥施工中预应力技术应用常见的问题和解决对策

预应力技术在20世纪80年代才被逐渐应用到路桥工程施工中，由于该技术起步较晚，加之部分施工人员对该项技术认识和了解不深，导致在应用预应力技术时出现较多的问题，下面针对路桥施工中预应力技术应用常见的问题提出相应解决对策：

3.1 波纹管堵塞问题

波纹管（如图2所示为HDPE双壁波纹管）堵塞属于混凝土浇注时期出现的问题，若在施工中出现该问题，会导致张拉预应力时设计的计算值与钢绞线实际伸长值存在巨大的差别，并可能导致预应力钢绞线后期无法通过穿柬，这样不仅会增加施工人力的消耗，同时还会延长施工工期。为此，需严格做好这一阶段的预应力技术施工质量控制，为保证施工期间的预应力钢筋波纹套管不受到影响和破坏，需严格控制预应力钢筋预埋阶段的质量，并保证其处于曲线状态。为保证张拉力应力满足实际施工要求，还需控制好预应力钢筋在灌浆和张拉时的质量以及控制好施工过程中水量，在搅拌浆体的过程中，需做好水泥、辅助材料和外添加剂的质量检测，并禁止采用加水的方法来增加未及时使用就已经凝固的水泥的流动性。另外，为避免和减少波纹管堵塞问题的发生率，在进行路桥施工前，施工人员还需仔细检查波纹管，确认好波纹管安装位置以及检查套管接头的密闭性，这样才能保证在浇注混凝土的过程中，不易破坏波纹管的性能和完整性。

图2 HDPE双壁波纹管

3.2 孔道堵塞问题

孔道堵塞会导致预应力钢筋无法通过预留孔道，导致这一问题发生原因有多种，如在施工过程中未等到水泥完全凝固，施工人员就进行抽芯或抽芯延迟而导致胶管被拔断等，这样便易引发预留口道发生坍塌或堵塞，这些问题将会对工程整体的施工质量和预应力张拉效果产生一定的影响，为了有效解决上述问题，在实际施工过程中，施工人员首先可根据预应力的曲线坐标，对出现断裂的具体位置进行探寻，然后避开主要断裂部位采用冲击钻钻孔，以促进钢绞线可以自由地伸缩或自由地通过。

3.3 预应力构件张拉前问题

预应力构件在温差收缩时，易出现构件张拉向前，从而易导致构件在荷载的作用下使钢筋栓结构发生裂缝，由于施工温度是不可控制的，因此，预应力构件张拉前是路桥施工中不可避免会发生的问题，但采用预制场内结构则能有效避免上述问题的发生。由于构建顶面到构建侧面是裂缝发生的主要部位，为预防和降低因温差引发的裂缝发生，最直接和最有效的方法就是对构件内外温度差进行良好控制以及适当延长构件的柴米时间，这样能有效避免构件发生热胀冷缩，进而出现变形或裂缝。

综上所述，在路桥施工中应用预应力技术，能有效促进路桥工程整体的抗压强度增强和延长路桥自身的使用寿命，但是由于预应力技术自身具有一定的复杂性，在实际施工中也易出现相关的问题，为此，相关施工人员需不断提高自身的预应力应用技术，然后将其合理地应用于不同的路桥施工工序中，才能真正提高路桥施工质量，进而提升我国路桥建设的水平。