预应力技术在路桥施工中的应用

朱敬平

中交一公局集团总承包经营分公司 北京 100020

预应力技术实质上是指施工人员在工程施工之前对很多工程结构提前增加压力，进而实现与对应情况下有荷载产生的拉应力抵消，这样一来，道路与桥梁的整体结构就不会受到外力的影响，从而增加道路桥梁的使用年限。也就是说，施工人员利用预应力技术将不利应力消除，这样就能保证道路桥梁工程在受到外力影响时能够保持其原有的结构形式，能够有效提升道路桥梁整体工程的稳定性与可靠性。

1 预应力技术的优势

与其他建筑工程相比，路桥工程往往有着更高的要求，其施工中需要更高的技术性与专业性。现代的相关建筑技术中，预应力技术具有较为广泛的应用范围，除了该技术自身的如能够提高建筑稳定性、抗疲劳性与抗震能力的技术优势，更是因为该技术所应用的建筑材料往往具有更高性能。如预应力碳板便具有良好的物理力学性能，对比普通钢材，预应力碳板的抗拉强度能达到它们的十到十五倍，可以为建筑打下夯实基础，此外其还有着卓越的耐腐蚀性与抗震性，故该技术可以通过提高基础建材的质量，间接起到提升工程质量的作用。当然，不管多么高质量的材料也不能缺少技术的支持，只有通过更好的落实，将预应力技术贯彻融入于路桥施工技术之中，才能真正发挥出预应力技术的优势，促进道路桥梁施工技术的发展[1]。

2 预应力技术在路桥施工中的应用要点

2.1 钢绞线和应力锚

路桥施工过程中对于施工工具与施工材料有着严格的控制，预应力钢绞线是预应力技术在路桥施工过程中的主要应用方式之一。在钢绞线的选择上，目前的钢绞线主要有低松弛型的钢绞线、矫直回火型的钢绞线以及普通钢绞线等，不同类型的钢绞线具有不同的力学性能，在实际预应力的应用中，要根据路桥工程的不同工艺参数选择适合的钢绞线类型。除了钢绞线的选择以外，在路桥工程的预应力技术的应用中，应力锚也是需要注意的预应力工具之一。应力锚是采用张法制作预应力施工构件中不可缺少的工具。在应力锚的选择中，需要重点考虑的有：一是路桥施工对于整体施工质量的要求，二是考虑对路桥整体承载力的需求。在具体的路桥预应力构建过程中，要根据实际建设需求，选择适合的钢绞线、应力锚等预应力工具的使用。

2.2 材料的选择

在材料的选择过程中，不仅需要对设计参数进行考虑，还需要对实际应用效果以及经济性进行考虑。钢材的种类较多，主要可以分为较低松弛型、普通预应力钢绞线以及预应力钢筋等额。每种钢材都有自身的特点以及不足之处，所以在选择的过程中，必须按照实际的情况及需要进行选择。低松弛型钢绞线比较常用，它与其他两种相比较而言，用量更小，可以较好地降低施工成本，同时该材料轻便，施工难度较低，因此在大型的桥梁工程或者是大跨度工程中的应用比较广泛。而预应力钢筋的优势是价格便宜，经济性高。施工的类型不同，所需要的材料要求也是不一样的。一般情况下，先张法以及后张法是比较常见的施工工艺类型。使后张法所需要的锚具应该是摩擦锚固或者是机械锚固。机械锚固虽然连接方便，同时在施工过程中所受到的限制比较少，但是机械锚具的应用范围不大。而摩擦锚固虽然吨位大、重复利用不理想，但是可变性强，应用得比较广泛[2]。

2.3 受弯构件及箱梁钢绞线施工中预应力技术的应用

碳纤维在路桥工程中也比较常见，因其施工简便，因此具有广泛的应用价值。要想将碳纤维的特点充分展示出来，就要避免桥梁构件受到破坏，而往往混凝土初始应力要高出碳纤维应力，达不到上述要求。如果采用预应力技术，碳纤维与预应力有机结合在一起，就能很好的发挥各自效果，从整体上彰显出碳纤维的价值，破损问题出现的可能性自然而然也就减少了。除此之外，预应力技术也能应用在箱梁钢绞线的施工当中。在这项施工内容中，有几个问题是值得注意的。稍有差池，对施工的整体质量就会产生影响。例如张拉顺序的考量，钢绞线和腹板有不同的张拉方向，前者主要是自上而下的张拉方向，后者则恰恰相反，是从下至上张拉的。在进行张拉以前，要做好压浆工作，目的是为了更好的作用于预应力管道。需要注意的是，要做好雨天的预防工作，防止钢绞线受到雨水的冲刷被腐蚀，在作业过程中对环境进行分析还是很有必要的。

2.4 钢筋混凝土结构中预应力技术的应用

钢筋混凝土结构是当前我国路桥施工建设中十分常见的结构方式，工程效果良好。但是这种结构也存在一定的弊端，比如经常在混凝土结构中出现裂缝，对工程质量的影响是很大的。一旦路桥工程中出现这样的问题，那么后果将会是无法挽回的。因此在实际工程建设中，应用预应力技术，可以解决钢筋混凝土结构中出现的问题。具体来说，要先对路桥工程进行抗压力测试，了解具体的数据才能有的放矢的解决问题。通过对路桥施压的方式得到耐压程度的相关结论，然后再将钢筋进行拉伸，在不采用任何人工回力方式的情况下，观察自行回力的过程。紧接着进行人工施压，可以观察到这种压力对钢筋会产生一种拉力，而拉力的主要承受载体是混凝土构件。通过上述三个步骤的操作可以发现，压力与后续承受的拉力会相互抵消，这样在有效的范围内便可以控制混凝土的拉伸，而不会产生裂缝，这就是预应力技术带来的效果。

2.5 预应力技术在路桥加固作业中的应用

路桥工程施工中的加固技术应用旨在增强路桥的荷载能力，提升路桥工程的稳定性，大多应用于路桥工程的悬臂梁、连续型体系梁及简支结构梁桥的加固，可以较好地减少梁体的挠度，避免路桥中的裂隙现象。（1）体外预应力加固技术。这是将预应力筋合理布设于路桥的梁体之中，先合理设置预应力索，再将其分别锚固于路桥的两侧，利用后置的预应力筋产生与梁体的反弯矩力，使内预应力与外部荷载相抵消，实现对路桥梁体的加固。（2）粘结预应力加固技术。预先对梁体施加一定的预应力，并喷注优良的复合型砂浆，使预应力筋与梁体紧密地粘结在一起，适用于对小型跨径的钢筋混凝土结构的处理，充分利用各种补强材料，形成对路桥的保护层，产生抗碳化、抗氯离子的作用，从而较好地增强路桥工程的抗腐蚀性。（3）高强复合纤维预应力加固技术。利用碳纤维、芳伦纤维等高强复合纤维材料，粘贴路桥梁体结构中需要进行加固处理的部分，从而较好地增强路桥梁体结构的荷载力[3]。

2.6 预应力预制箱梁的施工

在施工过程中，抗拉力的决定性材料就是钢绞线。所以在对钢绞线进行选择的同时，必须按照严格的标准进行，同时还需要让专业的技术人员对选择的钢绞线的力学性能进行检测，检测合格之后才可以投入使用。在施工过程中对预应力施工效率造成较大影响的是预应力钢筋，因此在选择合作厂家的时候，必须对质量进行严格的把控，为了让施工的顺利进行得到保障，在对预应力的张拉设计过程中，应该确保其标定值与设计标准一致。

在预应力箱梁钢绞线张拉施工的过程中，要注重采用对称张拉的方式，采用先上后下的方式进行张拉施工，确保两端张拉的同步实现，避免构件受到较强的偏心压力的影响，并要对张拉伸长值进行及时、准确的记录和校核，待张拉施工稳定之后再实施锚固操作，从而较好地增强钢绞线的强度，提升预应力混凝土构件的抗裂度和刚度，减少梁的竖向剪力和主拉应力。另外，在预应力箱梁钢绞线的雨季施工中，要合理部署和安排管道压浆预应力，可以选取活塞式压浆泵实施压泵操作。由上可见，在路桥施工中的预应力技术应用要注意设计好预应力结构，依据路桥施工标准和情况进行预应力强度的测试和试验，确保计算数据的准确可靠性，使之满足路桥工程施工中所需的应力标准和要求。

3 预应力的问题在实际路桥施工中的未来展望

由于我国预应力技术发展较慢，相对于国外的先进技术，我们在这方面还有很多的缺陷。结合自身发展特点，我们将预应力材料的发展作为首要工作，并将材料的高强度、质量轻便、坚韧耐久作为主要方向，并加入更持久的应力筋。在国外，美国、法国等发达国家使用先张预应力混凝土这项技术，其优势是材料的质量和耐久能力都十分强大，在施工时，减少灌浆中管道和锚具费用的产生，节约工程成本。在今后的发展中，要结合计算机的使用和控制，将更多施工工艺提高能效，并能够控制整个工程，将项目中的多余部分合理化的消除，并减少人工对工程的影响。

4 结语

综上所述，为了实现路桥工程质量的进一步提高，应用预应力施工技术具有相当的重要性。其能够通过完善路桥施工技术、提高原有建材质量、加入新型建筑材料等方式，实现整个路桥工程质量的全面提升，具有相当的战略性意义。故而施工人员也要不断强化自身，以更好地应用预应力技术，实现施工技术的革命，起到带动工程质量的作用，促进建筑工程行业的进一步发展。