预应力施工技术在道路桥梁施工技术中的应用

2019-11-28庄岩

商品与质量 2019年42期

庄岩

江苏高速公路工程养护有限公司江苏淮安 223005

1 预应力施工技术应用价值

1.1 提高工程质量

对于道路桥梁工程而言，长期运营过程中在外部荷载力的反复作用下，会对桥梁结构造成严重破坏，降低了道路桥梁工程的安全性与稳定性。而预应力施工技术的应用，能够有效提升桥梁结构的抗震性与承载能力，因此在外部作用力下桥梁结构仍能保持良好状态，如此不仅给道路桥梁工程施工质量带来巨大提升，同时也降低了相关病害的发生，大大延长了道路桥梁工程的使用寿命[1]。

1.2 工程造价较低

预应力施工技术在造价成本方面的优势主要体现在以下两方面：其一，道路桥梁构件应用预应力施工技术，只需注重钢筋与混凝土材料的规格及性能，在施工成本方面并未有明显价格浮动，因此并未增加道路桥梁工程施工成本。其二，采用预应力施工技术的道路桥梁工程，由于桥梁结构稳定性的大幅提升，使得工程本身质量得以大幅降低，在减少材料需求的基础上实现道路桥梁工程施工成本降低的目的。

2 预应力施工技术在道路桥梁施工技术中的应用

2.1 在受弯构件中的应用

在道路桥梁工程施工中，普通混凝土的受拉性、受弯性比较差，加之混凝土自身的重力较大。若是将其应用在受弯构件中，很有可能会产生混凝土开裂问题。尤其是在大跨度的桥梁中，更无法保证混凝土的稳定。也正因为如此，预应力被引进到受弯构件的应用中。首先，预应力混凝土受弯构件的设计可依照如下流程：掌握设计资料、截面设计、确认预应力钢筋和普通钢筋的使用量、布置钢筋、截面复核、控制截面的正截面强度复核、斜截面强度复核、截面验算、应力计算、使用阶段的预应力钢筋应力和疲劳预算、裂缝宽度预算、变形预算、设计计算汇总。其次，需进行预应力混凝土受弯构件的计算，以保证受弯构件的应力能满足施工要求。其主要计算的内容包括混凝土的法向压应力及主压应力、钢筋的拉应力。另外，还应注意若是预应力混凝土简支结构，只需计算预应力引发的主效应。若是超静定结构，除去要计算其主效应外，还应计算预应力引起的次效应。最后，为了进一步提高发挥出预应力的作用，提升受弯构件的受拉力，可以在受弯构件的加工中添加碳纤维材料[2]。

2.2 在桥梁加固中的应用

进行桥梁加固的主要目的是优化桥梁结构，提升桥梁的承载力，从而延长桥梁的使用寿命。在这一过程中，使用预应力可以有效减小结构加固初始状态下的混凝土应变值及构件的受拉应力变形、受压应力变形，并尽可能地提高钢筋的稳固性。用于桥梁结构加固的预应力体系主要包括：体外预应力、无粘结预应力、预应力碳纤维板加固、有粘结预应力加固。首先，就体外预应力加固来说，主要就是在桥体外增设预应力索，如以钢绞线、钢筋等为施力工具对梁体施力。这样预应力作用下的反弯作用力会与梁体的部分荷载力相抵。这一方法非常适合大跨径预应力混凝土接连箱梁的加固。其次，无粘结预应力是指以通过预应力张拉，加大对混凝土的挤压，从而提高混凝土的抗裂能力。之所以称为无粘结则是因为预应力筋具有防腐层、外保护套，不会与混凝土直接接触，从而处于无粘结状态。其主要优点包括使用性能好、可减轻结构自重、施工方便、抗腐蚀性强、抗震性好。

2.3 在多跨连续梁中的应用

多跨连续梁的施工会涉及到负弯矩、正弯矩区域。此时，采用预应力技术可以解决抗剪力性能不满足施工要求的问题，有效提高桥梁结构的稳定性，并提升桥梁的承载能力。利用预应力可以建设预应力混凝土多跨连续梁。这种桥梁的优点包括跨越能力较强、结构刚度大、变形较小、动力性能好、非常利于高速行车。另外，虽然预应力混凝土多跨连续梁都是采用现浇筑混凝土的方法。但是不同工程实际情况下的多跨连续梁的布梁方式并不相同。若是跨度过大、自重较大、无法预知，但可支模的连续梁可采用曲线筋的等截面直梁的布梁方式。若是荷载较大、跨度较大的连续梁，可将预应力筋稍微弯曲，减少摩擦损失。若是用联结器形成的连续梁，可在完成第一跨的现浇筑时将其拉到规定预应力值，随后才能浇筑第二跨，接下来用联结器将这两跨的预应力筋联结起来，确认第二跨的混凝土强度达标后再进行张拉。这样就可以按照这种方式进行后续跨梁的形成[3]。

2.4 在桥梁路面中的应用

①施工准备。做好施工资料文件的收集与材料验收；②安装模板。需先对模板进行清理，并上脱模剂，然后根据施工科学放置、绑扎、封堵等操作；③现浇筑混凝土。注意混凝土原材料要科学保管，避免暴晒。混凝土搅拌要按照相关规程。随后，在浇筑时可利用水平仪测定高程，并利用全站仪进行墩身预埋钢筋的复测。在实际操作中，可采用台阶法进行混凝土浇筑；④路面养护。完成混凝土浇筑后，一定要做好养护工作，避免高温曝晒、人为破坏；⑤张拉预应力筋。在这一环节施工中，应及早对混凝土施加初预应力。另外，在第一次张拉前，需要先进行混凝土试件抗压强度的试验；⑥封锚及伸缩缝施工。完成预应力筋张拉后，需切除较长的预应力筋。