预应力技术在道路桥梁施工中的应用研究

摘  要：本文阐述了预应力技术的原理与作用，分析了预应力技术在道路桥梁施工中的应用，总结出道路桥梁工程中预应力技术的施工质量问题，并提出相应的施工质量管理措施，以期推动预应力技术在道路桥梁施工中的规范化发展。

关键词：预应力技术;道路桥梁;应用

中图分类号：U415          文献标识码：A         文章编号：2096-6903（2020）09-0000-00

1预应力技术的原理与作用

1.1预应力技术的原理

在道路桥梁使用过程中，由于使用载荷的出现而导致受力不均匀、结构裂缝等问题，从而影响桥梁使用寿命，甚至会导致安全问题。预应力技术就是在道路桥梁施工阶段对部分构件施加一定应力，从而有效抵消内部应力与使用载荷，避免桥梁结构受到破坏，从而提升道路桥梁的安全性与稳定性[1]，预应力技术的原理见图1。预应力技术的施工方法较为简单，并且施工成本不高，预应力技术的正确使用对桥梁施工质量的提升效果明显，在实际道路桥梁工程施工中，预应力技术往往与混凝土结构施工技术结合使用。

1.2预应力技术的作用

在道路桥梁使用中，预应力技术的应用能够发挥多方面的作用。首先，预应力技术能够提高道路桥梁承载力，主梁结构是道路桥梁的核心承重结构，在长期使用载荷作用下很容易产生局部裂缝，预应力技术的合理应用能够避免混凝土结构的早期裂缝，提高结构抗裂能力，避免垂直压力负荷而导致的侧面结构坍塌问题，从而显著提高结构承载力。其次，预应力技术能够提升道路桥梁的结构耐久性，道路桥梁需要长期承受巨大压力，预应力技术的应用能够有效提升道路桥梁的表面强度与抗压能力，从而控制表面裂缝，提高道路桥梁的安全性与稳定性，延长使用寿命。

2预应力技术在道路桥梁施工中的应用分析

2.1提升桥梁稳固性

在当前的道路桥梁结构设计中，预应力技术主要应用于提升桥梁稳固性，通过对承重构件的加固设计来达到提升桥梁承载力与稳定性、延长桥梁使用寿命的目的。当前常见的预应力加固技术包括外预应力加固、补强层预应力加固两大类，根据桥梁的设计需求，结合混凝土模块的内部应力情况，在施工中施加一定的预应力，需要注意的是，预应力施加需要考虑桥梁的极限承载力，确保混凝土模块在承载负荷后发挥相应的作用，提升道路桥梁的安全性与稳定性。

2.2抗裂控制方面的应用

为了提升桥梁的承载能力，连续多跨度预应力混凝土结构得到大范围应用，但是需要注意的是，预应力混凝土结构的施工必须重视桥梁的荷载设计，结合施工地的地理位置与气候环境，需要同时考虑桥梁横向与竖向的受力控制，并严格依照设计标准开展施工作业。研究表明通过对预应力混凝土施工质量的控制，能够有效减少混凝土裂缝的出现。

2.3预应力筋的应用

伴随着施工技术的不断成熟，预应力筋已经成为道路桥梁施工中最常见的预应力应用模式，预应力筋的科学使用能够显著提升桥梁的抗弯强度。在预应力筋施工中，应根据桥梁设计方案，提前做好荷载设置，并制定出完善的预应力筋施工方案，做好配筋工作，从而最大限度保证施工质量[2]。在具体的施工過程中，必须严格规范施工流程，限制钢绞线位置，以避免缠结问题，在张拉时，还应控制好钢绞线的紧密度，从而避免钢绞线错位等问题。

3道路桥梁工程中预应力技术的施工质量问题

虽然预应力技术已经在我国道路桥梁工程中得到了广泛应用，但是在实际施工中仍然暴露出诸多质量问题，如空心板梁出现裂缝，工字梁扭曲或破碎，预应力损失较大而影响工程质量等。

3.1空心板梁裂缝

空心板梁裂缝是道路桥梁预应力技术中常见的施工质量问题，其对于桥梁的表面强度与美观性都会造成不良影响，如果处理不及时可能会酿成严重的安全事故。空心板梁裂缝的出现与施工不规范有关，如预应力张拉施工时未采用对称张拉，导致空心板梁受力不均匀;混凝土浇筑不规范，冷却速度较快导致表面裂缝;锚垫板周围混凝土密实度较低，这些问题都会导致空心板梁出现裂缝。

3.2工字梁扭曲或破碎

工字梁是道路桥梁的常见构件，也是施工管理的核心位置，在预应力施工中如果操作不规范，可能会导致工字梁扭曲甚至破碎，进而影响桥梁的正常使用。工字梁扭曲的原因是多方面的，如工字梁规格选择不合理，则会由于负载不符合使用要求而导致结构扭曲或破碎;工字梁张拉不规范，未采用对称张拉，会导致工字梁侧向扭曲;由于预应力一次张拉到位，导致混凝土结构在预应力作用下反拱，梁底无法承受梁体负荷，从而导致工字梁扭曲或破碎。

3.3预应力损失较大

在当前的道路桥梁工程中，预应力施工的另外一大问题是预应力损失大的问题，这胡会导致工程质量大打折扣。预应力受损的原因是多方面的，施工不规范导致的预应力筋摩擦或回缩、梁体接缝压缩、锚具变形等，都会导致预应力受损，如果后续不采取补救措施，则会因应力不均匀而影响到桥梁的稳定性与安全性。

4道路桥梁工程中预应力技术的施工质量管理

针对以上质量问题，在道路桥梁工程的预应力技术施工中，必须采取相应的质量管理策略，从而实现施工质量的有效控制，避免出现因施工质量问题而导致的安全事故。

4.1空心板梁施工质量管理

针对空心板梁裂缝问题，必须制定严格的施工标准流程，并根据施工方法的不同采取差异化的施工管理策略。在空心板梁的先张法施工中，选择千斤顶法施工时采用分次放张施工，选择砂箱法施工时则应保证放张的对称均匀。而在后张法施工中，不需保证预应力筋均匀布设，严格遵循分层对称与逐级对称原则，保证内部应力一致，加强混凝土浇筑质量控制，增加梁端混凝土，并通过提高混凝土密实度的方式来提升空心板梁的表面强度。

4.2工字梁施工质量管理

针对工字梁扭曲或破碎等问题，必须制定科学的施工流程，避免因施工问题而导致工字梁结构问题，工字梁施工规范标准见表1。

在预应力施工中，工字梁应选择分次对称张拉，首次张拉应力为工字梁控制应力的50%，然后依次增加至80%、100%，采用对角线应力张拉，保证工字梁预应力均匀。保证梁底抗压强度，提高梁底混凝土浇筑标准，在梁底设置长1.5m、厚3cm的橡胶板，在工字梁的长宽方向分别设置倒角，增大受力面积降低局部压强，避免梁端混凝土结构受损。

4.3预应力张拉质量管理

针对预应力损失较大的问题，应做好预应力张拉控制，根据施工要求制定科学的张拉方案，优先选择对称张拉，保证预应力均匀一致。应加强混凝土浇筑质量控制，在混凝土浇筑前，施工人员应对原材料进行专业检测，并根据浇筑要求选择合适的原料配比，并在混凝土浇筑10d后开展预应力张拉施工，避免混凝土收缩徐变而影响施工质量。

5结语

预应力技术能够提升桥梁承载力与结构耐久性，并具有施工简单、成本适中、施工效果良好等优势，但是，当前我国道路桥梁工程中预应力技术施工还存在空心板梁裂缝、工字梁扭曲破碎、预应力损失较大等问题，必须加强空心板梁与工字梁施工质量管理，建立科学的预应力张拉质量管理系统，提高预应力技术施工水平，不断提升道路桥梁工程施工质量。

参考文献

[1]丁峥时，卢波.预应力技术在公路桥梁工程施工中的应用研究[J].建材与装饰，2020（2）：241-242.

[2]白姗姗.预应力技术在公路桥梁施工中的应用分析[J].中华建设，2019（12）：134-135.

收稿日期：2020-08-10

作者简介：钱东林（1962—），男，江苏丹阳人，本科，高级工程师，研究方向：城市道路与交通。