预应力技术在桥梁工程中的应用

2021-09-10范朝军

科学与生活 2021年1期

范朝军

摘要：随着科技的进步，预应力技术被广泛应用于市政工程、房屋建筑工程、大型海港及码头等领域。预应力施工技术为我国建设领域的发展和推广奠定了坚实的基础。

关键词：桥梁工程预应力技术施工应用

建国以来，我国经历了从社会主义计划经济到社会主义市场经济的重大转变。目前我国正处于新型工业化、信息化、城镇化和农业现代化建设的关键时期，随着我国西部大开发战略、一带一路、京津冀协同发展等区域经济战略的深入实施，我国基建工程飞速发展，混凝土、预应力混凝土结构成为我国主要的工程结构式。

一、预应力技术发展现状及趋势

1、预应力技术的发展现状

（1）、高强超高强预应力筋的采用

我国预应力钢材产品从建国初期单一的预应力钢丝，已经发展到预应力钢绞线、钢丝、钢棒、精轧螺纹钢筋等四大系列产品。

（2）高效率的张拉锚固体系

预应力锚固体系经过几十年的发展，技术日臻完善，预应力施加方便，安全可靠，张拉力最大可达上千吨甚至更高，锚具效率系数大幅提高。预应力产品日趋标准化、系列化，品种齐全（如环锚、吊杆锚、缆索锚及岩土锚等），可以满足各种不同的需要。

（3）不断创新的预应力结构体系

部分预应力混凝土、体内双向预应力混凝土、无粘结体内预应力混凝土、体外预应力混凝土及相关技术得到越来越多的应用，已成为预应力结构发展的重要方向。

2、预应力技术的发展趋势

未来的建筑结构工程，如采用轻质混凝土，建筑结构会更轻，抗震性能将会得到显著提高。而且预应力混凝土原料砂石、水泥供应充足，预应力钢材用量比普通钢筋混凝土也省很多。因此，预应力技术的应用是当前世界上最重要、最有发展前途的技术之一。

二、预应力施工材料

1、预应力混凝土

预应力混凝土结构中所使用的混凝土应具有强度高、质量轻、耐久性好的性质。目前，C50～C60的高强混凝土已普遍应用于国内预应力混凝土结构上，最高混凝土强度等级已达到C80，并逐渐向更高强度等级的混凝土发展。

2、预应力钢筋

预应力筋（Prestressing tendon）通常由单根或成束的钢丝、钢绞线或钢筋组成。在先张法生产中，为了与混凝土粘结可靠，一般采用螺纹钢筋、刻痕钢丝或钢绞线。在后张法生产中，则采用光面钢筋、光面钢丝或钢绞线，并分为无粘结预应力筋和有粘结预应力筋。

三、預应力施工方法

1、先张法施工

先张法施工是在混凝土构件浇筑前，首先在台座上或者钢模上完成张拉预应力筋，其次使用夹具将预应力筋临时固定于台座横梁上或者钢模上，最后进行非预应力钢筋的模板支设，钢筋绑扎，混凝土浇筑，养护至设计强度等级的75%以上，放松预应力钢筋，借助于混凝土与预应力筋的粘结，使预应力混凝土构件获得符合设计要求的预应力值。

施工流程：台座施工→铺设、张拉预应力筋→临时固定→浇筑混凝土→养护至75%设计强度以上→放松预应力筋

2、后张法施工

后张法施工制作混疑土构件时，先在预应力筋的位置预留孔道，混凝土达到规定的设计强度后，穿入预应力筋，张拉设备同时开始张拉预应力筋，并将预应力筋通过锚具描固在构件的两端，最后进行孔道灌浆。

施工流程：台座施工→绑扎钢筋→安装波纹管→安装模板→浇筑混凝土→养护→张拉压浆

2.1、后张法工艺

2.1.1、孔道留设

孔道留设是后张法预应力混凝土构件制作中的关键工序之一。为保证预应力筋线性能满足设计的线性，要对预应力孔道进行精确定位，根据预应力筋的布置计算出平纵横三维坐标进行精确定位，直线段定位筋间距不得大0.8m，曲线段定位筋间距不得大于0.5m。定位筋通常采用U型圆钢制作并固定在普通钢筋上。

注意事项：

当构造物主筋与孔道位置发生干扰时，应尽量少截断主筋并在截断处采取局部补强措施。成孔用管道应密封良好，接头应严密且不得漏浆;对于孔道较长且呈抛物线性孔道为了保证后期压降密实及空气能及时排处因在最高点设置通气（灌浆）孔，并埋设通气管。

2.1.2、下料

钢绞线下料长度计算应考虑如下因素：孔道长度、工作锚厚度、穿心式千斤顶长度、工具锚长度。

钢绞线下料时严禁采用电弧焊或氧割下料剪短。