公路桥梁施工中预应力技术应用

袁游洋

【摘要】我国的交通运输业随着经济快速发展而愈加繁荣，建设优质的公路和桥梁愈加重要。在建筑施工中常用预先施加压力的方式，来抵消后续可能产生的压应力，这一技术称之为预应力技术。预应力技术具有加固效果好、抗渗能力强、自身轻便等诸多优势，十分适用于公路桥梁的建设。具体可运用在受弯构件的加固、T型梁的制作、连续桥梁的建设以及混凝土空心板中的应用等多个方面。在采用预应力技术时，应该特别注意操作流程的规范，一般而言有五个步骤，首先要对锚具进行处理，在这一步骤中对于锚具和钢绞线的选择也十分重要;紧接着是预应力筋下料及处理，然后是对预应力筋进行穿插，再对预应力筋进行张拉，最后进行压浆处理工作。与此同时，该技术也存在一些应用上的问题，比如预应力张拉的时间问题，钢筋管道堵塞问题，张拉力控制问题，以及收缩徐变过大的问题等等。面对这些问题，我们在公路桥梁施工中使用预应力技术时，应该注意严格执行各个技术要求，加强相关人员培训，通过定期检查提高相关设备的稳定性与安全性。

【关键词】公路桥梁施工;预应力技术;应用

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

20.

随着我国经济的快速发展，各行各业对于便利的交通需求越来越高，而公路和桥梁作为基础的路面道路，是极为重要的通行通道。公路和桥梁的建设，最为重要的一点就是要保证其稳固性，预应力技术作为建筑施工中常用的加固防护手段，对于建设抗压能力强、使用寿命更长的公路和桥梁能够起至关重要的作用。本文针对公路桥梁建筑物在施工过程中该技术的使用进行探究，对于使用优势和需要注意的问题等做了简要分析，以期对现阶段该技术的应用以及公路桥梁的施工工作有一定指导作用，具体论述如下。

1、预应力技术概述

预应力，是在建筑施工中预先施加的应压力。预应力技术最早是用在混凝土施工中的，其目的是尽量减少钢筋混凝土粘结处较早发生开裂的问题。要对混凝土提前施加外部压力，使其在真正承受压力负载时产生较小的拉应力，增强整个混凝土结构的抗压能力，相当于给整个混凝土结构进行加固。目前，该技术多用于生产混凝土构件。

该技术较为出名的应用有冷拉钢筋和冷拔钢丝，早在上世纪五六十年代后这些部件就广泛的应用到了建筑行业。此外，我们提及的预应力技术，并不是一项单一技术。它包括了两种子技术：先张法预应力技术和后张法预应力技术，不同的技术采取的锚具工具有所差别，本文将在后面的章节详细讨论关于锚具选择的问题。

2、预应力技术在公路桥梁施工中的应用

2.1应用优势

将该技术运用在公路桥梁建设中的最大優势在于能够增强施工桥梁道路的强度和刚度，它从改变压力结构的角度出发增强建筑物最后的耐压能力，尤其在桥梁建设中，由于大部分建筑部位要与河水海水等有一定腐蚀性的液体接触，要求施工材料应该具备优良的抗渗能力，内部产生的裂纹应尽可能的少，预应力在这一方面可以对症下药。此外，运用预应力技术生产的混凝土构件自身重量较小，建筑物使用时会更加轻便，也适用多种美学设计。

我国多处大型的航站路、车站站房、会展高层建筑等都运用到了该技术，如上海虹桥交通枢纽、长沙国金大厦、首都国际机场航站楼等等。

2.2应用范围

第一，预应力技术可以应用到受弯构件中。受弯构件作为整个建筑中极其关键的一环，该勾践质量的优劣性对建筑最终是否足够安全有着相当大的影响。用预应力技术加固受弯构件，是为了提升其稳固性和各个方面的性能。具体而言，碳纤维强度大的工具作用效果更好，在实际操作中经常使用的预应力技术工具就是木头。

第二，该技术还能应用到连续桥梁的建设中。连续桥梁是指所跨区域较大而采取分段多支撑柱方式的一种桥梁类型，著名的连续桥梁如有我国的丹昆特大桥，该桥全长约165千米，也是目前世界上最长的桥梁建筑。该类型的桥梁对于稳固性有着更高的要求，施工建设过程中经常出现的问题是桥梁的抗弯承载力无法达到基本要求，在这种情况下就必须采取重新加固的措施，预应力技术能够发挥很大的作用。

第三，应用到在混凝土T型梁的制作中。T型梁指的是横截面为T型的混凝土梁，该部件在公路桥梁建设中较为常用。在制作T型梁时，最大的拉应力产生于整个梁的上部结构，故在纵向和横向上都采用预应力技术，以提高整个T型梁的抗压力，并且使该部件在使用中与其他部件的整体融合性更强。如果T型梁将安插在梁跨度大的建筑中，那么应该使用先张法对其中的钢绞线进行定位加固，最终得到预应力T型梁。

第四，该技术可以在混凝土空心板中应用。混凝土空心板是我国公路桥梁工程施工中常用的一种板材，内部有多个圆孔。在相同的承载要求下，运输安装难度小，重量轻，适用范围广，应用效果好。预应力混凝土空心板的生产一般在某个预制场完成。现阶段要综合考虑桥梁空心板的预拱度，确定间距长度后再设置。采用低松弛高强度钢绞线的混凝土空心板可按要求放置在空心板的两端，然后用锚固固定。在混凝土空心板中，钢绞线采用整体张拉施加，钢绞线不同位置的张拉参数可根据实际情况随时调整，以保证钢绞线两端处于对称均匀的张拉状态。设计范围。如果钢绞线在拉伸过程中出现断丝、滑丝等情况，应及时更换，以免出现拉伸功能失效的问题。设计值达到设计值后，钢绞线套管可以固定。

2.3施工流程及工具选择

预应力技术有着较为严苛的施工流程要求，要确保公路建设和桥梁建设的稳固、优质、安全，应该规范按照相关流程进行操作，具体如下。

第一步，对锚具进行处理

在处理锚具时，首先要控制好埋设锚垫板的方位，使其更为精准的安装;其次，开始施工时，要以施工图纸为标准，分毫不差的制作锚具的墩顶导槽部分，以及跨中转向肋部分，使其完全满足严苛的使用要求，特别是要确保弯曲处的曲率等精准。

预应力技术的锚具选择也很重要，应当根据施工具体情况进行有针对性的选择。一般而言，有机械锚固和摩擦锚两种，如果选用机械锚固，以机械加工的方法将预应力施工钢的一端固定，尽可能满足预应力施工技术的基本要求;如果选用摩擦锚固方法，因涉及多个方面，在公路桥梁实际施工阶段，最好根据工程特点仔细选择，注意锚固参数。表2给出了详细参数。

表1 预应力锚具参数

第二步，预应力筋下料及处理

固定预应力筋的部件叫做粘结段，通过注浆锚垫板与钢管制作而成，预应力筋下料过程中有一些特别的处理，一是为去除无油脂或杂质污垢等的影响，要将钢绞线和粘合的部位进行清洗。二是要关注粘结段的大小及长度，使其安裝到位，精准贴合;最后关于粘结段的粘结力，考虑到使用钢绞线时会对其进行拉伸，应确保作用在各处的粘结力大小都一样。

第三步，对预应力筋进行穿插

在实际操作中，最安全稳定的方法是采用一根预应力筋进行穿线的方法。在使用该方法时要注意，在对钢绞线进行穿线时，应分别将12根线单根分别予以穿插，一方面可以确保线的方位尽可能无误差，另一方面也完成钢绞线全程不能有纠缠的技术要求。另外，钢绞线应该提前编号，同样还有需要编号的还有锚孔，以及封闭盖上的小孔。

第四步，对预应力筋进行张拉

关于预应力筋的拉伸一般有两种方式，一种是高应力拉伸，一种是预应力拉伸。拉伸过程中，注意力度适中。完成拉伸后，应核对拉伸效果，检验使用过的仪器设备，以确保达到符合要求的技术指标。

对于预应力钢绞线的选择也十分重要，选择的标准一般涉及尺寸大小、适用规格以及延伸率等各个方面。近几年来，国内外各大建筑企业的新宠是一款低松弛钢绞线，它因自身的经济、使用方便、建筑美观而被广泛应用于桥梁、核电站等大型建筑中。在用材量上，采用该类型钢绞线可节约近30%的材料，较使用其它类型所耗钢材更少，且性能更好。

第五步，压浆处理

一般来说，为符合施工技术要求，粘结段的粘结力大小需是设计张力大小的1.8倍，这一数据用于指导整个预应力技术的最后一步，即压浆工作的完成。为了避免较大误差，在压浆工作开始前需完成同比例下的模型实验。并且一般选择手动压浆机进行压浆工作，其目的在于提高工程的灵活操作性。

在整个流程中，除控制施工质量外，同样需要提高施工效率，最好在1天之内完成预应力技术施工。

3、公路桥梁运用预应力技术存在的问题和对策

3.1预应力张拉的时间问题

一般会选择在混凝土中加入早强剂的方式来提升预应力的早期强度，具体操作时，控制时间在混凝土浇注72h后再开始张拉工作，在混凝土强度不够时是无法开展这一工作的。张拉过程中，若控制不好时长，混凝土强度增的过快，而弹性模量增的过慢，就会导致预应力损失增大，巩固效果差。

3.2预应力钢筋管道堵塞问题

在浇筑过程中，由于施工人员缺乏技术经验，在浇筑过程中易发生粗暴操作，或未采取及时的防护措施，有可能堵塞预应力钢筋的配管，造成预应力钢筋不能顺利通过，影响张力的实际效果，预应力钢筋的实际伸长值和理论值有很大差异，给桥梁造价、工期等带来相当大的麻烦。所以，预应力封堵不仅要严格按照相应的配管规范进行，还要对配管内部进行精确定位，防止配管弯曲、扭曲等现场施工，尽量避免在现场施工时采用野蛮作业，安排专家跟进孔道施工。

3.3张拉力控制问题

由于预应力施工技术起步较晚，公路桥梁预应力施工没有明确的规范，张力控制也不严格。大多数用1.5级油压计量，施工人员未经相关专业培训，张力控制水平高，实际误差大。特别是在多束张力处理中，由于张力控制不足，预应力混凝土结构受力影响较大。因此，应加强施工人员的专业技术培训，改善整体设备状况，规范施工。

在后张法预应力钢绞线张拉过程中，主要受到管道弯曲和管道位移等因素的影响。在拉拔过程中，钢绞线沿管壁滑动，与张拉方向相反，造成各分段的伸长值不同，其计算算法下：

3.4收缩徐变过大的问题

由于混凝土路面过度收缩造成的预应力损失严重影响了公路桥梁的预应力施工质量，施工中不能使用添加剂来增加易燃性。应尽可能使用高强度、低水灰比的混凝土，以提高收缩质量和减少变形，从而控制工程质量。

结论：

综上所述，预应力技术在加固建筑物方面有着较大的应用优势，可以有效提高建筑物安全稳定性，并延长建筑物使用寿命。在公路建设和桥梁建设中，建议使用该技术。

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