公路桥梁施工中的预应力技术探讨

孙剑

摘要：因其特点，预应力技术在公路桥梁施工中的应用率正在提高，是公路桥梁建设中必不可少的一项重要技术，需要对公路桥梁施工中的预应力技术进行研究，严格控制施工质量，减少预应力施工对于公路桥梁工程施工质量的影响。

关键词：公路桥梁；预应力技术；特点

中图分类号：U448文献标识码： A

前言

预应力是从模具研究发展来的，该原理在19世纪被运用到混凝土当中，随后逐步被开发研究。预应力能够使建筑物结构结实，抗裂性高，所以被国内外广泛应用。预应力技术虽然在我国开发的时间相对于较晚，但是其成长速度非常快，在我国公路桥梁施工方面都有较广泛的应用。

一、预应力技术的特点

预应力技术的显著优点，是其具有充分利用材料的高强度性能，在与混凝土结构中运用可以有效地加强质量，防止混凝土裂缝，加大公路桥梁跨径，减轻结构自重。其次，预应力技术自身于建筑中的也有显著优点。在公路桥梁上得到普遍的应用，同时随着公路桥梁建设规模的扩大显得越来越重要。但从另一方面来看，这其中也有许多缺点。预应力技术由于其广泛运用，引起有关施工质量的问题也在不断增加，在这其中，有很多时候直接影响了工程进展速度。一方面，出现的裂缝病害与质量问题也随着高速公路的大规模建设不断增多。

二、公路桥梁施工中的预应力技术

1.检验和试验预应力材料

预应力施工的特殊性决定了所用材料的特殊要求。所以，在选择材料时进行检验及试验是必须的。严格检验预应力材料避免了因材料问题而导致的工程质量下降。在验收钢绞线时，首先应该进行成批验收，即每批按照同规格、同批号、同生产工艺制作且每批质量在60t以下的原则进行验收，然后从每批中任意抽取3盘，试验其直径、表面质量及力学性能等是否符合要求。对锚具验收时，先进行外观检验，再进行必要的硬度试验，试验所抽取的锚具从验收合格后的每批中抽取5%，应该多于5套锚具。另外，对预应力材料试验完毕后，还应该进行钢绞线锚具组装件的静载锚固性能试验，用于试验的锚具要从合格且为同批的锚具中抽取5%。这些试验通过后，预应力材料就可以在施工中采用了。

2.预应力锚具的选用

在公路桥梁建设中，采用后张法预应力混凝土结构时要运用的锚具一般可以分成两种，即机械锚固类型和摩阻锚固类型。前者是采用机械加工的方法来形成适宜锚碇操作的条件对其加以锚固。这种锚具经常被运用到集束型高强钢丝或者锚旋高强度粗钢筋，它们的优点是对锚具造成损坏的预应力比较小，而且连接起来比较简单。而后者摩阻锚固类型主要是根据楔形锚具把预应力钢材“挤紧”后形成锚旋作用的原理。具有吨位大、锚力反复变化的优点，但也具有锚具的预应力会有较大损失、不能重复张拉的缺点。

3.预应力混凝土的结构设计

路桥工程施工过程中的预应力技术应用，非常重要的一点就是预应力混凝土结构设计，其标准在于满足路桥施工的实际需求，并在严格按照施工设计规范之要求下，对预应力混凝土的结构进行设计。一般而言，在对预应力混凝土的结构进行设计时，应当考虑到该结构的承载能力及实际使用情况。在预应力技术应用过程中，尤其是施工阶段的结构强度验算和材料应力验算一定要非常的准确，这是对预应力混凝土结构设计的关键和基础。实践中，为确保路桥施工中的混凝土结构变形不会影响到路桥的使用及外观美感，应当首先设计和验算混凝土结构的支撑能力与安全度；同时，在实际施工过程中，混凝土结构的预应力绝对不能超过可操作范围，只有这样才能有效的控制施工阶段的预应力技术，才能确保预应力技术的有效应用，这正是我们为何要保障路桥的施工设计之目的。除以上外，还需要注意预应力混凝土施工设计和技术应用过程中，一定要严格控制其挠度值，绝不能超出规定的操作范围。总之，做好预应力混凝土的结构设计工作是提高预应力技术在路桥施工中使用功效的关键和基础，为预应力混凝土技术的应用提供了保障。

4.预应力混凝土构件的施工方法

（1）先张法

在混凝土灌筑之前，先将由钢丝钢绞线或钢筋组成的预应力筋张拉到某一规定应力，并用锚具锚于台座两端支墩上，接着安装模板、构造钢筋和零件，然后灌筑混凝土并进行养护。当混凝土达到规定强度后，放松两端支墩的预应力筋，通过粘结力将预应力筋中的张拉力传给混凝土而产生预压应力。

（2）后张法

先灌筑构件，然后在构件上直接施加预应力的方法。一般做法多是先安置后张预应力筋成孔的套管、构造钢筋和零件，然后安装模板和灌筑混凝土。预应力筋可先穿入套管也可以后穿。等混凝土达到强度后，用千斤顶将预应力筋张拉到要求的应力并锚于梁的两端，预压应力通过两端锚具传给构件混凝土。为了保护预应力筋不受腐蚀和恢复预应力筋与混凝土之间的粘结力，预应力筋与套管之间的空隙必须用水泥浆灌实。水泥浆除起防腐作用外，也有利于恢复预应力筋与混凝土之间的粘结力。

5.预应力技术中要重视的问题

（1）锚具的连接问题

这里的锚具主要指的就是扁锚。通常情况下，扁锚的应用是有条件限制的，其应用的环境为结构的截面尺寸存在一定限制，或者是构造连接。而在该方面出现的主要问题就是很多施工单位为了追求经济利益，在“箱梁底板”与“板梁结构”中同时应用扁锚，甚至有些施工单位还申请了该方面的专利，显然这种做法是不正确的。对于这个问题，最好的解决方式就是在“箱梁板、腹板、空心板”等桥梁结构中避免采用扁锚。

（2）预应力筋的定位

根据曲线预应力筋的坐标位置,核对与非预应力筋的相关性,发现预应力筋与非预应力筋或其他布管(如电线管等)发生冲突时,经分析确定优先保证预应力筋的铺设,将普通钢筋位置移动,确保预应力管道位置正确,但禁止将钢筋截断,实际施工中有两个部位钢筋移位较大,采用同型号井字钢筋加固。然后按照确认的曲线坐标制作、布筋。开始绑扎钢筋前,在垫层上放出墙边线和钢筋位置,根据钢筋的重叠顺序,将纵横钢筋、封闭箍筋依次就位,按设计的钢绞线在梁内的位置,将专用支架牢固焊接在梁内箍筋上,并在钢筋笼中布置专用托轮,将绞线束由一端牵引、另一端传送,缓慢输送到位。牵引穿铺中不得损伤护套,顺次安放在专用支架的U形卡内,随即将U形卡扳成形,将绞线牢固固定。然后安装承压板,螺旋筋等,必须保证梁端40cm内绞线束与梁轴线平行。穿入预应力筋后再将上层钢筋依次就位,严格校对位置,固定牢固。

（3）控制张拉

因为我国的预应力技术研发的时间较晚，相关的明文条款还不够健全，不能够很好的知道施工单位进行作业。在没有统一的规定下，施工用人单位不能很好的对操作人员进行系统的陪训。这就导致不同的力度产生不同的影响，不同的影响就产生不同的效果。所以合理的规范是很必要的。

（4）张拉的时间

在相当长的一段时间内，早强剂曾被作为最主要的运用方式，被广泛使用。其特点是见效快，但是不足在于张力与弹性不能同时达到效果。导致许多建筑物出现不用程度上的裂缝，是损失变大。通过实验证明，想要通过添加早强剂的方式来加大混凝土的张拉是不可行，基本达不到预期的效果。

结束语

公路桥梁工程是我国基础设计建设中的重要组成部分，为了保证人民的生命安全，建筑经得起考验的建设，我们要不断提高公路桥梁预应力施工技术，并且大大发展预应力技术，使预应力技术能够更好的在桥梁工程中发挥作用。

参考文献

[1]刘矿军.公路桥梁施工中预应力技术应用[J].黑龙江交通科技,2012.04

[2]彭莲.对于路桥施工中预应力技术应用的探讨[J].中国科技纵横，2011（08）.

[3]原文强.路桥施工中预应力技术工艺应用分析[J].城市建设理论研究（电子版），2012（03）.