预应力在桥梁中的使用

蒋文涛

[摘 要]桥梁的预应力技术是我国桥梁技术充分发展的良好表现，在施工的过程中我们更加要对整体的设施进行不断的总结与创新，对需要使用的新型材料进行实际性的基本测试，从而更好地确保材料的使用刚度完全在掌握之中，只有这样，我们才能更好地将这种桥梁的预应力工程施工技术进行完美使用，本文主要分析公路桥梁施工中预应力技术的应用，以达到预应力工程施工的顺利实施。

[关键词]预应力技术 公路桥梁 施工 应用

中图分类号：U445.72 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）25-0201-01

作为一项专门的公路桥梁施工技术，在各个方面和建筑工程中大力推广预应力技术，特别是对当前新时期提升公路桥梁的安全性和稳定性，以及提升公路桥梁的整体寿命有着巨大的作用。此外预应力混凝土具有强度高、刚度高以及抗裂性强等多种优点，因此在施工的过程中应用预应力技术可以促进和提升公路桥梁的经济效益和社会效益。

一、 预应力施工技术的特点

预应力技术特点。一是能在结构使用期内检测、维护和更换；二是在预应力技术中，预应力筋是与混凝土截面是分离开来的， 这在很大程度上使各自的施工更方方便，质量更有保证。三是束形简单，摩阻损失小。体外预应力技术具有以上特点， 而在桥梁加固中得到广泛的应用。

二、 预应力技术应用的加固性能阐述

1、预应力是指对布置于承载桥梁结构本体之外的钢束张拉而产生预应力。设计时仅把钢束锚固区域设置在桥梁结构本体内，转向块可设在桥梁结构体内或体外。预应力体系由管道、浆体、锚固体系和转向块等部件组成。预应力体系分为有粘结体外预应力体系和无粘结体外预应力体系。有粘结预应力体系是将钢铰线穿入孔道内张拉后，向孔道管内灌入水泥浆。无粘结预应力体系的体外预应力筋由若干单根无粘结筋组成，将单根无粘结筋平行穿入管内，张拉之前，先完成灌浆工艺，由水泥浆体将单根无粘结筋定位，张拉后不灌入水泥浆。根据受力特点，分为施加预应力阶段和活载作用两个阶段进行受力分析。

2、预应力的加固法的原理在于在桥梁下缘的受拉区域增设预应力材料，在张拉的作用下使桥梁产生预应力，在这一预应力的作用下，梁体会产生上拱效应，抵消了桥梁的部分自重应力，降低壳体结构变形速度以及裂缝的宽度，改变结构受力系统，由此很大程度上将桥梁结构的承载能力提高。当对加固工程流程进行合理安排后，这一方法的最大优势在于能在最大程度上降低对桥面交通的影响，在条件允许时甚至可以在施工过程中有限地开放交通运行，所以这一方法是使用最广泛的加固方法之一。在桥梁加固过程中，对预应力钢束的分布图要满足足够的应力要求，对这部分设计时应对各种存在的因素进行应力分析，得出各截面的应力数据，检查下各个截面的应力数据能否满足截面的应力需求，如不能满足要求，要进行反复的尝试来改善截面的应力，当各个截面的应力都满足应力要求时即可以设计出钢束应力图。

三、预应力技术在公路桥梁施工中的应用

1、在混凝土路面中的应用。预应力技术不断成熟与使用的日益广泛使研究人员将之引人到了混凝土桥面施工中， 如在基本的理论工作中，研究人员先对桥梁承受的交通荷载、温度及湿度变化给桥面造成的翘曲约束、收缩时造成的板底摩擦约束等因素进行细致分析与深入研究， 在此之上进行混凝土桥面施工中纵向预应力的合理施加， 使桥面横向收缩开裂现象得到有效遏制。

2、受弯构件。通常预应力在公路桥梁施工中发挥的重要作用就是改变和提升混凝土的受弯以及受拉性能，因为混凝土不具备强力的受拉以及受弯性能，而在受弯构件中采用预应力技术能够极大地改善这些缺点，能够最大程度地发挥出受压性能的优势，改变当前工程施工过程中抗拉和抗弯性能上的不足。

3、多跨连续梁。首先，对施工中模板的安装情况进行有效的控制。模板安装作为施工中最重要的环节之一，其不仅涉及到难度系数较高的钢筋和预应管道的埋设，更会影响着整个工程的施工连续性和质量。正式施工之前，应细致检查模板的表面，避免凹凸、粗糙或具有残余粘浆等情况，一旦发现应立即修补；顺利安装内模后，应仔细检查其中的部位，保证其尺寸符合要求；拆除模板的侧模与端模时，应实时检测混凝土芯部与表层、箱内的温度差，并将其控制在15℃以内。其次，对混凝土的施工质量进行严格的控制。对于混凝土搅拌站而言，应尽量提高混凝土的储备量，以提高施工过程中的材料连续供应力；混凝土投入使用时，应尽最大可能的采用热水拌制，而非冰水，不仅因为冰水拌制的操作过程非常繁杂、困难，更会影响混凝土的检测结果；混凝土的浇注，应避免温度较高的时期，以杜绝因施工问题而产生裂纹。

4、加固工程

（1）体外预应力加固的适用条件。第一适用于正截面受弯承载力不足或正截面受拉区钢筋锈蚀的情况；第二适用于梁抗弯刚度不足导致梁的挠度超过规范规定， 或由于刚度太小导致梁的受拉区裂缝宽度超过规范规定的情况；第三适用于梁斜截面受剪承载力不足的情况。

（2）预应力技术加固方法。在桥梁施工中， 多采用体外预应力技术。体外预应力是指对布置于承载桥梁结构本体之外的钢束张拉而产生预应力。设计时仅把钢束锚固区域设置在桥梁结构本体内，转向块可设在桥梁结构体内或体外。体外预应力体系由管道、浆体、锚固体系和转向块等部件组成。体外预应力体系分为有粘结体外预应力体系和无粘结体外预应力体系。有粘结预应力体系是将钢铰线穿入孔道内张拉后，向孔道管内灌入水泥浆。无粘结预应力体系的体外预应力筋由若干单根无粘结筋组成，将单根无粘结筋平行穿入管内，张拉之前，先完成灌浆工艺，由水泥浆体将单根无粘结筋定位， 张拉后不灌入水泥浆。根据受力特点，分为施加预应力阶段和活载作用两个阶段进行受力分析。

5、 在钢筋混凝土构件中的应用。

传统的公路桥梁工程中经常会发生混凝土开裂的现象，而此种问题不仅会影响美观以及对力学性能产生巨大的影响，而且会让混凝土的抗渗性能变得非常差，极其容易遭受到水的破坏和腐蚀，不断对混凝土工程的质量、强度以及使用寿命造成影响。而如果我们在混凝土结构中使用预应力技术就能够很好地解决上述问题，对预防混凝土早期发生裂缝的情况具有特别好的效果。桥梁结构内部的受力非常复杂，各个部分的构件在其特殊部位不仅会受到压应力作用，而且会遭受到拉应力和剪应力的互相作用，因此在公路桥梁施工中对构件的要求非常高。对钢筋混凝土中的构件应用预应力技术，能够极大地减小混凝土构件拉应力作用，进而使得混凝土结构构件能够得到一定程度的保护，拉应力只要是在一个科学合适的范围内就能够确保混凝土在使用的过程中不会因车辆的通过而产生裂缝。

四、 结束语

在科学技术水平不断提高的今天， 我们应加大对桥梁施工技术的研究力度， 从而加快对我国旧桥的加固改造研究， 对提高我国的交通运输能力具有极其重要的作用， 同时也能在很大程度上促进我国国民经济快速发展。

参考文献：

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[2]毛金龙.浅谈桥梁预应力真空压浆施工技术[J].科技创业家，2015（2）.

[3]马银.关于公路桥梁施工管理的思考[J].科技传播，2015（16）：122-123.