预应力技术在桥梁工程中应用的要点分析

刘超豪　刘伟伟

（贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司　贵州贵阳　550001）

前言

预应力技术能够简化桥梁结构，缩短施工周期，进而保证桥梁质量。是当前桥梁施工与设计环节中的重点工作，也是最新工艺。预应力技术能够在桥梁实际承载受力前，对其施加压力，使得混凝土产生一定压应力，进而减小或抵消外荷载状态下的拉应力。能够减少桥梁出现裂缝的可能，提升桥梁质量。

1　预应力技术在桥梁施工中的价值

随着国家对基础建设加大关注以来，我国桥梁工程便大量出现，且其中施工质量也成为了重点。在我国预应力技术不断成熟的过程中，其对我国公路桥梁施工也发挥着重要的作用，发挥较大价值。预应力技术相比其他施工技术而言较为简便，且施工周期短，效果显著。预应力技术在我国出现时间相对而言较短，但其成果却较为显著。①预应力技术应用范围比较广泛，不仅能够用于桥梁施工，在众多边坡固定等小工程中均能够利用该技术。②预应力技术的使用能够大大提升工程质量，并节省材料的使用，降低工程成本。③该技术在桥梁施工中能够提高桥梁抗震与抗渗能力，减少裂缝出现几率[1]。

2　概述预应力技术

预应力技术能够改善桥梁承压结构，并在施工期间对结构进行预先施加应压力。其能够在一定程度减少甚至抵消外来荷载所带来的拉应力，进而减少对结构破坏程度。通常，预应力技术与混凝土结构相结合，并在混凝土承受荷载之前便对结构施加压力，进而减少在受到外荷载时所带来的压应力，使得桥梁产生裂缝的时间较晚甚至不产生裂缝。

在工程结构件受到压力前，对即将承受荷载的钢筋施加预应力，能够提升构件刚度，增强其耐久性。而对于机械结构而言，预先施加应压力能够提升其本身的刚性，进而减少震动所产生的变形，并改善受拉部分的弹性，使得其钢性更加强韧。这种现象类似于给还未装水的木桶套上铁箍或其他装置，进而给木桶壁产生向内的压应力，当所施加的压应力超过木桶本身能够承受的拉应力时，由于受到环向的压应力控制，便不会发生开裂漏水的可能。因此，在未受到荷载的桥梁构件中施加预应力，便会产生于荷载发生变形的方向相反的力，进而减少其变形的可能。为使得构件能够沿着作用的方向产生变化，因此需要提前将与荷载相反的变形抵消，进而使得构件朝向荷载方向发生变化。

3　预应力技术在桥梁施工环节中的要点分析

3.1　预应力技术在道路桥梁中使用原因

道路桥梁工程中重要的环节便是混凝土施工，预应力技术能够在混凝土未受到荷载之前便对其施加压力，进而减少外荷载作用对混凝土产生的压应力，并在一定程度上减少或消除外荷载产生的拉应力。使得结构在正常使用期间不受损伤，或损伤程度较轻。提升桥梁修建质量，并提升用户使用体验。

3.2　预应力技术施工过程中的质量控制

3.2.1钢绞线的选择

桥梁施工技术前需要对设计图纸、施工环节、修建重点难点等方面做到充分了解，以及项目资金、桥梁结构、桥梁修建面积等。其次，对桥梁整体信息进行分析，根据施工修建中的设计图纸以及规划方案选择钢绞线，在选择过程中需要满足美观、质量达标、经济实用等原则，并能够突出桥梁基本特点。根据现代桥梁在使用预应力技术修建的过程中，可以看出低松弛钢绞线具有一定优势，其能够减少成本的投入，并具有应用范围广的基本优势。同时，在选择钢绞线的过程中，需要对桥梁基本数据进行分析，综合评价其几何参数、松弛率等各方面性能，并对规格、尺寸等提出标准化数据[2]。

3.2.2预应力锚具的选择

在使用预应力技术修建桥梁的过程中，锚具也是需要慎重考虑的因素之一。在选择过程中需要对摩阻锚具以及机械锚具加以关注，根据其不同的使用规则相应考虑。笔者通过多年实践经验可得，摩阻锚具操作更加简便，且使用效率较高。但月有盈缺，摩阻锚具仍旧存在不足之处。如连接比较繁琐，其损失较大，连接耗时较高等等。因此在选择时需要根据实际施工情况合理选择，提升工作效率。

3.2.3预应力效应的分析

对于桥梁施工过程而言，无论桥梁修建面积的大小，均需要对其详细情况以及预应力效应进行分析后，再开始工程的修建。首先，对预应力所产生的不同信息与数据进行假设布置，根据其中可能出现的异常情况予以解决。根据假设布局后所产生的结果进行分析，充分考虑该种修建方案能否满足实际需求，是否能够减少桥梁承受的外荷载力。在假设布局过程中所产生的问题需要及时解决，并制定出应急预案，进而避免所带来的经济损失。

3.2.4关注混凝土施工环节

现如今，大部分建筑施工环节均需要注重混凝土施工，由于混凝土施工环节会受到各种外界因素的干扰，发生裂缝、离析等恶性现象，因此在桥梁施工中的问题仍旧较为突出，需要多加关注。仅凭预应力技术当前还无法完全消除桥梁施工中的裂缝问题，其与混凝土质量有着密切的关系。其中，混凝土的制作环节较为重要。众所周知，混凝土是由众多原材料混合而成，通过不断的振捣进而形成韧性，提升粘度。由此便能够得出，其中重要组成部分便是原材料的使用与振捣环节的控制。混凝土原材料主要包括水泥、砂石、水。其中，水泥型号需要根据混凝土的相关要求进而选择，并保证水泥质量符合国家标准。而砂石的选择更是重中之重，若泥沙含量较多，混凝土相关要求将达不到国家标准。因此在砂石配比环节中需要合理控制淤泥含量。混凝土所加入的水不可选择生活废水、工业废水，必须为饮用水才能保证混凝土规格符合标准。此外，对于运输环节的控制。由于混凝土需要专业工具运输。因此，在运输前需要对车辆进行检查，避免其在运输环节发生故障，保证混凝土质量才能使得预应力技术的价值得以发挥，有效减少裂缝的产生，进而提升桥梁施工质量，降低风险。

3.3　案例

在某市桥梁施工环节中便充分利用了预应力技术，并发挥了显著效果。该桥梁施工面积为16200m2，柱网尺寸为9m×28m，通过现浇混凝土修建工程结构，混凝土强度为C45。该建筑选用高强度低松弛钢绞线作为预应力筋，并以连续曲线梁为基本布置方式。强度数据分别为：d=15.25mm、As=141mm2、FPU=1860N/mm2。施工工具包括混凝土灌浆机器、千斤顶、油泵、波纹管等。利用430kg/m3的水泥，以及粒径在0.5～3cm之间的砂石制作混凝土，并在其中掺入膨胀剂，并选用泵送混凝土进行施工。将制作完成的混凝土利用灌注技术进行浇灌，在振捣环节需要注意，应保证全程振捣，避免发生空鼓现象，且振捣棒不可与金属波纹管相碰触，并利用一定规律来回抽动直到大梁混凝土固定。其次，利用钢绞线进行固定张拉工作，以YL-2、YL-1作为两端的张拉，YL-3实行梁固定与张拉工作，并同时进行，进而完成预应力技术施工。在日后的使用中，该桥梁即便经过风吹日晒，截止今日未曾产生裂缝。

4　结论

综上所述，在我国桥梁修建施工环节中，预应力技术将越来越广泛的使用在其中。在日后的发展中，由于混凝土技术的越加成熟，对预应力技术提供有力保障。而随着工程的修建，预应力技术也将越加精湛，有力保证桥梁施工质量，提升施工流程的科学性，严谨性以及合理性，加快我国城市化进程的脚步。

[1]王亚昕.预应力施工技术在市政桥梁工程中的应用[J].工程技术研究，2018（02）：91～92.

[2]梁温.刍议预应力技术在公路桥梁工程施工中的应用[J].门窗，2018（01）：234.