预应力技术在公路桥梁施工中的应用

于顺杰

摘 要：随着我国公路建设工程的飞速发展，预应力技术的应用已经越来越普遍。特别是在公路桥梁的施工过程中，预应力技术具有非常重要的作用，可以解决传统施工技术中存在的许多问题，使公路桥梁的结构质量以及路面质量都有很大程度上的提升。文章通过对预应力技术的相关探讨，分析了公路桥梁施工中的预应力技术应用的主要表现，并提出了控制预应力技术应用质量的相关意见。

关键词：预应力技术；公路桥梁施工；预应力施工

中图分类号：U445.4 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）23-0148-02

由于传统的公路桥梁施工技术存在着较多的问题，经常出现桥梁结构上的裂痕以及路面的凹陷，因此需要找到一种能够解决这类质量问题的方法来提高公路桥梁施工的质量。而预应力技术的使用则非常好地解决了公路桥梁结构及路面质量不高的问题，在当今的公路工程中得到了越来越多施工单位的青睐，成为了控制公路桥梁施工质量的重要手段。

1 预应力技术在公路桥梁中的应用特点与主要材料

在当今的公路桥梁施工过程中，许多施工单位为了提高桥梁的坚固程度以及使用寿命，通常会应用到预应力技术。而之所以预应力技术能够得到人们的广泛使用，是因为该技术手段在公路桥梁施工中具有传统的施工技术所没有的特点，加入相应的预应力钢筋并对混凝土进行预应力处理，就可以使公路桥梁的质量获得飞跃式的提升。

1.1 预应力技术在公路桥梁中的应用特点

预应力技术的应用最为直接的效果就是能够加强公路桥梁的结构质量，提高公路桥梁的使用寿命。而之所以预应力技术能够对公路桥梁的质量有巨大的提升，是因为该技术手段与传统的施工技术相比，可以通过减轻自身重量来降低主拉应力，达到提升桥梁结构总体刚性的效果。并且由于减轻了自身重量，减少了材料的使用，因此可以非常好地起到节约成本的效果，让公路桥梁施工能够更快，也更加安全。

1.2 预应力技术在公路桥梁中的主要材料

公路桥梁施工过程的预应力技术，通常所使用的材料为预应力钢绞线、低松弛钢绞线以及预应力锚等。其中预应力钢绞线主要是用于代替原本的公路桥梁中所使用的钢材，特别是当今最新的低松弛钢绞线，与传统的公路桥梁比较起来，具有经济适用、美观轻巧等特点，能够让公路桥梁不仅美观耐用，更能极大地降低施工的成本。在选择预应力钢绞线的时候，其规格主要根据实际的桥梁施工要求而定，包括钢绞线的尺寸、延伸率等指数。而预应力锚则主要是用于固定钢绞线两端，充当公路桥梁中的受力支点，多个预应力锚共同构成了公路桥梁的主体框架。在选择预应力锚的时候主要考虑的方向有机械锚固与摩阻锚固两种，二者各自具有相应的使用特点，可以在具体的施工过程中选择合适的预应力锚。

2 预应力技术在公路桥梁施工中的应用表现

预应力技术应用在公路桥梁的施工当中，主要表现在两个方面，一方面是在桥梁的混凝土结构中的应用，另一种是在公路路面中的应用。在公路桥梁混凝土结构中的应用可以让桥梁的结构更加坚固，延长桥梁的使用寿命。而在公路路面中的应用则可以使路面更久地保持平整，避免出现妨碍行车的质量问题。而预应力技术在这两方面的施工应用，都可以降低施工的成本，并使工程更加快速地进行。

2.1 预应力技术在桥梁混凝土结构中的应用

随着现今公路工程建设的不断发展，公路桥梁的施工规模往往会非常大，桥梁自身的钢筋混凝土结构出现裂痕的可能性很高。一旦桥梁出现了裂痕，如果没有及时发现，就很有可能使裂痕越来越大，并最终发生桥梁的垮塌事故。而应用预应力技术则可以避免这种问题，在公路桥梁结构中的混凝土投入使用之前，首先对其进行预应力的施加，将混凝土内的预应力钢绞线采取张拉措施，可以让张拉区域预先感受到钢筋压力。通常预应力使用所采取的方法为延长预应力钢绞线的长度，但要注意根据其延伸率控制延伸范围，避免出现张拉过度的情况。对于桥梁结构较为特殊的区域，要注意采取一定的加固措施，辅助预应力技术，让桥梁结构的稳定性以及使用寿命得到更好的保障。

2.2 预应力技术在公路路面中的应用

将预应力技术应用在公路路面的施工当中，是许多施工单位容易忽视的内容。因为和公路的桥梁结构相比，公路路面存在着质量问题通常并不会引起非常严重的桥梁垮塌事故，所以经常被人们所忽视。但如果对公路路面的施工要求较高，需要保证路面的荷载能力与长期的平整的话，就需要将预应力技术应用到施工过程中。和公路桥梁结构的施工相类似，公路路面施工过程中应用预应力技术也是通过张拉预应力钢绞线来实现对混凝土的控制。由于很好地控制了路面混凝土的运动与变形，因此通常经过预应力技术处理的桥梁路面不会出现裂痕、凹陷等情况，使公路路面的整体质量有了较为明显的提升。

目前，预应力技术被广泛地应用在公路桥梁的结构与路面施工中，取代了传统的施工技术，并逐渐应用成熟，实现了公路建设工程在技术上的飞跃。并且随着预应力技术应用的日趋成熟，除了在公路的桥梁施工中经常应用到该技术之外，在公路工程的其他施工区域也有该技术的相关应用经验。

3 实例分析预应力技术在公路桥梁施工中应注意的

问题

虽然预应力技术在我国的公路桥梁施工中有着较为广泛的应用，具备着成熟的应用基础，但仍然存在着许多人们经常忽视的问题，在实际施工过程中表现出来，影响了公路桥梁的工程质量。因此，在预应力技术的应用过程中，要严格控制这类问题，保证公路桥梁的质量。为了探讨预应力技术应用时需要注意的主要问题，本文选取了徐州市一条一级公路中的某段公路桥梁为调查对象。该条公路位于徐州东部，是一条连接东部诸区县的一条主要干道，设计时速为120 km/h，路面宽度为23 m，路面采用沥青混合料铺设，设计使用寿命为20 a。由于该条公路需要穿过大沙河，因此在设计时将穿过大沙河的路段通过公路橋梁的方式完成。为了保证该公路桥梁的结构质量与路面平整度，采用了预应力技术，减轻了桥梁的整体重量，并以较低的成本使桥梁的使用寿命超过了公路的整体使用寿命，预计可以达到20 a。通过对该公路桥梁施工的技术分析发现，在应用预应力技术进行施工的时候，主要需考虑以下几个方面的问题。

3.1 预应力张拉时间的控制

在施工最初的阶段，由于对新型低松弛钢绞线的张拉控制并不是很熟悉或砼强度没有达到设计要求，因此出现了两次张拉时间过早的情况。经过对张拉失败的经验总结，最后探索出了预应力张拉时间的准确范围。通过分析得出，最开始为了增加混凝土的早期预应力强度，加入了一定的早强剂，这种方法过快地增加了混凝土的强度，使桥梁的承载能力达不到预期的要求。

3.2 注意防止预应力钢筋管道堵塞

在该公路桥梁开始施工时，由于施工人员没有注意对混凝土浇筑过程中的预应力钢筋管的保护，使得钢筋管道被混凝土堵塞住，阻碍了预应力张拉钢筋的通过，降低了张拉质量。经过对施工过程中出现的预应力钢筋管道堵塞的情况总结之后，施工单位做出了相应的改进措施，在砼浇筑时在管道中加入了比管道直径略小的塑料衬管，不仅防止了管道被混凝土堵塞，更加大了对管道本身曲线的保护力度，使管道不会发生变形。同时，施工单位还改进了预应力钢筋管道施工的技术细节，对抽芯时间以及有序作业有了更加精准的控制。

3.3 预应张拉力大小的控制

预应张拉力的大小是影响钢筋混凝土质量的最核心因素，如果没有对张拉力的大小进行准确控制的话，那么将会对钢筋混凝土的结构产生非常大的影响，引起混凝土的形变。因此，在进行预应力的张拉操作时，要保证硬件设备的精准以及施工技术人员的水平较高。通常控制预应张拉力大小可以遵循以下两个公式：

△L=■

Pp=P×■

两个张拉力计算公式中，△L表示预应力钢筋的理论伸长值，单位为mm，L表示预应力钢筋的长度，单位为mm，Ap表示预应力钢筋截面面积，单位为mm2，Ep表示弹性模量，单位为MPa，K、μ分别表示钢筋孔内的相应摩擦系数，θ表示张拉端面到截面曲线的切线夹角和，而Pp则表示预应力钢筋的平均分段张拉力，单位为N，p表示预应力钢筋张拉端的张拉力，单位为N。

通过该理论公式就可以较为准确地控制张拉力的大小，然后用理论伸长值和实际伸长值比较，一般不超过正负6%，使预应力施加到最为合理的程度，从而保证公路桥梁施工的质量。

4 结 语

作为如今提高公路桥梁施工质量的主要手段，预应力技术得到了非常快的发展与应用，其技术指标的控制也日趋成熟。而在未来的公路工程建设中，随着人们对公路使用要求的逐渐提升，对路面承压能力、使用寿命等指标的要求逐渐严格，预应力技术的应用也将会面临新的挑战。

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