简析路桥施工中预应力技术的应用

张清洁

摘要：积极运用现代路桥技术提高路桥施工质量以及提高路桥设计承载力是现代公路建设设计与施工企业面临的首要工作，运用现代路桥技术有效提高路桥设计使用寿命以及施工质量能够极大的促进我国经济的发展，促进我国公路工程建设的发展。预应力混凝土技术所具有的高抗裂能力、高抗渗性能以及高刚度、高强度等特点使得其在现代路桥公路中有着重要的应用，其对我国路桥工程受用寿命、承载力的提高有着重要的意义。

关键词：路桥施工；预应力技术；应用；

引言

预应力技术在路桥工程中的应用是通过预应力技术在混凝土工程中的应用，构建预应力混凝土构件，以此使混凝土构建产生的预应力状态用以减小或抵消外荷载所引起的拉应力，即借助于混凝土较高的抗压强度来弥补其抗拉强度的不足，达到推迟受拉区混凝土开裂的目的。路桥工程中预应力混凝土结构通过采用高强度钢材和高强度混凝土，使预应力混凝土构件具有抗裂能力强、抗渗性能好、刚度大、强度高、抗剪能力和抗疲劳性能好的特点，并达到节约钢材、混凝土、减小结构截面尺寸、降低结构自重、防止开裂和减少挠度的目的。

1 预应力技术应用于路桥施工分析

1.1 预应力技术在路桥面施工中的应用

在路桥混凝土路面施工中应用预应力技术，是近年来才逐渐兴起并广泛普及的一项新型技术，其技术的原理是通过预应力钢筋的配置对混凝土路面形成一定的约束，从而达到延缓或消除裂缝的目的。在路桥混凝土路面施工中应用预应力的技术，前期的理论研究尤为重要，需要通过对交通荷载、温度、湿度等等的变化引起路面上混凝土板的翘曲的原因进行深入的研究，在道路桥梁施工中合理的施加纵向预应力，避免混凝土的收缩和断裂。

1.2 预应力技术在路桥混凝土构件中的应用

混凝土裂缝是钢筋混凝土构件中易产生的质量通病，在道路桥梁的大型钢筋混凝土结构中，极易出现裂缝。预应力技术在路桥混凝土构件中的应用就是在路桥钢筋混凝土结构加载或使用前，预先给受拉区域施加一定压力。即在混凝土受拉区域内进行钢筋张拉，通过钢筋自身所具备的回缩性能，使混凝土受拉区预先受到钢筋对其施加的压力。

1.3 预应力技术在路桥加固施工中的应用

在道路桥梁建造中，桥梁的加固是很重要的一个环节，道路桥梁加固一般是通过对主要承重部分的补强和对结构性能的改善来恢复或提高现有道路的承载能力，从而延长其使用寿命，以适应现代交通的发展要求。道路桥梁加固的重在改善桥梁的结构性能，增加构件的刚度和强度，预应力技术在桥梁加固中的应用能够有效加强构件的承载能力，从整体上改善路桥结构性能，恢复道路桥梁的承载能力和使用性能，增加其使用寿命。在道路桥梁薄弱构件处使用辅助材料加强构件的刚度和强度，减少作用在构件上的荷载。通常加固方法可以选择碳纤维布粘贴、钢板加固、预应力处理等。

1.4 预应力技术在路桥受弯结构中的应用

预应力技术在受弯曲结构中，具有碳纤维强度和施工简单便捷的特点，在道路桥梁建设中得到广泛应用。碳纤维的最终的盈利最直接的来源于混凝土的应变增加，如果最开始的应变力过大，则会破坏碳纤维预应力程度较差的构造，使碳纤维的强度无法发挥出最佳效果。因此，在道路桥梁的施工中，可以在粘贴碳纤维片材料的同时增加一定程度的预应力，从而使碳纤维片材自身有一定的拉应力，提高碳纤维应力，充分发挥其高强度的性能。

2预应力施工技术存在的问题

2.1 波纹管堵塞

堵管是指在混凝土浇筑后波纹管出现堵塞的现象，发生了堵管会导致后期预应力钢绞线穿束无法通过或张拉预应力时钢绞线实际伸长值与设计计算值相差很大，给施工带来不必要的麻烦，既影响了工期，又耗费了人力。引起堵管的原因分析：首先施工单位在施工过程中没有严格按照施工规范安装波纹管，出现波纹管定位不精确引起的弯折扭曲、套管接头松动，或者是在混凝土浇筑施工中，振捣人员在振捣混凝土时操作失误，造成波纹管局部的破裂，直接导致混凝土水泥浆渗漏到波纹管中造成堵管。其次，波纹管自身的质量缺陷引起漏浆堵管。

2.2 预应力张拉问题

国内现浇大跨度（3～5 跨，每跨30m～50m）预应力连续箱梁底板预应力束一般采用一端张拉的工艺。如5跨线箱梁桥，第一联跨66m，第二联跨88m，第三联跨150m，如采用一端张拉的工艺将一束钢绞线拉直需要0.3Ak～0.4Ak的拉力，而如此长的孔道要跨越多道箱梁横隔板。其孔道摩阻是多少。要通过试验才能确定。根据国内外相关规范规定：跨度≥30m以上的预应力桥梁，均要求采用两端对称张拉工艺，才能保证跨中有效预应力和桥梁在恒载和活载作用下跨中所需抵抗弯矩的建立，否则会导致跨中承载力不足，而产生正截面裂缝。

2.3 后张预应力结构张拉力控制的问题

预应力施工作业不够规范，特别是张拉力控制不严对预应力桥梁质量影响较大。一般张拉作业采用张拉力和预应力筋伸长量同时控制，以张拉力为主，以伸长值校核张拉力。通常张拉力的计量采用1.5级油压，误差大，有的千斤顶甚至未经计量标定就张拉，而且张拉人员多数未经专业培训，如果作业不专心，经常容易出现较大误差，甚至读错表，发生张拉力忽高忽低的现象。特别在多束张拉时，由于每束张拉力都不同，往往对预应力筋的伸长值计算不准确，弹性模量取值混乱，实际张拉时难以做到将伸长量按规范规定控制在±6%范围内，导致张拉力失控。

2.4 预应力结构张拉前出现裂隙问题

钢筋砼结构在使用荷载作用下裂隙是不能避免的，部分预应力的B类构件也允许出现有限制的裂隙，而在预制场内的构件则应尽量避免出现裂隙。张拉前出现的裂隙经常是由于干缩和温差造成的。裂缝常在表面处，宽度较细、分布不均，梁板类构件多沿短边方向分布，有时产生在箍筋位置，有时从构件顶面延伸到构件侧面，温度裂缝有表面的、深进的和贯穿的，走向沿一定规律。梁板式构件裂缝多平行于短边，深进和贯穿的裂缝一般与短边方向平行，裂缝沿构件全长分段出现。

2.5 预应力钢筋孔道堵塞问题

发生在后张法构件中，预留孔道塌陷或堵塞使预应力筋不能顺利穿过，不能保证灌注工程质量，影响张拉效果。产生的主要原因是抽芯过早，水泥砼尚未凝固，不具有一定的强度，或抽芯太晚，橡胶抽拔管可能被拔断。

3 路桥施工中预应力应用的有效措施

在施工过程中，当出现堵塞情况时，工作人员一定要切实依照预应力自身钢筋曲线的坐标，对漏浆孔道堵塞的位置进行标注，同时还需要避开桥梁主筋所在的位置，使用冲击钻来开孔，有效清除波纹管中存在的水泥浆，从而使钢绞线可以正常通过并在波纹管中自由伸缩；最后，就可以在完成张力后用更高质量、具有微膨胀性能的混凝土来封住孔洞。为了防止路桥表面由于温度过高而产生裂缝，在施工的过程中需要严格控制构件内外承受的温度差，比如在夏季的施工期，要采用低水化热性能较强的水泥；在寒冷的冬季则一定要对施工中的预制构件做好保温工作，尽量不要过早地将模板拆除。

结语

我国正处于改革开放关键时期，预应力技术的应用也伴随着相关技术的发展而发展。横观我国的国情大部分的公路桥梁是采用这一种技术的。所以施工过程既要注意工序的标准化也要注意创新型，把工程出现的质量问题扼杀在细心、规范施工之下，还有就是要提高各个方面的总体水平。

参考文献：

[1]张晓曦.论预应力技术在建筑工程中的应用[J].建筑与科学，2011（8）

[2]鞠凤森.道路工程中预应力技术的应用现状和特点[J].吉林建筑，2011（10）