预应力技术在公路桥梁工程施工中的应用

杜彬

摘 要：随着科技的发展和社会的进步，我国的建筑行业水平也得到了前所未有的提高。预应力技术在公路桥梁工程中具有广泛的应用，对大型建筑的安全、稳定具有直接的影响。文章首先阐述了预应力技术的涵义以及在公路桥梁领域的应用，分析了目前出现的问题，并为今后预应力在公路桥梁工程中的应用提出了改进措施，以扩大其应用范围，这对于我国的公路桥梁事业的发展具有重要的现实意义。

关键词：预应力；公路桥梁工程；建筑工程；原理；对策

相比较过去的几十年，预应力技术已经得到了突飞猛进的发展。将预应力技术应用于公路桥梁工程施工中，表现出了良好的受力性能。不仅能够提高工程的安全性、稳定性和耐久性，同时还具有减轻工件自身的重量、节省材料、便于安装等优势。我国对预应力技术的研究较晚，但是依然形成了一套完整的应用系统，但是现阶段，预应力技术的应用还是会出现裂缝的现象，并引发安全事故。因此，找到预应力技术在公路桥梁事业中应用的质量控制点是当务之急。

1 预应力技术在公路桥梁工程中的应用

1.1 预应力混凝土的应用原理

预应力技术在公路桥梁施工中的应用主要表现在：使用强度高的钢材、混凝土可以达到提高预应力混凝土构件强度、刚度等目的，同时还可以让混凝土、钢材具有刚度、强度、抗渗、抗剪性等特点。在节约原材料的使用的同时，也减轻了结构的自重。同时，作为公路桥梁工程建设的基础构件，公路桥梁的质量与预制板的技术密不可分。预制板需要预应力技术给予稳固性和抗震性，而预应力技术需要预制板技术中的高强钢绞线、预应力筋的技术性支持[1]。

1.2 预应力技术在公路桥梁领域的应用

了解预应力技术的应用，首先要认清预应力技术，主要分为三个方面：第一，预应力的施加实际上是一种抵抗外界荷载的作用；第二，预应力能够改变构件中钢筋的性能，把脆性的混凝土变成弹性材料；第三，预应力混凝土为高强度钢材在混凝土结构中的充分工作提供了条件，使两种材料能够各尽其用，实现了工程经济性的原则。基于以上三点认识，预应力技术在公路桥梁工程的应用分为以下几个方面：

（1）在工程施工中的应用：应用预应力技术来加固公路桥梁，能够提高构件的强度，补充和加强构件的性能，提高公路桥梁的承载能力；能够延长工程的使用寿命；满足社会对运输日益增加的要求。

（2）在多跨度连续施工中的应用：多跨度连续梁分为正弯矩区和负弯矩区，当多跨度连续梁的抗剪切能力和承载能力难以满足工程需要时，同样需要预应力混凝土构件来进行加固，提高抗剪性和刚性。

（3）在受弯构件施工中的应用：对受弯构件的加固通常使用碳纤维片，但是因为在加固之前混凝土就具备初始的拉应变，因此在受压区域内，混凝土的压应变一旦达到极限值时，受弯构件也就达到了极限承载能力。利用预应力改变构件中钢筋的性能，将混凝土变成弹性材料，可以防止受弯构件断裂。

2 预应力技术应用中存在的问题

2.1 预应力构件张拉力失控

预应力构件张拉力失控是由于预应力施工不规范引起的，在公路桥梁施工过程中，连续跨梁中的每跨预应力束一端的张拉中需要两端对称。如果两端不对称，就容易对工程的施工质量造成影响，对公路桥梁的质量影响极大。在施工中，应当以张拉力为主，保证张拉作用采用。预应力张拉力和筋伸长度进行两面控制，测量预应力筋伸长度并进行校验。

2.2 构件易发生断裂

在高荷载的情况下，发生构件断裂是极为常见的现象，即使是在建筑规范中，也允许部分预应力构件发生裂隙。在预制场内构件有裂隙是受温度和湿度的影响，造成干缩和温缩，继而造成裂缝。这些裂缝具有共同的特点，通常表现为裂缝宽度细，且不均匀的分布在构件的表面，分布位置没有规律。随着荷载的增大，这些裂缝会逐渐变宽，久而久之就会产生安全隐患，造成公路桥梁的坍塌[2]。

2.3 造成预应力钢筋孔道堵塞

公路桥梁中的波纹管堵塞对预应力施工有副作用，波纹管的阻塞导致预应力的钢绞线伸长情况受到影响，甚至会影响其通过。另外，钢筋混凝土在施工期间，受弯构件以及荷载作用力的影响，一般会采用强度非常高而且施工工艺简单的碳纤维。通过将碳纤维的材料黏贴到钢筋受弯构件中，加固其性能，使得其抗拒荷载形成的作用变形能力增强。所以在施工过程中，应当严格控制每道工序的时间，不能够急于求成[3]。

3 预应力技术在公路桥梁工程中应用的质量控制措施

大跨度预应力的施工负责、技术要求高，因此必须重视施工的自然环境因素、组织安排、结构空间关系等方面，具体包括以下几个措施：

第一，應该对施工过程中的组织结构重新安排，保证施工过程中的不同工种之间能够协调，以提高施工效率，缩短大跨度预应力结构工期。第二，提高公路桥梁工程支撑体系的稳定性。很多建筑都有粘结预应力结构，这种结构属于超高大跨度预应力结构的范畴，施工过程应通过精密的计算和全面的分析，注入更高的技术含量。一方面，要考虑到公路桥梁本身的工程构件的卸载措施是否可靠。另一方面，还要结合实际情况具体实施，根据企业的技术状况选择性能好、成本低的支撑体系，以实现更好的经济效益。第三，控制预应力的损失。大跨度预应力若想实现有效的预应力，必须首先控制预应力的损失，防止预应力的损失要在施工的各个环节注意。例如，浇注后要保证混凝土有充分的养护时间，防止因温度变化致使混凝土收缩而造成预应力损失，可以在浇注前减少水泥在混凝土中的配比。要注意预应力的孔道预留和锚具的应用，预埋的钢垫板必须与孔道的中心线垂直，管道的固定安装必须采用定位的钢筋材料，钢管不能超过1米，波纹管不能超过0.8米，胶管不能超过0.5米。同时还要加密曲线管。第四，防止混凝土出现裂缝。在实际施工中，大跨度预应力混凝土会因为外界的受力不均匀、温度变化等原因出现裂缝。大跨度预应力属于大体积混凝土的范畴，通过控制温度收缩裂缝是有效的措施。因此，应选择合理的原材料和科学的优化配比。在浇注过程中，严格控制浇注速度和分层厚度，能使原材料从浇注到入模的降温过程得到充分地养护。第五，通过绑扎钢筋保证骨架结构的稳定性。为了增强骨架结构稳定性，同时使预应力更加便于操作，可以用钢管支架支撑大梁上部的钢筋。在大梁的两侧搭建3米为间距的脚手架，将钢管通过焊接固定在大梁上部的钢筋上，由此形成稳定的预应力结构，随后撤去脚手架即可。为了保证受力钢筋的位置正确，钢筋的连接处最好采用机械连接。

4 结束语

预应力结构最早应用于桥梁的建设中，后来逐渐应用于公路桥梁建设领域中。随着建设水平的不断提高，预应力技术成为了用途广泛、发展速度快的一门科学。将预应力技术应用于公路桥梁工程中具有很多不可替代的优势，预应力混凝土能够克服传统混凝土易断裂的问题，提高工程的安全性和稳定性，也为满足人们对各种类型建筑的需求提供了技术支撑。但是预应力技术施工过程专业性强、工艺复杂，因此对施工过程技术要求较高。今后应当把握关键环节的质量控制、明确每道施工流程，从而保证公路桥梁工程的质量和使用寿命，推进我国建筑工程事业的深远发展。

参考文献

[1]黄敬文.预应力技术在公路桥梁工程施工中的应用[J].甘肃科技纵横，2016（7）：42-43+27.

[2]裴树军.预应力技术在公路桥梁工程施工中的应用分析[J].交通世界，2016（12）：84-85.

[3]王继波.预应力技术在公路桥梁工程施工中的应用[J].中国高新技术企业，2015（15）：98-99.