探析公路桥梁施工中预应力技术应用

张健

摘 要： 预应力技术适用于公路桥梁工程建设的实际需要，在工程建设中能够起到良好的作用，对提高工程质量，加强地区联系，方便人们出行有着重要的现实意义。随着工程建设的增多和技术的改进，公路桥梁工程建设中预应力技术将会得到更为广泛的运用。本文对公路桥梁施工中预应力技术进行了探讨。

关键词： 公路桥梁；施工；预应力技术

1、预应力技术的优势

预应力技术在公路桥梁施工中主要运用在混凝土施工过程中其通过对混凝土模块的浇筑降低混凝土构件在承受外界压力的负荷[1]。也就是说预应力技术的应用可以增加整体混凝土构件可承受压力，增加混凝土构件的使用年限，同时在桥梁施工过程中预应力技术的应用也可以增加整体公路桥梁的抗疲劳性能，增加公路桥梁施工工程材料的利用效率的同时也可以降低整体工程的重量，并增加了整体公路桥梁的结构坚固性能，防止公路桥梁裂缝现象的发生。

2、公路桥梁施工中預应力技术的应用

2.1桥梁工程中的重要应用

公路桥梁的工程中，大型桥梁工程是涉及因素最多、结构最为复杂的工程，尤其是多跨桥梁其桥梁结构在不同部位需要承载不同的弯矩作用。多跨桥梁的跨中部分整体会受到正弯矩作用，也就是说整个桥梁的下部受拉。但是多跨桥梁的支座部位则有很大不同，他的上侧部位受拉，需要其不断承受负弯矩作用。通常混凝土结构的受剪能力与抗拉性能都特别差，不能满足大型桥梁工程的质量要求，所以在多跨桥梁施工的时候必须应用预应力技术来对混凝土实施科学合理地加固，进而在一定程度上提升多跨桥梁跨中部位和支座部位的抗拉能力和受剪能力，极大地提高了多跨桥梁的质量和安全性，使其稳定性达到一个新的高度。

2.2混凝土路面中的应用

公路桥梁预应力技术在混凝土路面的应用，其原理大致和钢筋混凝土结构中的应用相似，都是依靠预应力钢筋的配置对路面混凝土进行相关约束，使得路面延缓出现裂缝，甚至不出现裂缝。运用好混凝土路面的预应力技术，前期准备工作必不可少，路面交通荷载力、温度、湿度、摩擦约束等都要进行深入探讨，防止在施工期间出现收缩裂缝。这一技术在目前项目建设中已日趋成熟。

2.3在受弯构件中的应用

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。

2.4钢筋混凝土构件中合理科学应用

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。

3、公路桥梁中预应力所存在的问题

3.1预应力张拉的时间问题

在公路桥梁施工过程中预应力张拉前，经常出现预应力结构缝隙现象，如梁板结构中裂缝大多沿顶端向侧面延伸，甚至会出现裂缝贯穿整个预应力结构部件的情况。同时在公路桥梁施工过程中常采用一端张拉法，这种方法需要将钢绞线拉直，导致由于桥梁跨度预应力箱至少需要三十米左右的跨度，且对钢绞线拉直过程中摩擦力的大小也不能充分的确定，这就给预应力技术的应用造成了一定阻碍，再加上预应力在公路桥梁施工应用中对于张拉力的控制时间没有严格的规定，在实际施工过程中只能依靠施工人员的施工经验采取一定的预应力张拉时间的控制，这种情况就给整体公路桥梁的质量造成了巨大的安全隐患，为了降低预应力结构裂缝出现除了在施工过程中加强对预应力施工时温度及湿度的控制，同时可加强对施工过程中施工人员的管理，并在施工过程中按照施工要求维持预应力构件的整体温度，防止由于模板拆卸过早而导致的施工裂缝的出现，同时在使用长线法施工时应及时对应力筋采取放松措施[2]。具体预应力的张拉值计算公式如下：

式中：Pp 为预应力筋平均张拉力；P 为预应力筋张拉端的张拉力；k 为孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数；x 为预应力产生距离；μ 为预应力筋和孔道壁的摩擦系数；θ 为张拉端面到截面曲线部分切线的夹角之和。

此外，通过其他应对策略，例如：采用早期强度的混凝土做检测试块来代替实际强度，也会带去相应的承载力问题。通过现有的实践资料表明，早期使用早强剂的混凝土都不能达到实际标准。公路桥梁混凝土中早强剂的使用应对措施，会对预应力张拉实施效果产生重要影响。另外，强调每一处理阶段早强剂的混合比例和时间等待过程均需要进行监控勘察，以实现施工质量的动态管控。该阶段的监控管理在处理公路桥梁工程的承载力方面起着决定性作用。

3.2预应力钢筋管道堵塞问题

在进行预应力承载支撑的技术应用过程中，方案中均为先确定好施工流程和规范细则。考虑到公路桥梁所在区域地形地质复杂多变，在进行技术操作时需要进行严格方案设计和实地检测，这是确保预应力承载支撑设计有效的关键。但是，由于公路桥梁所在施工区域缺乏优良性，同时不可避免地存在施工人员技术经验不足和保护措施不够等问题，导致在施工时预应力钢筋的管道出现堵塞，后果往往是张拉预应力的钢筋不能够顺利通过，从而影响张拉的实际效果。出现这样的问题就会造成工程造价成本提升，并且安全性也较低，因为预应力钢筋的实际伸长值与理论值之间有着较大偏差。预应力筋理论伸长值△Lcp 的计算公式如下：

式中：0.9 为系数（由 10%～100%的伸长值折减系数）；Fpm 为预应力筋的平均张拉力 N；Lp 为预应力筋的计算长度，mm；Ap 为预应力筋的截面面积，mm2；Ep 为预应力筋的弹性模量。

所以为了避免出现预应力钢筋管道堵塞问题，就应当将过程中的可能障碍优先考虑在内，预先做好管道内部的精确定位。由于对于抽芯时间的控制性把握有利于孔道的施工，所以在工程方案设计的前期就应当对其对应路段的孔道带的地质水文情况进行地质检测，以此作为抽芯时间确定的基础数据。如果遇到处理难度大的不良施工路段，尽可能选择绕道，减少穿越范围，防止管道出现弯折、扭曲等现象。

4、结束语

公路桥梁施工中应用预应力技术成为当前提高公路桥梁工程质量、提升安全性、延长使用寿命的关键性技术，伴随预应力施工配套技术的逐步改进和发展，不断的促进我国公路桥梁事业蒸蒸日上。虽然预应力技术已经发展的比较成熟，但是其也有自身的不足，需要在公路桥梁施工过程中不断总结经验，进一步完善我国的预应力技术，促使预应力技术攻克各种难关，从而使预应力技术在公路桥梁施工中发挥最大作用。

参考文献

[1]于馥丽. 公路桥梁施工中预应力技术应用分析[J]. 城市道桥与防洪， 2015（3）：123-125.

[2]赖海宁，郑满生.公路桥梁施工中预应力技术分析[J]. ChinaUrban Economy，2011，（6）.