高速公路桥梁维修中新型预应力技术的应用

车瑶

摘要：随着时间的推移，高速公路桥梁在运行中会出现病害问题，影响正常使用且极易造成严重的安全事故。因此，提出了高速公路桥梁维修中新型预应力技术的应用。同时还分析了在高速公路桥梁维修中应用新型预应力技术的优势，通过预应力技术的应用要点，规避施工中该技术存在的问题；最终明确在高速公路桥梁维修中，先张法预应力技术可以预制维修构件，无黏结预应力技术可连接混凝土箱梁，预应力碳纤维板（CFRP）加固技术可运用于桥梁的维修加固施工。通过对该技术的关键点进行深入分析，为其在实践中的应用及推广打下坚实的基础。

关键词：高速公路  桥梁维修   预应力技术   新型施工

Application of a New Prestressing Technology in the Maintenance of Highway Bridges

CHE Yao

（Gansu Construction Traffic Construction Co.， Ltd.， Lanzhou， Gansu Province， 730030 China）

Abstract： Over time， highway bridges will have disease problems in operation， which will affect their normal use and easily cause serious safety accidents， so this paper proposes the application of a new prestressing technology in highway bridge maintenance. It analyzes the advantages of applying the new prestressing technology in the maintenance of highway bridges and avoids the problems of this technology during construction through its key application points. Finally， it clarifies that in the maintenance of highway bridges， the pre-tensioned prestressing technology can be used to prefabricate maintenance components， the unbonded prestressing technology can connect concrete box girders， and that the prestressed carbon fiber reinforced plastic （CFRP） reinforcement technology can be applied to the maintenance and reinforcement construction of bridges. This paper makes an in-depth analysis of the key points of this technology， which lays a solid foundation for its application and promotion in practice.

Key Words： Highway; Bridge maintenance; Prestressing technology; New construction

在高速公路运行中，必须对工作状态较差的桥梁进行紧急加固[1]。在选择加固技术时，既要兼顾技术本身的使用性能，又要兼顾技术的便捷性，因此必须在保证高速道路安全的前提下，采用能实现加固效果的技术。在众多的养护与加固技术中，新型预应力技术是最先进、最有效的[2]。预应力技术是一项新兴的现代建筑技术，它通过对某一特定的构件或结构进行预先加压，以消除其自身的压力，并将其所承受的外力转换成结构的内力，使其达到稳定和安全的目的[3]。本文分析了在高速公路桥梁维修中应用新型预应力技术的优势，并探析了预应力技术的要点，以规避施工中该技术存在的问题；提出在高速公路桥梁维修中，先张法预应力技术可以应用于加预制维修构件，无粘结预应力技术可连接混凝土箱梁，预应力碳纤维板（CFRP）加固技术可运用在桥梁维修加固施工中。此方法通过改变预应力的多种形式，把预应力转化成内荷载，从而增强整体的抗压强度，确保混凝土结构的安全、稳定。

1在高速公路桥梁维修中应用新型预应力技术的优势

预应力是建筑工程中产生的应力[4]。预应力技术是20世纪发展较快的一项工程技术，它是对预应力混凝土结构进行预加应力的一种施工技术，包括内预应力技术和外预应力技术。

内预应力技术在公路桥梁工程中的优势：在工程施工中，既可以使用机械设备，也可以采取电热等方法来进行预应力施工[5]。在高速公路桥梁中应用内预应力技术可以保证施工质量和安全性。

外预应力技术在高速公路桥梁施工中的优越性：在工程施工中，对已夹持预应力钢筋的锚具进行张拉，而后在对应的预应力混凝土结构中进行预应力施工。在对高速公路桥梁开展施工的过程中，加强外预应力技术的充分应用，对原有的机械设备进行调整，就可以严格控制混凝土结构的形态或预应力的状态，达到工程建设的要求。

2预应力施工技术存在的问题

2.1控制张拉力

我国预应力施工技术发展时间较短，相关的规定、法律和制度等还不完善，在工程实践和施工工作方面缺少施工技术标准支持。这不仅会影响项目的质量，还会阻碍整个建筑工程的发展，所以亟须从内容和专业性入手，确保我国预应力施工技术水平获得提升。此外，在具体施工阶段，大部分施工人员都未接受专门的技术培训，导致他们无法对张力进行精确控制，还会出现各种各样的误差，不止对施工工作的稳定性造成影响，还会出现结构变形等问题，更甚者产生一连串的质量问题。所以，在开展预应力施工的环节中，企业应聘用大量专业能力强、知识经验丰富的人才，参与施工方案的拟定，可以通过多元化培训、技术交底等方式，使他们掌握更多技术和技能，为后续阶段的施工奠定基础。而在进行预应力钢筋张拉力控制时，由于管线的偏移和弯管所引起的摩擦会对其造成一定的影响。

因此，必须在施工前进行精确的测量和放样，并严格按照要求进行预应力管道的安装，防止由于人为原因造成的管道弯曲、移位等问题。控制张拉力的方法是对张拉力和伸长量进行双重控制。对张拉力控制进行拉伸试验，结果表明实际的伸长量和理论上的偏差相符，完全贴合设计要求。

2.2拉张时间

在对高速公路桥梁项目开展施工时，为了优化混凝土的强度，很多企业都会采用早强剂来完成浇筑工作，并对混凝土做好张拉处理，直到其满足预期的强度标准，才会继续后续阶段的施工。但若是混凝土强度远远超出预期，那么其弹性模量就会呈现出不同程度的增大，还会让原本的结构受到损坏，影响到桥梁的承载能力，引发严重的混凝土开裂问题。结果表明，采用早期强化剂对混凝土的性能影响较大，不能满足现行技术规范的要求。

2.3预应力钢筋滑丝和断丝

由于张拉时的种种因素，导致预应力筋出现脱丝、断裂等情况，使得预应力筋面对受力不均匀等问题，很难产生较强的预应力，缩短整个结构的应用年限。所以，应该加强对预应力钢索的滑丝数和断丝量进行控制。加强对原料质量的控制，加强对预应力钢筋的进场检验。

3预应力技术的施工要点

3.1钢筋的安装

在高速公路桥梁的建设中，必须严格按规范进行钢筋的装配，防止预应力钢的损坏，确保高速公路桥梁的安全。为了防止钢筋损坏，建筑单位要采取有效的措施，对预应力筋进行保护，在施工过程中要对其进行严格的检查，并保证将预应力筋绑扎好后，再对其进行加固。

3.2后张拉法在桥梁工程中的应用

在后张预应力施工中，不仅要按照设计图纸进行预应力加固，而且要禁止使用气割、电割等方式，根据实际情况来调整钢筋的长度使用砂轮割机进行切割。工人应对剪下的预应力钢筋进行检验，并按照设计图纸上所列的数量，将钢绞线整理好后进行编号，并捆牢防止相互绞结，并用湿布包扎，防止钢丝被火花烫伤。施工中，必须严格按检测标准进行预应力管线的安装与固定，并确保锚杆张拉力达到设计和技术规范的要求，从而防止管线渗漏。

4高速公路桥梁维修中新型预应力技术的应用

在高速公路桥梁工程中，新型预应力技术主要有两种，一种是外部预应力；另一种是内向预应力。机械法施工技术包括多种施工方法，是目前常用的预应力方法。在高速公路桥梁维修中，新型预应力技术的运用包括如下几个方面。

4.1先张法技术在桥梁维修预制构件中的应用

所谓先张法，即先在张拉台座上张拉预应力钢筋，再将其暂时固定在台面上，再进行浇筑，当混凝土达到80%的强度后将其放松，当钢筋收缩时结合力会向混凝土施加预应力。

在张拉前，应按设计图纸要求选用适当的液压千斤顶和油表，以确保施工的安全。选用的千斤顶应符合一次性钢筋张拉时的伸长值要求，其吨位为钢筋张拉力的1.5～2倍，油表选用不小于1.5级，压力读数为计算值的1.5～2倍，使用前要配合检查，使用200次后必须重新进行校验。在达到应力值和延伸值后，保持5 min，使预应力筋松弛后，再次张拉。制造末端锚具时，应充分考虑钢丝绳的需要，锚具的外部是开放的，深度应以有效地锚固钢丝绳为准；在安装锚点之前，将刻槽的位置打磨为一个粗糙的平面后钻入全螺纹螺杆。先张法预应力技术施工工艺简便，造价低，工期短，且受力良好，可充分保障工程的质量，值得广泛应用于一般大型高速公路工程。施工单位将预应力技术用于高速公路桥梁的施工中，可有效改善结构抗拉应变和承载力，减少因受压引起的混凝土变形。

4.2无粘结预应力技术在混凝土箱梁中的应用

在20世纪80年代中期我国开始推广和使用无粘结预应力技术，如成都浦江雷河桥、焦作幸福河桥、南海北江金沙大桥、濮阳市金堤河宋海大桥等工程。随着对结构不断进行研究和实践，局部预应力结构在桥梁结构中的应用也日益广泛。在混凝土箱梁的施工中，既要做好预应力的准备，又要对混凝土的配合比进行检验。在工程中，必须认真严格地进行钢筋绑扎、焊接作业，遵守设计规范以提高工程质量。为探究粘结预应力技术在混凝土箱梁中的应用，案例中桥上部为30 m简支小箱梁，两根梁为无粘结预应力钢筋，其余为粘结预应力钢筋。

在高速公路桥梁养护中，不粘结局部预应力混凝土梁的纵向预应力筋都按曲线排列，这使施工过程大为简化，工期大为缩短。对于无粘结预应力混凝土构件，其施工程序如下：铺层→预应力筋→绑扎调整预应力筋→进行编束→浇筑混凝土。

4.3预应力碳纤维板加固技术在施工中的应用

在高速公路桥梁建设中，通常采用预应力技术对主承重部位进行加固的方式，以改善结构的承载力和使用寿命。在国内，常采用的加固技术主要有桥面加固、粘贴钢板加固、预应力加固等。施工前，要做好现场勘察、施工设计等工作，敲掉需要修补的混凝土表面易碎区域，凿掉表面剥落、空鼓、腐蚀等缺陷，凿掉质量差的地方后再用水泥砂浆进行修补，清除表面污物进行倒角处理，并打磨成弧形，以确保修补部位的干燥整洁；主剂、硬化剂按规定的配比进行底涂操作，然后自然干燥，1～2 d后胶水固化，再进行下一道工序；修补不平坦部分后，采用特殊的环氧树脂，将碳纤维布直接涂于混凝土底层，并按设计要求的大小、层数进行切割，由上往下、从左到右粘贴碳纤维织物。

施工工艺与质量加固效果有直接的联系，施工工艺成为施工质量是否可靠的关键，预应力CFPR技术在公路桥梁的紧急加固中的施工工艺流程如下：施工前准备→修复破损部位→底涂补平作业→下层粘接树脂工序→粘贴碳纤维板→加工并处理贴片表面。

5 结语

随着技术的进步，预应力技术在高速公路桥梁的维修和加固中得到了迅速的发展与完善。在高速公路桥梁维修中，先张法预应力技术可预制维修构件，无粘结预应力技术可连接混凝土箱梁，预应力碳纤维板（CFRP）加固技术可运用在桥梁维修加固施工中。采用新型预应力加固技术，既可以恢复构件的整体刚度，又可确保其工作性能和耐久性，同时有效地改善结构承载力，减少材料的消耗，降低加固项目成本。在今后的发展中，应持续对预应力技术进行改进，以达到提高工程质量的目的。

参考文献

[1]赵汝森.市政路桥工程施工中的预应力技术研究[J].工程技术研究，2022，7（18）：227-229.

[2]杨昌国，邓翠娥.桥梁施工中预应力技术施工工艺与质量控制[J].黑龙江交通科技，2022，45（9）：92-94.

[3]高山威.有黏结预应力加固混凝土梁合理配筋研究[D].长春：吉林建筑大学，2023.

[4]张思远.体外预应力加固连续刚构桥技术及工程应用研究[D].淮南：安徽理工大学，2022.

[5]倪政斌.大悬臂倒T型预应力盖梁设计与施工技术探讨[J].福建交通科技，2022（6）：50-55，65.