高速公路路桥施工中预应力技术的应用

摘要：伴随着路桥施工技术的发展，预应力技术被广泛应用到现代高速公路路桥施工中。预应力技术利用拉力和应力相互抵消，在高速公路路桥施工中起到至关重要的作用，可有效避免外部压力导致的裂缝问题，使路桥结构更加稳固安全。本文以预应力技术为研究对象，对预应力施工技术的概念及特点进行阐述，探究了预应力技术在我国公路桥梁施工中的具体应用，旨在提升公路桥梁整体施工水平，从而促进社会经济健康快速发展。

关键词：路桥施工路桥结构预应力技术施工技术

ApplicationofPrestressedTechniqueinHighwayBridgeConstruction

CHENLingMANZhengwei

FeiyuTransportationFacilitiesCo.，Ltd.，GansuRoadandBridgeConstructionGroup，Lanzhou，GansuProvince，730050China

Abstract：Withthedevelopmentofroadandbridgeconstructiontechnology，prestressedtechniquehasbeenwidelyusedinmodernhighwayroadandbridgeconstruction.Prestressedtechnique utilizestensionandstresstooffseteachother，whichplaysavitalroleinhighwayroadandbridgeconstruction.Itcaneffectivelyavoidcrackscausedbyexternalpressureandmakethebridgestructuremorestableandsafe.Thispapertakesprestressedtechniqueastheresearchobject，expoundstheconceptandcharacteristicsofprestressedconstructiontechnique，andprobesintotheconcreteapplicationofprestressedtechniqueinhighwayroadandbridgeconstructioninChina，aimingatimprovingtheoverallconstructionlevelofhighwayroadandbridgeandpromotingthehealthyandrapiddevelopmentofsocialeconomy.

KeyWords：Roadandbridgeconstruction;Roadandbridgestructure;Prestressedtechnique;Constructiontechnique

随着高速公路路桥施工项目数量不断增长，规模持续扩大，高速公路路桥施工引进大量新技术、新工艺，其中，最常见的就是预应力技术，预应力技术具有诸多优势，将该技术应用到高速公路路桥施工中，可优化工程施工质量，提高路桥工程的安全性与稳定性，从而为交通出行提供保障。目前，我国将预应力技术广泛应用于高速公路路桥建设中，但需要注意的是，我国预应力技术发展时间较短，技术在实际应用过程中仍存在一定程度的缺陷，对此，有必要加大预应力技术研究力度，采取有效对策解决预应力技术应用中存在的问题，从而提高预应力施工技术水平，推动我国高速公路路桥施工高质量进行。

1预应力技术基本概述

1.1预应力技术概念

预应力技术主要应用于混凝土结构中，可用来抵消不利应力，即使在外部力量的影响下，路桥工程结构也能维持原始的形态。在混凝土结构的受拉区域，为了缓解或抵消外部荷载导致的拉应力，在外部荷载作用之前预先施加压应力，从而实现拉力与应力的部分抵消或完全抵消。预应力技术的应用，通过抵消荷载拉应力，可有效延长路桥结构的使用寿命，降低混凝土结构断裂的可能性，或使裂缝出现的时间更晚。预应力技术是我国公路施工领域的一项重大技术创新，标志着我国公路建设在新时代背景下取得的成就，为高速公路路桥施工创造了便利条件，进一步推动基础设施的建设和发展。将预应力技术应用于公路桥梁建设中，可增强路桥结构的承载力，提高路桥结构的稳定性和可靠性，延长使用寿命，减少维修成本，为道路的通行安全提供了有力的保障[1]。

1.2预应力技术应用的优势

1.2.1优化钢筋混凝土使用性能

预应力技术是一项先进的施工技术，在高速公路路桥施工中具有广泛的应用。预应力技术与钢筋混凝土结构融合，既可使混凝土构件截面积缩小，又可满足强度、刚度要求，同时还可减少施工材料用量，使施工设计的难度大大降低，施工周期缩短，路桥工程自重力减轻，可有效防止混凝土结构产生裂痕，提高工程外部形态的美观度，优化工程质量，使施工企业具备较强的竞争优势[2]。

1.2.2增强路桥承受力

在路桥工程施工设计中，不仅要全面考虑工程的性能、外观、施工地点和周围环境，还须考虑与城市规划的协调性。因此，在确保桥梁承载能力不受影响的前提下，应尽量降低桥梁的空间结构。在工程结构设计中，要准确计算受力情况，确保数值精确无误，这对设计工作提出较高要求。通过预应力技术的应用，降低了施工设计的复杂性，同时具有一定程度的容错能力，降低了设计的复杂性，可提升工程设计的整体质量。

1.2.3延长路桥的使用年限

混凝土是路桥工程最重要的材料之一，用于路桥工程建设的材料对外部不利影响的抵抗力，直接决定了路桥工程的使用寿命和路桥结构的稳定性。为提高路桥工程施工质量，需要对混凝土强度与抗裂性能进行控制，路桥长期暴露在自然环境中，受自然因素及交通设施等移动荷载力的多重影响，对混凝土结构的强度造成不利影响，使得使用期限缩短，结构的耐久性降低[3]。通过应用预应力技术，为延长路桥使用年限提供了技术支持，可有效提高路桥结构的耐久性，延长使用寿命。

2预应力技术的施工流程

2.1选择预应力钢绞线

在高速公路路桥施工中，最常见以及应用最普遍的两种钢绞线有普通预应力钢绞线与低松弛预应力钢绞线。普通预应力钢绞线与低松弛预应力钢绞线不仅具有出色的性能，而且不易变形，同时也便于施工，用于高速公路路桥施工中，可提升整体美观度。其中，低松弛预应力钢绞线还具有经济、高效的优势，被广泛应用于高速公路路桥施工中。在预应力施工时，合理选择并使用钢绞线可以降低钢材的消耗，还可以增强构件结构的稳固性。在选择预应力钢绞线时，应综合考虑以下关键影响因素：一是要考虑钢绞线的质量标准，主要关注荷载种类、松弛尺寸以及延伸率等关键参数，必须确保钢绞线质量达标；二是要考虑性能特点，主要关注屈服荷载、松弛度和伸长率等关键参数，要确保符合工程施工需要[4]；三是要考虑经济效益，应在确保工程质量的基础上，尽量选择高性价比的预应力钢绞线，以达到有效降低工程造价的目的，提升工程施工的经济效益。

2.2预应力锚具

在预应力技术应用中，应用较为普遍的锚具有两种：一是摩阻锚固；二是机械锚固。摩阻锚固的原理是借助摩擦阻力进行锚固，在施工中，要将锚具制作成楔形，这样可以提高锚固与钢绞线之间的摩擦力。摩阻锚固存在一定程度上的不足，即需要重复连接或张拉，预应力损失相对较大，但应用领域比较广泛。机械锚固是通过机械加工手段实现锚固，在施工中，需在预应力钢绞线的两端制作锚钉，使借助锚钉将刚强度的钢筋连接起来，或采用钢丝线固定预应力钢绞线。机械锚固具有明显的优势，连接操作相对简便，而且预应力的损耗也相对较小[5]。

2.3预应力体系设计

高速公路路桥预应力体系一般采用XYM体系和OVM体系进行设计。在进行预应力体系设计时，需要注意以下几个问题。一是要保证最大力臂的预应力输出，最大程度地发挥力学效应，减少预应力损失[6]。二是顶板承受的锚固荷载力较大，在顶板上铰接点焊接过程中，应严格遵循相关施工流程及焊接标准，提升焊接质量。三是确保预应力体系的竖向钢筋布局得当，避免竖向钢筋相互交叉，以增强预应力体系的结构稳定性和整体美观度。

3预应力技术在高速公路路桥施工中的应用

在高速公路路桥工程建设中，钢筋混凝土结构占主导。预应力技术在高速公路路桥施工应用中主要体现在施工加固、受弯构件、现场混凝土浇筑等方面，下面进行具体分析。

3.1预应力技术在受弯构件中的应用

高速公路路桥结构设计中，受弯构件的施工尤为关键。受弯构件的材质以碳纤维材质居多，该材质的构件对混凝土的应力具有较强的适应性。混凝土的应变增量是受弯构件的主要影响因素，当混凝土的初始应力情况产生变化，会迅速对受弯构件造成不同程度的损坏，影响其性能，使碳纤维材质的高强特性无法完全展现[7]。为了解决这一问题，通常可对受弯构件施加特定的预应力，并同步粘贴碳纤维贴片。这样一来，碳纤维就会有一定的预加拉应力，受弯构件拉应力可有效提升，进而适应混凝土应力的变化，确保路桥结构的稳定性。

3.2预应力技术在现浇混凝土中的应用

将预应力技术应用在现浇混凝土中，需要注意以下要点。一是混凝土浇筑后，在进行振捣操作时，需要将振捣棒快速、插入混凝土中，振捣要求垂直振捣，同时要合理控制振捣的时间，根据混凝土的土质情况与实际需要，合理把控振捣时间，选择合适的振捣频率，控制振捣力度和速度。完成振捣后，须拔出振捣棒，在拔出的过程中，要注意放慢速度，缓慢拔出，防止在混凝土未凝结的状态下出现过振或侧振的情况。需要注意的是，在混凝土浇筑阶段，需要进行二次振捣或二级抹面处理，确保能够及时排除混凝土中的多余水分，避免混凝土中出现气泡。为确保混凝土浇筑质量达标，应加强对施工技术和工序的管理与优化。二是在混凝土固化后，应立即进行养护处理，做好蓄水保温，在实际操作中，可使用具有良好保水性能的麻袋，将湿润的麻袋覆盖在混凝土表面，避免混凝土水气散发，以达到蓄水保温的目的。需要强调的是，地基基础容易受到砼模板刚度的影响。在模板施工过程中，应当采用专业的技术和方法对模板进行处理，确保在混凝土凝固、后续建设及工程完工投入使用之后，地基与结构整体都能保持高度的稳定性。三是要注意关注混凝土中水分的排出情况，处理混凝土多余水分的过程中，必须确保处理方法的科学性和实用性，并确保不会对已浇筑混凝土的外观和质量产生不良影响。通常可使用木屑抹面工艺对混凝土中多余水分进行压实和抹平处理。

3.3预应力技术在多跨连续梁上的应用

带有多余限制的结构被称为连续梁，超过两跨的则称为多跨。多跨连续梁施工过程中，需要特别注意两个力：一是抗弯承载力；二是抗剪承载力。如果这两个力不能满足相关要求，有必要采用预应力技术适当加固多跨连续梁。加固处理具体包括正弯矩区与负弯矩区，应用较为普遍的加固处理材料是碳纤维。若不对多跨连续梁进行有效加固，承载能力将会明显下降，不仅会影响高速公路路桥的正常通行，还有可能会导致施工无法进行。采用预应力技术加固多跨连续梁是非常有必要的。

3.4预应力技术在加固施工中的应用

要想提升路桥结构的安全性和稳固性，延长使用年限，加固施工尤为关键，是提高路桥荷载力的重要手段。在大多数情况下，加固施工主要依赖于加固构件和优化结构性能。为了最大限度增强路桥结构的承载力，可采用优化薄弱构件性能、增加构件数量、优化路桥结构、加固路桥基础的方式。加固处理的方法有多种，常见有体外预应力加固、碳纤维布加固等。在高速公路路桥施工中，可采用多种加固方法，例如：将钢板固定在道路或桥梁表面，使用钢板进行加固处理；通过在路面或桥面粘贴碳纤维布，达到增强桥梁承载力的目的；调整路桥结构受力体系，有效加固路桥结构；在构件上添加预应力，实现加固目的。以上方法主要是利用路桥自身的拉应变和压应变，通过预先在路桥构件上施加部分预应力，从而提高构件的承载力，以达到加固的目的。

4结语

预应力技术在高速公路路桥施工中应用较为普遍，预应力技术的应用，可以优化施工质量，确保路桥结构的稳定性和安全性。预应力技术的应用较为复杂，在实际应用过程中，应注意结合施工具体情况和周围环境对技术应用进行适当的调整。施工单位应注意预应力技术应用的要点，加强质量管理，发挥预应力技术的作用，降低工程成本，提高工程质量，从而为路桥工程的稳定运行提供有力支撑。

参考文献

[1]赵泽贤.浅析高速公路路桥施工中预应力技术的应用[J].中国住宅设施，2023（11）：166-168.

[2]周方.公路桥梁的技术状况评价及预测研究：以预应力混凝土梁桥为例[D].大连理工大学，2015.

[3]毕春杰.高速公路桥梁施工中预应力施工技术的应用分析[J].运输经理世界，2022（26）：101-103.

[4]黄小勇.智能预应力施工技术在广佛肇高速公路桥梁中的应用研究[D].重庆交通大学，2017.

[5]吕日飞，黄忠水.高速公路桥梁施工中预应力施工技术的应用探究[J].交通建设与管理，2021（6）：107-109.

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[7]毛德均，余文正，许鹏，等.大跨度PC连续梁桥预应力损失影响研究[J].公路工程，2022，47（2）：26-31.