公路橋梁施工中的預應力技術研究

蔣 永 軍

(大同市交通運輸局公路管理處，山西 大同 037000)

公路橋梁施工中的預應力技術研究

蔣 永 軍

(大同市交通運輸局公路管理處，山西 大同 037000)

對預應力技術進行了簡單的介紹，詳細闡述了預應力技術在公路橋梁施工中的應用措施，提出了將預應力技術應用于公路橋梁施工中需要注意的幾點事項，以提升并完善預應力技術。

公路橋梁，預應力技術，應用

一般來講，地質條件復雜是我國公路橋梁工程施工中面對的首要問題，這無疑使工程施工的難度大大的增加，而將預應力技術應用于公路橋梁施工中，則能夠使工程的質量得到有效的提高。預應力技術的應用對公路橋梁施工建設起到非常關鍵的作用，可以直接影響到工程施工的整體質量，因此，在公路橋梁施工中，提升并完善預應力技術是非常有必要的。

1 預應力技術簡介

預應力指在結構承受荷載之前，預先對該結構施加一定的壓力，結構受拉區的混凝土在外荷載作用下會產生壓應力，通過這種壓應力來減小或者抵消外荷載帶來的拉應力，從而確保在正常使用情況下，結構不會產生或者過早的產生裂縫。而預應力技術的目的就是降低外荷載作用下產生的拉應力，一般來講，混凝土具備較高的抗壓強度，因此能夠推遲其開裂的速度。由此可見，預應力技術具備一定的抗剪能力、較強的抗裂能力以及良好的抗滲性能，與此同時，應用預應力技術還能夠減小結構的截面尺寸及撓度，降低結構的自重，節省材料，如混凝土、鋼材等。因此，在公路橋梁施工中應用預應力技術，該技術自身所具備的這些特點既能夠美化結構，又能夠延長結構的使用壽命，同時還有利于降低工程成本[1]。

2 預應力技術在公路橋梁施工中的應用

2.1 在混凝土承彎構件中的應用

在公路橋梁施工中通常會用到非常多的承彎構件，一般來講，只要調配混凝土的時候，保證其具備一定的配比強度，那么待混凝土凝固后可以承受的橫縱方向的荷載就比較大，相較之下，可以承受的側面荷載就比較小，這樣一來，施工過程中極易出現混凝土變形甚至是開裂的現象，對工程施工的安全造成了非常不利的影響。當混凝土側面承受較大外力時，相應的，混凝土內部產生的內應力就會比較大，一旦混凝土的剛度及強度承受不住這種內應力時，混凝土就會發生變形繼而出現裂縫。在公路橋梁施工中采用預應力技術，就是為了提高混凝土構件對在外力作用下產生壓力的承受能力，避免使用過程中裂縫的出現。預應力技術能夠提高混凝土構件剛度及強度的作用原理是對混凝土構件以及外貼在其表面的碳纖維片進行科學有效的處理。該技術在承彎構件中的應用一方面使工程質量得到了提高，另一方面也使結構的使用壽命得到了延長。

2.2 在承重構件中的應用

在公路橋梁施工過程中，承重構件的施工是其非常重要的一項內容，對后期工程施工的順利開展也有著極其重要的影響。在公路橋梁施工中，上部構件的自重比較大，這就需要下部構件具有非常高的強度及承載力。而只采取碳纖維貼片這一方法是遠不能滿足路橋工程質量的標準及要求的，因此還需要在承重構件中應用預應力技術。運用預應力技術來處理承重構件，當構件受到外界應力時，其內部就會相應的產生拉壓應力來抵抗外界應力，與此同時，降低了由于外力作用而使構件出現拉壓應變現象的概率，這對于提高構件的剛度及強度都具有非常重要的意義，尤其是使相對薄弱的構件的應變增量得到增加，提升了整個承重構件的強度，保證了施工的質量及進度。

2.3 在加固施工及路橋受彎結構中的應用

公路橋梁施工中一個非常重要的環節就是對橋梁進行加固。要想提高公路及橋梁的承載力，就需要對主結構的性能加以改善，或者補強結構中用來承重的部分，從而達到使公路橋梁的使用壽命延長的目的，而這也是加固公路橋梁過程中的必要程序。提高構件的強度與剛度，改善橋梁的結構與性能，是加固公路橋梁施工中的重點，同時也是現代交通不斷發展的要求。預應力技術的應用提高了構件的承載力，改善了路橋的性能與結構，延長了其使用壽命。在公路橋梁的受彎結構中使用預應力技術，可以使其自身的施工變得便捷簡單，碳纖維能夠增加混凝土的應變，但是，如果最初的應變力過大，那些具有較差程度的碳纖維預應力的構件就會受到破壞，從而不能將碳纖維強度最好的效果發揮出來。因此，在構件表面粘貼碳纖維材料的時候，向其中施加一定的預應力，使碳纖維材料本身在一定程度上具備拉應力，提升碳纖維的應力，充分發揮其優良的性能[2]。

2.4 在路面施工中的應用

在路面施工中應用預應力技術是近年來逐漸興起的一種新型的公路橋梁施工技術。這項技術的作用原理即，根據實際情況，在混凝土澆筑的路面上配置一定數量的預應力鋼筋，通過預應力鋼筋產生的約束力來消除混凝土路面的裂縫。將預應力技術應用于公路橋梁混凝土路面施工中，在施工過程的前期，理論研究是非常重要的，施工中存在很多因素能夠引起路面混凝土板的翹曲，如交通荷載、溫度及濕度等變化，因此，對這些不斷變化的因素要加以探究，避免出現路面混凝土收縮、斷裂的現象。

3 公路橋梁施工中應用預應力技術需要注意的事項

雖然預應力技術在公路橋梁施工建設中得到了普遍的應用，然而，在實際的施工操作中依舊存在很多問題，這直接影響了預應力技術的功能在工程建設中的發揮。應用預應力技術，某個橋梁工程的預應力空心板橋設計如圖1所示。

一般來講，為了增加預應力混凝土的強度，在實際操作中通常會在混凝土中添加早強劑。混凝土澆筑完畢后，就會執行混凝土的預應力拉張操作，然而剛澆筑完的混凝土不具備較高的強度，而且隨著時間的推移，混凝土強度與彈性模量的增加也并不是同步的，如果較早的執行預應力張拉操作，會損失預應力，從而降低橋梁的承載能力，出現混凝土開裂的現象。在實際操作中，通過采取同步養生試壓塊這個辦法可得出早期的混凝土強度，而利用這個強度來代替實際混凝土強度會影響到公路橋梁的施工質量。通過對我國一些發生質量事故的公路橋梁工程進行詳細的分析，對發生事故的結構混凝土強度進行仔細的驗算，最終發現所用混凝土實際強度并沒有達到標準的測試強度。因此，嚴格控制施工混凝土強度對于工程建設的安全及質量都是非常重要的。

在實際施工中，如果預應力技術使用的不標準，沒有對施工具體環節進行嚴格控制，也會對工程質量產生非常不利的影響。比如在實施張拉操作時，需要嚴格控制預應力及張拉力筋的伸長量。施工中，相關工作人員在沒有計量與標定千斤頂的情況下就執行張拉作業，加之施工人員的專業技能較差，工作態度不認真，極易產生誤差，從而出現張拉力不均勻的情況[3]。

預應力孔道壓漿也是公路橋梁施工中應用預應力技術時經常會出現的一個質量問題。預應力壓漿的作用就是保護預應力鋼筋，使其不會受到外界的腐蝕，此外，還可以使結構及預應力鋼筋一起來抵抗外力。然而，在實際施工中經常會出現各種各樣的問題，如預留的壓漿管道受到不同程度的堵塞甚至破壞。而且如果壓漿的稠度較低，設備老化，還會導致漏漿、漏灌現象的發生，究其原因，主要是施工方對孔道壓漿工藝的重視程度不夠。

4 結語

在公路橋梁施工中應用預應力技術，是我國路橋施工技術上的一大進步。該技術的科學使用能夠提升路橋工程的質量，延長路橋的使用壽命，保障路橋的安全性，促進我國公路橋梁工程建設的可持續發展，同時，不斷提升并完善預應力技術，對我國交通事業的蓬勃發展也具有極其重要的意義。

[1] 呂洪義.公路橋梁施工中的預應力技術[J].交通建設與管理(下半月),2014(7)：127-128.

[2] 沈光洪.公路橋梁施工中的預應力技術[J].房地產導刊,2014(5)：15-16.

[3] 鄭培金.淺談公路橋梁施工中的預應力技術[J].城市建設理論研究,2014(9)：40-41.

Study on prestress technology in highway bridge construction

Jiang Yongjun

(DepartmentofHighwayAdministration,DatongBureauofTrafficTransportation,Datong037000,China)

The paper introduces prestress technology, describes the application measures of prestress technology in highway bridge construction, and points out matters needing attention in prestress technology application in highway bridge construction, with a view to improve prestress technology.

highway bridge, prestress technology, application

2015-03-23

蔣永軍(1970- )，男，工程師

1009-6825(2015)16-0179-02

U441.5

A