淺析預應力技術在路橋工程施工中的應用

魯懷亮?張鳳

摘 要：作為路橋工程施工的重要技術，預應力技術由于其自身特點在路橋施工中得到了大量的應用。不僅可以最大限度地提升工程施工的質(zhì)量，還能延長路橋工程的使用周期。本文主要對預應力技術的特點進行了簡要地分析并在此基礎上就預應力技術在路橋工程施工中的應用展開論述，以供參考。

關鍵詞：預應力；路橋工程；施工

預應力技術在橋梁施工中因其節(jié)省材料、自重輕、減小混凝土粱的豎向剪力和主拉應力、結(jié)構簡單、安全可靠、便于安裝等優(yōu)點，在國內(nèi)公路橋梁建設中得到廣泛應用。所謂預應力，就是事先人為地在砼中引入內(nèi)部應力，將作用在其上的使用荷載所產(chǎn)生的應力抵消到一個合適的程度，從而提高構件的抗裂度和剛度，減少構件豎向剪力和主拉應力可以大量的節(jié)約材料，減少自重，并且此種施工隊工方法安全可靠，并趨于成熟。由于預應力構件具有以上優(yōu)點，因此此項技術被廣泛的運用于公路橋梁建設中。

1 預應力技術特點分析

1、具有較強的使用功能

在預應力技術應用中為了保證預應力的實際效果，所應用的建筑材料如混凝土、鋼材等都是高質(zhì)量的，這樣就能夠減少材料的應用量，實現(xiàn)了結(jié)構截面的減小，這樣所建設的橋梁高度就會有所下降。尤其是在當今土地資源異常緊張的狀態(tài)下，預應力技術的應用能夠有效的降低立交橋的高度，也就會適當?shù)臏p小引道長度，節(jié)省土地資源的使用，能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)濟效益和社會效益。與此同時，該技術的應用還能夠有效的減小橋梁自身的重量，防止混凝土裂縫的出現(xiàn)，而橋梁高度的降低也導致建筑結(jié)構發(fā)生了良性的改變，橋梁外觀質(zhì)量也有所提升。

2、受力分析

通常情況下，公路橋梁在設計過程中除了要考慮到橋梁的使用功能之外，還要考慮到我國城市規(guī)劃、地下管道敷設等現(xiàn)實狀況，因此，我們看到橋梁建設結(jié)構需要從多方面進行分析與考慮。尤其是在當前橋梁建設難度增加的狀態(tài)下，對橋梁結(jié)構的要求也在不斷提高，尤其是橋梁的受力結(jié)構，要滿足減小占用空間的同時還要提高橋梁的受力能力，這就需要在設計過程中做到“精確的分析合理的布局”，而預應力技術的應用給橋梁結(jié)構帶來了比較復雜的受力體系，這種力系能夠提高橋梁的受力能力，就比如，預應力具有空間效應，這種空間效應同彎扭內(nèi)力有著一定的抵消作用，還比如，在“多梁格的寬橋”中，橋梁中的預應力能夠適當?shù)膶χ髁旱氖芰顩r進行改善，實現(xiàn)受力作用的均衡，提高橋梁的使用壽命。

3、耐久性分析

通俗來講，耐久性即是指公路橋梁的使用壽命，由于預應力技術的應用需要高質(zhì)量的鋼材與混凝土，這種高質(zhì)量的施工材料能夠在一定程度上提高建筑物的抗裂性以及抗?jié)B性，提高了混凝土工程的施工質(zhì)量，減小了裂縫出現(xiàn)的幾率，進而也就避免了環(huán)境中的水、鹽、堿等對橋梁的腐蝕，適當延長了橋梁的使用壽命。

2 預應力技術在路橋工程施工中的應用

1、預應力混凝土的結(jié)構設計

路橋工程施工過程中的預應力技術應用，非常重要的一點就是預應力混凝土結(jié)構設計，其標準在于滿足路橋施工的實際需求，并在嚴格按照施工設計規(guī)范之要求下，對預應力混凝土的結(jié)構進行設計。一般而言，在對預應力混凝土的結(jié)構進行設計時，應當考慮到該結(jié)構的承載能力及實際使用情況。在預應力技術應用過程中，尤其是施工階段的結(jié)構強度驗算和材料應力驗算一定要非常的準確，這是對預應力混凝土結(jié)構設計的關鍵和基礎。實踐中，為確保路橋施工中的混凝土結(jié)構變形不會影響到路橋的使用及外觀美感，應當首先設計和驗算混凝土結(jié)構的支撐能力與安全度；同時，在實際施工過程中，混凝土結(jié)構的預應力絕對不能超過可操作范圍，只有這樣才能有效的控制施工階段的預應力技術，才能確保預應力技術的有效應用，這正是我們?yōu)楹我Ｕ下窐虻氖┕ぴO計之目的。筆者認為，除以上外，還需要注意預應力混凝土施工設計和技術應用過程中，一定要嚴格控制其撓度值，絕不能超出規(guī)定的操作范圍。總之，做好預應力混凝土的結(jié)構設計工作是提高預應力技術在路橋施工中使用功效的關鍵和基礎，為預應力混凝土技術的應用提供了保障。

2、鋼絞線及錨具的選擇

當前預應力技術中所需鋼材主要有低松弛鋼絞線、普通預應力鋼絞線、矯直回火預應力鋼絲以及預應力鋼筋等，其中低松弛鋼絞線是一種新型鋼材，它具有經(jīng)濟高效、便于施工、實用價值高以及可以提高建筑結(jié)構輕便性與美觀度等特點， 因而在工程施工中得以廣泛應用。在路橋施工過程中，預應力鋼絞線可以有效的提高路橋施工工程的經(jīng)濟效益與社會效益，對于節(jié)省建材和施工成本具有重要的作用。在預應力混凝土技術應用過程中，應當從如下方面選擇鋼材：伸長率參數(shù)、松散程度、斷裂荷載度、表面狀態(tài)以及幾何參數(shù)等；選擇鋼絞線應注意松弛性、尺寸和規(guī)格以及延伸率。一般而言，預應力技術可分為先張法與后張法兩種。其中后張法所用到的錨具又可以分為機械錨固和摩阻錨固。機械錨具主要是應用在預應力鋼材的端部，它是通過加工后才成為具備條件的一類錨固。從實踐來看，這類錨具不僅可以應用在集束型的高強鋼絲與錨旋高強度的粗鋼筋之中，而且可應用在多根鋼絞線或單根鋼絞線錨旋之中，具有應力損失小、連接方便等特點， 并且在預應力灌漿之前可重復放松。摩阻錨具的類型與品種都非常的多，應用范圍也比較廣泛，此類錨具可通過楔形的錨具拉緊鋼材，錨固力噸位比較大，且很容易發(fā)生變化，而且穿索操作過程比較便捷。 總結(jié)大全 http：/

3、受彎結(jié)構中的預應力技術應用

從實踐來看，在路橋施工過程中的受彎結(jié)構中應用預應力技術非常有效，這主要是因為它具有碳纖維強度高及施工簡便等特點，因而在當前路橋施工過程中得到了廣泛的應用。一般而言，碳纖維最終的盈利主要取決于混凝土應變增量值， 若初始值的應變比較大，那么很可能會破壞掉碳纖維應力程度相對較差部位的構件，進而導致碳纖維強度的較高優(yōu)勢難以得到有效的發(fā)揮。基于此，在路橋工程施工過程中，筆者建議可在碳纖維片材黏貼的同時施加一定強度的預應力，通過這一做法可使碳纖維片材的自身結(jié)構具有一定強度的初始拉應力，從而可以提高碳纖維應力、防止碳纖維強度遭到破壞，以充分發(fā)揮其高強度優(yōu)勢，為保證路橋工程的施工質(zhì)量奠定基礎。

4、加固工程中預應力技術應用

據(jù)調(diào)查顯示，只需通過一般性的路橋加固措施即可提高路橋的承載能力，并可以有效的改善路橋的使用性能，其中提高路橋的承載能力之措施主要是通過改善建筑構件結(jié)構的性能和補強構件，以延長路橋的使用壽命，同時滿足日益增長的交通運輸需求。從實踐來看，路橋工施工過程中最常用到的加固措施有加固橋體的外預應力、加固橋面的補強層和改變橋面的結(jié)構受力體系。

但在路橋工程實際施工過程中，一般會將預應力事先加到構件之上，從而使構件受拉部位先產(chǎn)生一定強度的拉應力，以減小預應力構件初彎矩拉應變程度，進而實現(xiàn)提高建筑構件承載力之目標并有效的發(fā)揮加固鋼筋功效。

3 結(jié)束語

綜上所述，隨著社會經(jīng)濟與科學技術的飛速發(fā)展，路橋施工行業(yè)也取得了很大的進步，路橋施工技術尤其是預應力技術的發(fā)展，推動了路橋施工行業(yè)的快速發(fā)展。在路橋施工過程中引入預應力技術，可以有效的提高該工程的建設質(zhì)量，對提高路橋工程的抗?jié)B透性、抗裂能力具有非常重要的作用。

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