探析公路橋梁施工中預應力技術應用

張健

摘 要： 預應力技術適用于公路橋梁工程建設的實際需要，在工程建設中能夠起到良好的作用，對提高工程質量，加強地區聯系，方便人們出行有著重要的現實意義。隨著工程建設的增多和技術的改進，公路橋梁工程建設中預應力技術將會得到更為廣泛的運用。本文對公路橋梁施工中預應力技術進行了探討。

關鍵詞： 公路橋梁；施工；預應力技術

1、預應力技術的優勢

預應力技術在公路橋梁施工中主要運用在混凝土施工過程中其通過對混凝土模塊的澆筑降低混凝土構件在承受外界壓力的負荷[1]。也就是說預應力技術的應用可以增加整體混凝土構件可承受壓力，增加混凝土構件的使用年限，同時在橋梁施工過程中預應力技術的應用也可以增加整體公路橋梁的抗疲勞性能，增加公路橋梁施工工程材料的利用效率的同時也可以降低整體工程的重量，并增加了整體公路橋梁的結構堅固性能，防止公路橋梁裂縫現象的發生。

2、公路橋梁施工中預應力技術的應用

2.1橋梁工程中的重要應用

公路橋梁的工程中，大型橋梁工程是涉及因素最多、結構最為復雜的工程，尤其是多跨橋梁其橋梁結構在不同部位需要承載不同的彎矩作用。多跨橋梁的跨中部分整體會受到正彎矩作用，也就是說整個橋梁的下部受拉。但是多跨橋梁的支座部位則有很大不同，他的上側部位受拉，需要其不斷承受負彎矩作用。通常混凝土結構的受剪能力與抗拉性能都特別差，不能滿足大型橋梁工程的質量要求，所以在多跨橋梁施工的時候必須應用預應力技術來對混凝土實施科學合理地加固，進而在一定程度上提升多跨橋梁跨中部位和支座部位的抗拉能力和受剪能力，極大地提高了多跨橋梁的質量和安全性，使其穩定性達到一個新的高度。

2.2混凝土路面中的應用

公路橋梁預應力技術在混凝土路面的應用，其原理大致和鋼筋混凝土結構中的應用相似，都是依靠預應力鋼筋的配置對路面混凝土進行相關約束，使得路面延緩出現裂縫，甚至不出現裂縫。運用好混凝土路面的預應力技術，前期準備工作必不可少，路面交通荷載力、溫度、濕度、摩擦約束等都要進行深入探討，防止在施工期間出現收縮裂縫。這一技術在目前項目建設中已日趨成熟。

2.3在受彎構件中的應用

通常預應力在公路橋梁施工中發揮的重要作用就是改變和提升混凝土的受彎以及受拉性能，因為混凝土不具備強力的受拉以及受彎性能，而在受彎構件中采用預應力技術能夠極大地改善這些缺點，能夠最大程度地發揮出受壓性能的優勢，改變當前工程施工過程中抗拉和抗彎性能上的不足。

2.4鋼筋混凝土構件中合理科學應用

傳統的公路橋梁工程中經常會發生混凝土開裂的現象，而此種問題不僅會影響美觀以及對力學性能產生巨大的影響，而且會讓混凝土的抗滲性能變得非常差，極其容易遭受到水的破壞和腐蝕，不斷對混凝土工程的質量、強度以及使用壽命造成影響。而如果我們在混凝土結構中使用預應力技術就能夠很好地解決上述問題，對預防混凝土早期發生裂縫的情況具有特別好的效果。橋梁結構內部的受力非常復雜，各個部分的構件在其特殊部位不僅會受到壓應力作用，而且會遭受到拉應力和剪應力的互相作用，因此在公路橋梁施工中對構件的要求非常高。對鋼筋混凝土中的構件應用預應力技術，能夠極大地減小混凝土構件拉應力作用，進而使得混凝土結構構件能夠得到一定程度的保護，拉應力只要是在一個科學合適的范圍內就能夠確保混凝土在使用的過程中不會因車輛的通過而產生裂縫。

3、公路橋梁中預應力所存在的問題

3.1預應力張拉的時間問題

在公路橋梁施工過程中預應力張拉前，經常出現預應力結構縫隙現象，如梁板結構中裂縫大多沿頂端向側面延伸，甚至會出現裂縫貫穿整個預應力結構部件的情況。同時在公路橋梁施工過程中常采用一端張拉法，這種方法需要將鋼絞線拉直，導致由于橋梁跨度預應力箱至少需要三十米左右的跨度，且對鋼絞線拉直過程中摩擦力的大小也不能充分的確定，這就給預應力技術的應用造成了一定阻礙，再加上預應力在公路橋梁施工應用中對于張拉力的控制時間沒有嚴格的規定，在實際施工過程中只能依靠施工人員的施工經驗采取一定的預應力張拉時間的控制，這種情況就給整體公路橋梁的質量造成了巨大的安全隱患，為了降低預應力結構裂縫出現除了在施工過程中加強對預應力施工時溫度及濕度的控制，同時可加強對施工過程中施工人員的管理，并在施工過程中按照施工要求維持預應力構件的整體溫度，防止由于模板拆卸過早而導致的施工裂縫的出現，同時在使用長線法施工時應及時對應力筋采取放松措施[2]。具體預應力的張拉值計算公式如下：

式中：Pp 為預應力筋平均張拉力；P 為預應力筋張拉端的張拉力；k 為孔道每米局部偏差對摩擦的影響系數；x 為預應力產生距離；μ 為預應力筋和孔道壁的摩擦系數；θ 為張拉端面到截面曲線部分切線的夾角之和。

此外，通過其他應對策略，例如：采用早期強度的混凝土做檢測試塊來代替實際強度，也會帶去相應的承載力問題。通過現有的實踐資料表明，早期使用早強劑的混凝土都不能達到實際標準。公路橋梁混凝土中早強劑的使用應對措施，會對預應力張拉實施效果產生重要影響。另外，強調每一處理階段早強劑的混合比例和時間等待過程均需要進行監控勘察，以實現施工質量的動態管控。該階段的監控管理在處理公路橋梁工程的承載力方面起著決定性作用。

3.2預應力鋼筋管道堵塞問題

在進行預應力承載支撐的技術應用過程中，方案中均為先確定好施工流程和規范細則。考慮到公路橋梁所在區域地形地質復雜多變，在進行技術操作時需要進行嚴格方案設計和實地檢測，這是確保預應力承載支撐設計有效的關鍵。但是，由于公路橋梁所在施工區域缺乏優良性，同時不可避免地存在施工人員技術經驗不足和保護措施不夠等問題，導致在施工時預應力鋼筋的管道出現堵塞，后果往往是張拉預應力的鋼筋不能夠順利通過，從而影響張拉的實際效果。出現這樣的問題就會造成工程造價成本提升，并且安全性也較低，因為預應力鋼筋的實際伸長值與理論值之間有著較大偏差。預應力筋理論伸長值△Lcp 的計算公式如下：

式中：0.9 為系數（由 10%～100%的伸長值折減系數）；Fpm 為預應力筋的平均張拉力 N；Lp 為預應力筋的計算長度，mm；Ap 為預應力筋的截面面積，mm2；Ep 為預應力筋的彈性模量。

所以為了避免出現預應力鋼筋管道堵塞問題，就應當將過程中的可能障礙優先考慮在內，預先做好管道內部的精確定位。由于對于抽芯時間的控制性把握有利于孔道的施工，所以在工程方案設計的前期就應當對其對應路段的孔道帶的地質水文情況進行地質檢測，以此作為抽芯時間確定的基礎數據。如果遇到處理難度大的不良施工路段，盡可能選擇繞道，減少穿越范圍，防止管道出現彎折、扭曲等現象。

4、結束語

公路橋梁施工中應用預應力技術成為當前提高公路橋梁工程質量、提升安全性、延長使用壽命的關鍵性技術，伴隨預應力施工配套技術的逐步改進和發展，不斷的促進我國公路橋梁事業蒸蒸日上。雖然預應力技術已經發展的比較成熟，但是其也有自身的不足，需要在公路橋梁施工過程中不斷總結經驗，進一步完善我國的預應力技術，促使預應力技術攻克各種難關，從而使預應力技術在公路橋梁施工中發揮最大作用。

參考文獻

[1]于馥麗. 公路橋梁施工中預應力技術應用分析[J]. 城市道橋與防洪， 2015（3）：123-125.

[2]賴海寧，鄭滿生.公路橋梁施工中預應力技術分析[J]. ChinaUrban Economy，2011，（6）.