淺談預應力在公路橋梁施工中的應用

隋海玉

摘要：隨著國民經濟的發展，重載交通日益增大，對道路橋梁的承載力提出了更高的要求，過去的橋梁施工技術已不能滿足日漸增長的交通需求，預應力技術的應用即解決了橋梁的承載力，也減輕了橋梁的自重，現廣泛應用在高等級公路及大跨徑橋梁中，而高強度的鋼材與混凝土是預應力混凝土的主要構成部分，故此其具備較高強度與抗拉伸性能。由此可見，預應力技術在促進我國道橋工程可持續發展方面做出的貢獻是不可磨滅的。

關鍵詞：公路橋梁；預應力

伴隨著我國經濟的迅速增長，公路工程項目建設也越來越多，公路工程施工技術也在不斷改善，為了確保橋梁施工能更好的承載交通需求，有必要引入預應力施工技術，盡管預應力施工技術在我國的起步較晚，憑借其較強的穩定性和易施工低成本的特點，因此已經形成完善的技術應用體系，廣泛用于高等級公路及大跨徑、特大、大、中橋梁，有效促進了我國路橋工程的建設發展。

1 預應力技術的優點

因為公路橋梁建設中所應用的預應力技術，是近年來剛被廣泛認可的新興技術，該項技術一經實踐檢驗，就被廣泛應用于各個建筑領域，但因該技術的特有屬性優勢，使得預應力技術對橋梁建設工程有著較為深遠的促進意義。預應力技術應用在多個工程領域，可以用于新建工程，也可以應用在原有工程加固，可以提高工程技術標準。此外，該技術在實際應用過程中花費成本較低，因此可以更好的節約工程投入資金，為工程建設帶來更高的利潤。與此同時，預應力技術本身的技術核心就是最大程度的降低拉應力，通過減小這方面的應力強度，進而避免公路橋梁因載荷壓力過大導致的橋梁構件開裂橋梁坍塌的情況。

2 預應力技術的施工要點

2.1 預應力筋制作要點

預應力砼結構所采用的鋼絲、鋼鉸線、螺紋鋼筋應附合現有國家標準。預應力鋼筋進場應分批驗收，驗收時險按合同要求對其質量證明書、包裝、標志和規格進行檢查外；鋼絲、鋼紋線分批檢驗時每批質量應不大于60T；螺紋鋼筋每批檢驗質量不應少于100T；預計應力筋應保持清潔。預應力筋的長度應該按計算下料，鋼絲兩端采用鐓頭錨具時，應采用等長下料，預應力筋下料應通過計算確定，計算時應考慮結構的孔道長度或臺座長度、錨夾具厚度、千斤頂長度、錨頭預留量、冷拉伸長、彈性回縮值、張拉伸長值和張拉工作長度等。高強度鋼絲的鐓頭宜采用液壓冷墩，鋼絲墩頭的強度不得低于鋼絲強度標準值的98%。預應力筋由多根鋼絲或鋼鉸線組成且當采取整束穿入孔道內時應預先編束，編束時應將鋼絲或鋼鎰線逐根理順，防止繚繞，并應每隔1-1.5米捆綁一次，使其綁扎牢固順真。

2.2施加預應力

預應力筋的張拉宜采用穿心式雙作用千斤頂，整體張拉或放張宜采用具有自錨功能千斤頂；張拉千斤頂的額定張拉力宜為所需張拉力的1.5倍，且不小于1.2倍。對預應筋施加預應力時，千斤頂與預應力筋、錨具的中心線應位于同一軸線上。預應力筋的張拉順序和張拉控制應力應符合設計規定，預應力筋采用應力控制方法張拉時，應以伸長值進行校核。

預應力筋的理論伸長值可以下公式計算：

ΔL=PPL/ApEp

式中：Pp預應力筋的平均張拉力（N）

L--預應力筋的長度（mm）

Ap--預應力筋的截面積（mm2）

Ep--預應力筋的彈性模量（N/mm2）

預應力筋張拉實際伸長值可按下式計算：

ΔLs=ΔL1+ΔL2

ΔL1—從初應力到最大張拉應力間的實測伸長值（mm）；

ΔL2—初應力以下推算伸長值（mm），可采用相鄰級的伸長值

2.3預應力的分類

預應力分為先張法預應力和后張法預應力

先張法預應力多用于新建橋梁中，預應力筋放張時構件混凝土的強度和彈性模量應符合設計，設計未規定時，混凝土強度應運不低于設計強度等級值80%，彈性模量不低于混凝土28D彈性模量80%。預應力筋放張后，對鋼絲和鋼鉸線，應采用機械切割的方式進行切斷，對螺紋鋼筋，可采用乙炔-氧氣切割。

后張法預應力多用于橋梁加固提載，預應力張拉之前，宜對不同類型的孔道進行至少一個孔道的摩阻測試，張拉時，結構或構件混凝土的強度、彈性模量應符合設計，設計未規定時，混凝土強度應不低于設計強度等級值80%，彈性模量應不低于混凝土28D彈性模量80%。直線筋和螺紋鋼筋可在一端張拉，當同一截面中有多束一端張拉的預應力筋時，張拉端宜分別交錯設置在結構或構件的兩端；預應力筋采用兩端張拉時，宜兩端同時張拉，或先在一端張拉錨固后，再在另一端補足預應力值進行錨固。預應力筋在張拉控制應力達到穩定后方可錨固。對預應力筋進行切割預應力筋處露長度不小于30mm，且不小于1.5倍預應力直徑。

2.4混凝土澆筑

混凝土澆筑應根據待澆結構物的情況、環境條件及澆筑量制定合理方案；應對支架、模板、鋼筋和預埋件等進行檢查，模板內的雜物、積水及鋼筋上的污物應清理干凈。應對混凝土的均勻性和塌落度進行檢測。

自高處向模板內傾注混凝土時，應防止混凝土離析，直接傾注時，其自由傾落高度不宜超過2米，超過2米時應通過串筒、溜管或振動溜管等設施下落，傾落高度超過10米時應設置減速裝置。混凝土應按一定的厚度、順序和方向分層澆筑，且應在下層混凝土初凝或能重塑前澆筑完成上層混凝土，上下層同時澆筑時，上層與下層的前后澆筑距應保持1.5米。

采用振動器振搗混凝土時，插入式振動器的移位間距應不超過振動器作用半徑的1.5倍，與側模應保持50-100mm的距離，且插入下層混凝土的深度宜為50-100mm.表面振動器的移位間距應使振動器平板能覆蓋已振實部分不小于100mm。

3 預應力技術在道橋工程中的應用

3.1 在橋梁工程用的應用

目前阜新市國省干線公路橋梁共有311座，橋型為拱橋、板橋，T梁及空心板橋，設計標準有汽-13掛80、汽-20掛100、公路一級及公路二級，2015年以前設計的鋼筋混凝土橋梁多為普通鋼筋混凝土，但隨著科技的進步，交通量的增加，對橋梁的破壞也在加劇，嚴重影響了橋梁使用性能和使用壽命，為了提高橋梁技術標準，延長橋梁的使用壽命，預應力鋼筋混凝土被普遍應用在大、中橋梁上，使用較多的有：預應力箱梁、預應力T梁、預應力空心板和預應力板橋，如阜新市柳河橋全長427.8米，上部為預應力T梁，下部為樁柱結構，此橋設計何載為公路1級，此橋預應力的施加，極大提高T梁抗彎和抗剪能力，從而提高了橋梁的使用壽命，為交通的安全運行解決了瓶頸問題。

3.2 在橋梁加固中的應用

為改善工程的結構性能，多需要將針對、有效的加固措施用于道橋工程施工中，也就是選用合適的補強措施提升工程承載力，延長使用壽命，滿足交通運輸要求。將預應力技術用于橋梁加固施工中，能從某種程度上減少構件壓應變和拉應變，提高橋梁承載力，延長橋梁使用時間，阜新市遼小線細河堡橋，原結構上部是鋼筋混凝土T梁簡支，下部為樁柱基礎，設計荷載為汽-15掛-80，經過多年的荷載作用，T梁翼板出現孔洞，腹板出現了裂縫，對行車產生了安全隱患，后經研究將此橋施加體外預應力，后將簡支梁變為連續梁，通過預應力施加，將荷載等級提高到汽-20掛-100，即提高了承載力，也延長了橋梁使用時間。

結束語：

把預應力技術應用到橋梁施工中，有效地提高橋梁工程的承載能力，降低了成本，提高了社會效益和經濟效益。預應力在橋梁加固中的應用，提高了橋梁使用性能，解決了新建橋梁資金不足問題。因此，預應力在公路橋梁施工中的應用，提高了橋梁承載能力，延長了橋梁使用壽命，取得了良好的經濟效益和社會效益。

參考文獻

[1]王娟.公路工程道橋施工中預應力施工技術的應用[J].交通世界，2017（10）：102-103.

[2]李林兵.公路工程道橋施工中預應力施工技術的應用[J].工程技術研究，2017（9）.

[3]楊曉翔.公路橋梁施工中預應力技術應用[J].中國高新技術企業，2010（10）.

[4]俞建輝，王建國.淺談公路橋梁施工中預應力的應用及存在的問題[J].中國高新技術企業，2010（03）.

[5]茍大禹.探析公路橋梁施工中預應力技術的應用[J].城市建設理論研究（電子版），2017（19）.

（作者單位：遼寧省阜新市交通運輸事務服務中心）