預應力技術在路橋施工中的應用

朱敬平

中交一公局集團總承包經營分公司 北京 100020

預應力技術實質上是指施工人員在工程施工之前對很多工程結構提前增加壓力，進而實現與對應情況下有荷載產生的拉應力抵消，這樣一來，道路與橋梁的整體結構就不會受到外力的影響，從而增加道路橋梁的使用年限。也就是說，施工人員利用預應力技術將不利應力消除，這樣就能保證道路橋梁工程在受到外力影響時能夠保持其原有的結構形式，能夠有效提升道路橋梁整體工程的穩定性與可靠性。

1 預應力技術的優勢

與其他建筑工程相比，路橋工程往往有著更高的要求，其施工中需要更高的技術性與專業性。現代的相關建筑技術中，預應力技術具有較為廣泛的應用范圍，除了該技術自身的如能夠提高建筑穩定性、抗疲勞性與抗震能力的技術優勢，更是因為該技術所應用的建筑材料往往具有更高性能。如預應力碳板便具有良好的物理力學性能，對比普通鋼材，預應力碳板的抗拉強度能達到它們的十到十五倍，可以為建筑打下夯實基礎，此外其還有著卓越的耐腐蝕性與抗震性，故該技術可以通過提高基礎建材的質量，間接起到提升工程質量的作用。當然，不管多么高質量的材料也不能缺少技術的支持，只有通過更好的落實，將預應力技術貫徹融入于路橋施工技術之中，才能真正發揮出預應力技術的優勢，促進道路橋梁施工技術的發展[1]。

2 預應力技術在路橋施工中的應用要點

2.1 鋼絞線和應力錨

路橋施工過程中對于施工工具與施工材料有著嚴格的控制，預應力鋼絞線是預應力技術在路橋施工過程中的主要應用方式之一。在鋼絞線的選擇上，目前的鋼絞線主要有低松弛型的鋼絞線、矯直回火型的鋼絞線以及普通鋼絞線等，不同類型的鋼絞線具有不同的力學性能，在實際預應力的應用中，要根據路橋工程的不同工藝參數選擇適合的鋼絞線類型。除了鋼絞線的選擇以外，在路橋工程的預應力技術的應用中，應力錨也是需要注意的預應力工具之一。應力錨是采用張法制作預應力施工構件中不可缺少的工具。在應力錨的選擇中，需要重點考慮的有：一是路橋施工對于整體施工質量的要求，二是考慮對路橋整體承載力的需求。在具體的路橋預應力構建過程中，要根據實際建設需求，選擇適合的鋼絞線、應力錨等預應力工具的使用。

2.2 材料的選擇

在材料的選擇過程中，不僅需要對設計參數進行考慮，還需要對實際應用效果以及經濟性進行考慮。鋼材的種類較多，主要可以分為較低松弛型、普通預應力鋼絞線以及預應力鋼筋等額。每種鋼材都有自身的特點以及不足之處，所以在選擇的過程中，必須按照實際的情況及需要進行選擇。低松弛型鋼絞線比較常用，它與其他兩種相比較而言，用量更小，可以較好地降低施工成本，同時該材料輕便，施工難度較低，因此在大型的橋梁工程或者是大跨度工程中的應用比較廣泛。而預應力鋼筋的優勢是價格便宜，經濟性高。施工的類型不同，所需要的材料要求也是不一樣的。一般情況下，先張法以及后張法是比較常見的施工工藝類型。使后張法所需要的錨具應該是摩擦錨固或者是機械錨固。機械錨固雖然連接方便，同時在施工過程中所受到的限制比較少，但是機械錨具的應用范圍不大。而摩擦錨固雖然噸位大、重復利用不理想，但是可變性強，應用得比較廣泛[2]。

2.3 受彎構件及箱梁鋼絞線施工中預應力技術的應用

碳纖維在路橋工程中也比較常見，因其施工簡便，因此具有廣泛的應用價值。要想將碳纖維的特點充分展示出來，就要避免橋梁構件受到破壞，而往往混凝土初始應力要高出碳纖維應力，達不到上述要求。如果采用預應力技術，碳纖維與預應力有機結合在一起，就能很好的發揮各自效果，從整體上彰顯出碳纖維的價值，破損問題出現的可能性自然而然也就減少了。除此之外，預應力技術也能應用在箱梁鋼絞線的施工當中。在這項施工內容中，有幾個問題是值得注意的。稍有差池，對施工的整體質量就會產生影響。例如張拉順序的考量，鋼絞線和腹板有不同的張拉方向，前者主要是自上而下的張拉方向，后者則恰恰相反，是從下至上張拉的。在進行張拉以前，要做好壓漿工作，目的是為了更好的作用于預應力管道。需要注意的是，要做好雨天的預防工作，防止鋼絞線受到雨水的沖刷被腐蝕，在作業過程中對環境進行分析還是很有必要的。

2.4 鋼筋混凝土結構中預應力技術的應用

鋼筋混凝土結構是當前我國路橋施工建設中十分常見的結構方式，工程效果良好。但是這種結構也存在一定的弊端，比如經常在混凝土結構中出現裂縫，對工程質量的影響是很大的。一旦路橋工程中出現這樣的問題，那么后果將會是無法挽回的。因此在實際工程建設中，應用預應力技術，可以解決鋼筋混凝土結構中出現的問題。具體來說，要先對路橋工程進行抗壓力測試，了解具體的數據才能有的放矢的解決問題。通過對路橋施壓的方式得到耐壓程度的相關結論，然后再將鋼筋進行拉伸，在不采用任何人工回力方式的情況下，觀察自行回力的過程。緊接著進行人工施壓，可以觀察到這種壓力對鋼筋會產生一種拉力，而拉力的主要承受載體是混凝土構件。通過上述三個步驟的操作可以發現，壓力與后續承受的拉力會相互抵消，這樣在有效的范圍內便可以控制混凝土的拉伸，而不會產生裂縫，這就是預應力技術帶來的效果。

2.5 預應力技術在路橋加固作業中的應用

路橋工程施工中的加固技術應用旨在增強路橋的荷載能力，提升路橋工程的穩定性，大多應用于路橋工程的懸臂梁、連續型體系梁及簡支結構梁橋的加固，可以較好地減少梁體的撓度，避免路橋中的裂隙現象。（1）體外預應力加固技術。這是將預應力筋合理布設于路橋的梁體之中，先合理設置預應力索，再將其分別錨固于路橋的兩側，利用后置的預應力筋產生與梁體的反彎矩力，使內預應力與外部荷載相抵消，實現對路橋梁體的加固。（2）粘結預應力加固技術。預先對梁體施加一定的預應力，并噴注優良的復合型砂漿，使預應力筋與梁體緊密地粘結在一起，適用于對小型跨徑的鋼筋混凝土結構的處理，充分利用各種補強材料，形成對路橋的保護層，產生抗碳化、抗氯離子的作用，從而較好地增強路橋工程的抗腐蝕性。（3）高強復合纖維預應力加固技術。利用碳纖維、芳倫纖維等高強復合纖維材料，粘貼路橋梁體結構中需要進行加固處理的部分，從而較好地增強路橋梁體結構的荷載力[3]。

2.6 預應力預制箱梁的施工

在施工過程中，抗拉力的決定性材料就是鋼絞線。所以在對鋼絞線進行選擇的同時，必須按照嚴格的標準進行，同時還需要讓專業的技術人員對選擇的鋼絞線的力學性能進行檢測，檢測合格之后才可以投入使用。在施工過程中對預應力施工效率造成較大影響的是預應力鋼筋，因此在選擇合作廠家的時候，必須對質量進行嚴格的把控，為了讓施工的順利進行得到保障，在對預應力的張拉設計過程中，應該確保其標定值與設計標準一致。

在預應力箱梁鋼絞線張拉施工的過程中，要注重采用對稱張拉的方式，采用先上后下的方式進行張拉施工，確保兩端張拉的同步實現，避免構件受到較強的偏心壓力的影響，并要對張拉伸長值進行及時、準確的記錄和校核，待張拉施工穩定之后再實施錨固操作，從而較好地增強鋼絞線的強度，提升預應力混凝土構件的抗裂度和剛度，減少梁的豎向剪力和主拉應力。另外，在預應力箱梁鋼絞線的雨季施工中，要合理部署和安排管道壓漿預應力，可以選取活塞式壓漿泵實施壓泵操作。由上可見，在路橋施工中的預應力技術應用要注意設計好預應力結構，依據路橋施工標準和情況進行預應力強度的測試和試驗，確保計算數據的準確可靠性，使之滿足路橋工程施工中所需的應力標準和要求。

3 預應力的問題在實際路橋施工中的未來展望

由于我國預應力技術發展較慢，相對于國外的先進技術，我們在這方面還有很多的缺陷。結合自身發展特點，我們將預應力材料的發展作為首要工作，并將材料的高強度、質量輕便、堅韌耐久作為主要方向，并加入更持久的應力筋。在國外，美國、法國等發達國家使用先張預應力混凝土這項技術，其優勢是材料的質量和耐久能力都十分強大，在施工時，減少灌漿中管道和錨具費用的產生，節約工程成本。在今后的發展中，要結合計算機的使用和控制，將更多施工工藝提高能效，并能夠控制整個工程，將項目中的多余部分合理化的消除，并減少人工對工程的影響。

4 結語

綜上所述，為了實現路橋工程質量的進一步提高，應用預應力施工技術具有相當的重要性。其能夠通過完善路橋施工技術、提高原有建材質量、加入新型建筑材料等方式，實現整個路橋工程質量的全面提升，具有相當的戰略性意義。故而施工人員也要不斷強化自身，以更好地應用預應力技術，實現施工技術的革命，起到帶動工程質量的作用，促進建筑工程行業的進一步發展。