公路橋梁施工中預應力技術應用

袁游洋

【摘要】我國的交通運輸業隨著經濟快速發展而愈加繁榮，建設優質的公路和橋梁愈加重要。在建筑施工中常用預先施加壓力的方式，來抵消后續可能產生的壓應力，這一技術稱之為預應力技術。預應力技術具有加固效果好、抗滲能力強、自身輕便等諸多優勢，十分適用于公路橋梁的建設。具體可運用在受彎構件的加固、T型梁的制作、連續橋梁的建設以及混凝土空心板中的應用等多個方面。在采用預應力技術時，應該特別注意操作流程的規范，一般而言有五個步驟，首先要對錨具進行處理，在這一步驟中對于錨具和鋼絞線的選擇也十分重要;緊接著是預應力筋下料及處理，然后是對預應力筋進行穿插，再對預應力筋進行張拉，最后進行壓漿處理工作。與此同時，該技術也存在一些應用上的問題，比如預應力張拉的時間問題，鋼筋管道堵塞問題，張拉力控制問題，以及收縮徐變過大的問題等等。面對這些問題，我們在公路橋梁施工中使用預應力技術時，應該注意嚴格執行各個技術要求，加強相關人員培訓，通過定期檢查提高相關設備的穩定性與安全性。

【關鍵詞】公路橋梁施工;預應力技術;應用

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

20.

隨著我國經濟的快速發展，各行各業對于便利的交通需求越來越高，而公路和橋梁作為基礎的路面道路，是極為重要的通行通道。公路和橋梁的建設，最為重要的一點就是要保證其穩固性，預應力技術作為建筑施工中常用的加固防護手段，對于建設抗壓能力強、使用壽命更長的公路和橋梁能夠起至關重要的作用。本文針對公路橋梁建筑物在施工過程中該技術的使用進行探究，對于使用優勢和需要注意的問題等做了簡要分析，以期對現階段該技術的應用以及公路橋梁的施工工作有一定指導作用，具體論述如下。

1、預應力技術概述

預應力，是在建筑施工中預先施加的應壓力。預應力技術最早是用在混凝土施工中的，其目的是盡量減少鋼筋混凝土粘結處較早發生開裂的問題。要對混凝土提前施加外部壓力，使其在真正承受壓力負載時產生較小的拉應力，增強整個混凝土結構的抗壓能力，相當于給整個混凝土結構進行加固。目前，該技術多用于生產混凝土構件。

該技術較為出名的應用有冷拉鋼筋和冷拔鋼絲，早在上世紀五六十年代后這些部件就廣泛的應用到了建筑行業。此外，我們提及的預應力技術，并不是一項單一技術。它包括了兩種子技術：先張法預應力技術和后張法預應力技術，不同的技術采取的錨具工具有所差別，本文將在后面的章節詳細討論關于錨具選擇的問題。

2、預應力技術在公路橋梁施工中的應用

2.1應用優勢

將該技術運用在公路橋梁建設中的最大優勢在于能夠增強施工橋梁道路的強度和剛度，它從改變壓力結構的角度出發增強建筑物最后的耐壓能力，尤其在橋梁建設中，由于大部分建筑部位要與河水海水等有一定腐蝕性的液體接觸，要求施工材料應該具備優良的抗滲能力，內部產生的裂紋應盡可能的少，預應力在這一方面可以對癥下藥。此外，運用預應力技術生產的混凝土構件自身重量較小，建筑物使用時會更加輕便，也適用多種美學設計。

我國多處大型的航站路、車站站房、會展高層建筑等都運用到了該技術，如上海虹橋交通樞紐、長沙國金大廈、首都國際機場航站樓等等。

2.2應用范圍

第一，預應力技術可以應用到受彎構件中。受彎構件作為整個建筑中極其關鍵的一環，該勾踐質量的優劣性對建筑最終是否足夠安全有著相當大的影響。用預應力技術加固受彎構件，是為了提升其穩固性和各個方面的性能。具體而言，碳纖維強度大的工具作用效果更好，在實際操作中經常使用的預應力技術工具就是木頭。

第二，該技術還能應用到連續橋梁的建設中。連續橋梁是指所跨區域較大而采取分段多支撐柱方式的一種橋梁類型，著名的連續橋梁如有我國的丹昆特大橋，該橋全長約165千米，也是目前世界上最長的橋梁建筑。該類型的橋梁對于穩固性有著更高的要求，施工建設過程中經常出現的問題是橋梁的抗彎承載力無法達到基本要求，在這種情況下就必須采取重新加固的措施，預應力技術能夠發揮很大的作用。

第三，應用到在混凝土T型梁的制作中。T型梁指的是橫截面為T型的混凝土梁，該部件在公路橋梁建設中較為常用。在制作T型梁時，最大的拉應力產生于整個梁的上部結構，故在縱向和橫向上都采用預應力技術，以提高整個T型梁的抗壓力，并且使該部件在使用中與其他部件的整體融合性更強。如果T型梁將安插在梁跨度大的建筑中，那么應該使用先張法對其中的鋼絞線進行定位加固，最終得到預應力T型梁。

第四，該技術可以在混凝土空心板中應用。混凝土空心板是我國公路橋梁工程施工中常用的一種板材，內部有多個圓孔。在相同的承載要求下，運輸安裝難度小，重量輕，適用范圍廣，應用效果好。預應力混凝土空心板的生產一般在某個預制場完成。現階段要綜合考慮橋梁空心板的預拱度，確定間距長度后再設置。采用低松弛高強度鋼絞線的混凝土空心板可按要求放置在空心板的兩端，然后用錨固固定。在混凝土空心板中，鋼絞線采用整體張拉施加，鋼絞線不同位置的張拉參數可根據實際情況隨時調整，以保證鋼絞線兩端處于對稱均勻的張拉狀態。設計范圍。如果鋼絞線在拉伸過程中出現斷絲、滑絲等情況，應及時更換，以免出現拉伸功能失效的問題。設計值達到設計值后，鋼絞線套管可以固定。

2.3施工流程及工具選擇

預應力技術有著較為嚴苛的施工流程要求，要確保公路建設和橋梁建設的穩固、優質、安全，應該規范按照相關流程進行操作，具體如下。

第一步，對錨具進行處理

在處理錨具時，首先要控制好埋設錨墊板的方位，使其更為精準的安裝;其次，開始施工時，要以施工圖紙為標準，分毫不差的制作錨具的墩頂導槽部分，以及跨中轉向肋部分，使其完全滿足嚴苛的使用要求，特別是要確保彎曲處的曲率等精準。

預應力技術的錨具選擇也很重要，應當根據施工具體情況進行有針對性的選擇。一般而言，有機械錨固和摩擦錨兩種，如果選用機械錨固，以機械加工的方法將預應力施工鋼的一端固定，盡可能滿足預應力施工技術的基本要求;如果選用摩擦錨固方法，因涉及多個方面，在公路橋梁實際施工階段，最好根據工程特點仔細選擇，注意錨固參數。表2給出了詳細參數。

表1 預應力錨具參數

第二步，預應力筋下料及處理

固定預應力筋的部件叫做粘結段，通過注漿錨墊板與鋼管制作而成，預應力筋下料過程中有一些特別的處理，一是為去除無油脂或雜質污垢等的影響，要將鋼絞線和粘合的部位進行清洗。二是要關注粘結段的大小及長度，使其安裝到位，精準貼合;最后關于粘結段的粘結力，考慮到使用鋼絞線時會對其進行拉伸，應確保作用在各處的粘結力大小都一樣。

第三步，對預應力筋進行穿插

在實際操作中，最安全穩定的方法是采用一根預應力筋進行穿線的方法。在使用該方法時要注意，在對鋼絞線進行穿線時，應分別將12根線單根分別予以穿插，一方面可以確保線的方位盡可能無誤差，另一方面也完成鋼絞線全程不能有糾纏的技術要求。另外，鋼絞線應該提前編號，同樣還有需要編號的還有錨孔，以及封閉蓋上的小孔。

第四步，對預應力筋進行張拉

關于預應力筋的拉伸一般有兩種方式，一種是高應力拉伸，一種是預應力拉伸。拉伸過程中，注意力度適中。完成拉伸后，應核對拉伸效果，檢驗使用過的儀器設備，以確保達到符合要求的技術指標。

對于預應力鋼絞線的選擇也十分重要，選擇的標準一般涉及尺寸大小、適用規格以及延伸率等各個方面。近幾年來，國內外各大建筑企業的新寵是一款低松弛鋼絞線，它因自身的經濟、使用方便、建筑美觀而被廣泛應用于橋梁、核電站等大型建筑中。在用材量上，采用該類型鋼絞線可節約近30%的材料，較使用其它類型所耗鋼材更少，且性能更好。

第五步，壓漿處理

一般來說，為符合施工技術要求，粘結段的粘結力大小需是設計張力大小的1.8倍，這一數據用于指導整個預應力技術的最后一步，即壓漿工作的完成。為了避免較大誤差，在壓漿工作開始前需完成同比例下的模型實驗。并且一般選擇手動壓漿機進行壓漿工作，其目的在于提高工程的靈活操作性。

在整個流程中，除控制施工質量外，同樣需要提高施工效率，最好在1天之內完成預應力技術施工。

3、公路橋梁運用預應力技術存在的問題和對策

3.1預應力張拉的時間問題

一般會選擇在混凝土中加入早強劑的方式來提升預應力的早期強度，具體操作時，控制時間在混凝土澆注72h后再開始張拉工作，在混凝土強度不夠時是無法開展這一工作的。張拉過程中，若控制不好時長，混凝土強度增的過快，而彈性模量增的過慢，就會導致預應力損失增大，鞏固效果差。

3.2預應力鋼筋管道堵塞問題

在澆筑過程中，由于施工人員缺乏技術經驗，在澆筑過程中易發生粗暴操作，或未采取及時的防護措施，有可能堵塞預應力鋼筋的配管，造成預應力鋼筋不能順利通過，影響張力的實際效果，預應力鋼筋的實際伸長值和理論值有很大差異，給橋梁造價、工期等帶來相當大的麻煩。所以，預應力封堵不僅要嚴格按照相應的配管規范進行，還要對配管內部進行精確定位，防止配管彎曲、扭曲等現場施工，盡量避免在現場施工時采用野蠻作業，安排專家跟進孔道施工。

3.3張拉力控制問題

由于預應力施工技術起步較晚，公路橋梁預應力施工沒有明確的規范，張力控制也不嚴格。大多數用1.5級油壓計量，施工人員未經相關專業培訓，張力控制水平高，實際誤差大。特別是在多束張力處理中，由于張力控制不足，預應力混凝土結構受力影響較大。因此，應加強施工人員的專業技術培訓，改善整體設備狀況，規范施工。

在后張法預應力鋼絞線張拉過程中，主要受到管道彎曲和管道位移等因素的影響。在拉拔過程中，鋼絞線沿管壁滑動，與張拉方向相反，造成各分段的伸長值不同，其計算算法下：

3.4收縮徐變過大的問題

由于混凝土路面過度收縮造成的預應力損失嚴重影響了公路橋梁的預應力施工質量，施工中不能使用添加劑來增加易燃性。應盡可能使用高強度、低水灰比的混凝土，以提高收縮質量和減少變形，從而控制工程質量。

結論：

綜上所述，預應力技術在加固建筑物方面有著較大的應用優勢，可以有效提高建筑物安全穩定性，并延長建筑物使用壽命。在公路建設和橋梁建設中，建議使用該技術。

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