探究預應力技術在公路橋梁工程施工中的應用

樊偉

山西路橋第三工程有限公司 山西忻州 034000

社會經濟的發展對于公路橋梁工程的施工建設也提出了更高的要求，無論是工程質量還是其使用性能，都與施工設備的完善、施工技術的創新、施工流程的改進以及施工人員的綜合素養密切相關，且施工人員為確保公路橋梁施工的先進性與科學性，也更加追求施工技術上的優化與創新，現階段預應力技術在公路橋梁工程中的應用已經推廣開來，與鋼筋混凝土的性能與質量密切相關，在工程建設中的重要地位越發突出，為此施工人員應當基于應用現狀進行深入分析。

1 預應力技術概述

預應力技術主要是指在施工期間給結構預先施加壓力從而達到抵消荷載量帶來的拉應力進而避免結構被破壞的一種常用技術[1]，在混凝土結構中的應用最為常見，對延長受拉區混凝土開裂時間具有重要意義，且對提高公路橋梁結構的整體性能也具有重要意義，主要體現穩定性與耐久性明顯提高等方面，且預應力技術在施工過程中的應用使得鋼材使用量明顯減少，這在一定程度上也降低了公路橋梁工程施工所花費的材料成本。預應力技術的應用對施工人員的技術要求相對較高，目前主要可以分為內部施加預應力及外部施加預應力這兩種，前者是指通過機械法對混凝土內部進行施壓，盡可能張拉預應力來控制壓力效果，工程施工中常見電熱法及后張法等等，而后者主要是指對外部混凝土的反力加以控制，以此來盡可能提高混凝土的受壓能力，同樣采用機械法，且近年來新技術的開發、新材料的應用以及新設備的配備使得預應技術的應用效果也得到極大提升，對于公路而言其工作性能得以改善，對于橋梁而言其跨度及使用年限也得以延長。

2 預應力技術的應用現狀分析

雖然預應力技術得以優化發展，但在公路橋梁工程施工中的應用仍然會遇到許多現實問題，其中以波紋管堵塞最為常見，這一問題通常發生在混凝土澆灌過程中，而波紋管出現堵塞可能會導致后期預應力鋼絞線穿束無法通過[2]，也有可能導致鋼絞線實際伸長時與預算值之間存在較大的差異，進而致使工期延誤，人力及材料等資源被大量消耗，成本較高，且部分施工方在安裝波紋管時可能并未依據標準流程進行，導致其定位不精確，進而造成彎折扭曲以致堵塞，也有可能在澆筑過程中因振搗不充分或不規范，進而導致波紋管局部破裂或破損，致使混凝土水泥漿持續滲漏，進而造成堵塞，且施工質量與波紋管自身質量也存在密切的關系，除此之外，在公路橋梁施工過程中若拉伸時間不準確就會影響整體施工效果，而部分單位因追趕工期并未對預應力張力時間進行嚴格把控，致使工程投入使用后存在各種安全隱患，對于張拉度的控制亦有待加強，因張力偏差而導致工程質量不符合規定的情況比較常見，綜上，雖然預應力技術得以推廣應用且其優勢更加突出，但對于施工過程中遇到的各種問題也應當予以高度關注。

3 預應力技術在公路橋梁工程施工中的應用意義

預應力技術的應用時機較為確定，即在工程結構負荷外力之前的一段時間，施工人員需要對承受壓力的工程部分進行加壓處理，而這種壓力就被稱為預應力，而預應力作用的結構即被稱為預應力結構。在具體施工過程中，以混凝土工程最為常見，其施工過程為對預應力的混凝土模塊進行常規澆筑，從而有效避免混凝土構件由于外部荷載而產生的外力被預應力抵消[3]，由此可見，預應力技術在工程施工中的應用可以在一定程度上提高混凝土構件的承載力，從而使混凝土受拉區域可以承載更大的外界負荷。預應力結構具有抗疲勞的優點，這是因為其結構強度普遍較高，后期發生裂縫的可能性也相對更小，為此對于防止后期滲透也具有重要意義，除此之外，材料的使用率得以提高，工程結構的質量相對更小，且結構的強度也得到有效提升，無論是外形美觀度還是使用壽命都得以優化。我國經濟發展迅速，致使公路橋梁建設工程數量增多，預應力技術的應用因可以提高建設質量而得以推廣，不僅可以促使建筑材料發揮出自身更好的性能，還可以減少公路橋梁工程在投入使用后的安全隱患，工程承載量得以提升、國民出行更加方便，由此可見，預應力技術對于公路橋梁工程施工而言其重要地位不可替代。

4 預應力技術在公路橋梁工程施工中的應用分析

4.1 加強混凝土結構強度

預應力技術對于公路橋梁工程施工而言其重要地位毋庸置疑，主要體現在混凝土結構工程之中，預應力技術的合理應用可以充分發揮材料本身的性能，進而達到提高混凝土結構強度的目的，同時也確保了材料應力驗算符合行業技術標準及工程施工規范，且混凝土受拉區預先產生了應壓力，這對于減少裂縫等質量問題亦具有重要意義，直接影響到工程的整體建設質量及投入后的使用壽命長短。

4.2 預應力鋼絞線的選擇

公路橋梁施工過程中必然涉及到預應力鋼絞線的選擇，其優點較為突出，不僅可以減少鋼材使用量，還可以達到加固工程的效果，為此其社會及經濟效益無可比擬，且實踐經驗表明，低松弛應力鋼絲以及預應力鋼絞絲等均具有較為顯著的開發及利用價值，其中以低松弛鋼絞線技術最具代表意義，可提高工作效率及工程質量，且施工較為便捷，通常需要依據鋼絞線表面形狀、幾何參數及多種性能來選擇預應力鋼絞線，同時還需要綜合考慮其品種、規格及造價等多方面因素。

4.3 箱梁及空心板的優化

分析預應力技術在混凝土箱梁中應用可知，主要是參照標準比例并對混凝土配比加以優化調整，從而提高混凝土結構的承載力，即提高混凝土結構的整體強度，從而確保混凝土力學指標符合工程標準，且施工人員需要嚴格按照設計圖進行施工，同時還需要對鋼筋焊接及下料等工藝予以高度關注，而混凝土空心板則是一種橫截面為多道圓孔的建筑材料[4]，其重量普遍較輕且便于運輸及安全，為此在公路橋梁工程施工中的應較為常見，且當公路橋梁的跨徑處于16～25米間時，可以采用先張法與后張法相結合的方法，前者需要借助單根低松弛度的鋼絞線，而后者則需要借助扁錨或群錨加以處理。

4.4 在受彎構件中的應用

預應力技術在受彎構件中的應用也較為常見，受彎構件指的是截面上通常有彎矩及剪力共同作用且軸力忽略不計的構件[5]，其受力特點為上部受壓、下部受拉，且依據其受力特點可知，通常需要在受拉側配置受力鋼筋并稱做主筋，同時還需在其他部位配備數量不等的構造鋼筋。預應力技術的應用不僅可以平衡外荷載及反向荷載，同時還可以有效調整其結構內力并減少結構變形，為此在對受彎構件進行加固處理之前，結構本身就已經具備初始內力，而混凝土結構也早已具備壓應變及拉應變，聯合預應力技術可以起到保護作用，通過增加高強度的碳纖維來達到加固的目的，以此提高材料性能并盡可能減少構件損壞等問題的發生，其抗彎性能也得到了明顯的提升。

4.5 提高鋼筋穿索的水平

施工過程中需要對預應力筋的長度進行嚴格控制，確保其工作長度達標，通過墩頂導向槽并以跨中轉向位置來進行穿索施工，同時確保箱梁中的十二根鋼絞線均能夠順利通過，為此穿梭時其技術難度相對較大，而施工人員則需要采取單根穿索的方式進行施工，且穿索過程中應當避免內部鋼絞線互相纏繞，以此來確保施工效果符合工程標準，除此之外，在穿梭開始之前需要對其涉及到的鋼絞線以及毛板孔進行編號處理，確保其對應合理以精確鋼絞線的位置。

4.6 多跨連續梁中的應用

連續梁通常用來指含有多余約束的結構，而常見的多跨連續梁的支座都是較為固定的，而多跨梁則通常是指兩跨以上的結構，其本質為超靜定結構，具有內力小、剛性大以及抗震性能相對較好等優點，但應用過程中容易發生變形以及不均勻沉降，進而導致其附加內力增加，且多跨度連續梁可以分為負矩面積與正矩面積，而橋梁的加固則是其施工的重點所在，預應力技術的應用有利于結構的加固，加固時應當充分考慮周圍環境并以此來應對各種突發事件，且在加固過程中可選用的加固技術也較為多樣，除體外預應力加固法以外，還包括粘貼鋼板加固法以及橋面補墻加固法等方法，其加固效果也不盡相同。

5 預應力技術在公路橋梁工程施工中的應用管理分析

首先，明確工程管理重點。預應力混凝土結構的性能及質量得到了充分保障，為此預應力技術在公路橋梁工程施工中的應用得以推廣，施工人員應當明確施工管理的重點所在，對相關工程材料加以嚴格控制，并以此作為工程施工順利進行的重要前提，且預應力混凝土結構對鋼筋的要求相對較高，無論是鋼筋的選擇還是后續的運輸、存放及管理都應當得到更多的關注，以此來確保施工材料本身的質量，除此之外，施工技術與施工工藝管理工作都應得到高度關注，以此確保工程能夠按時完成，并盡可能減少裂縫等質量問題的發生。預應力技術在公路橋梁工程施工中的應用應當以完善流程與機制為首要前提，同時還要針對既定工藝及技術明確其標準化要求，除此之外還應當充分考慮施工人員的綜合素養、施工設備的完善情況以及施工現場的管理秩序，同時強調特殊環境因素對于預應力施工的影響，除此之外還也應當設置明確的質量目標，從而確保工程各環節的施工質量以及銜接過渡更加自然，強調人的積極作用，不斷提高施工人員的安全防范意識，建立長期培訓與考核機制，著力于提升施工人員的執行能力與創新能力。

其次，明確質量控制要點。預應力鋼筋在預埋階段應確保其曲型不變，這就要求各控制點的高程定位更加精確，且施工工序一定要按照標準流程進行，即先后順序不可顛倒，一旦有異常情況發生應當立即停止并予以相應的補救措施；就預應力鋼筋在張拉以及灌漿階段的施工質量而言，施工人員應當確保張拉應力滿足原本的設計要求，同時確保其伸長值變化在規定范圍之內，除此之外，還需要關注灌漿劑量，只有準確無誤才能確保該工序能夠順利進行；對于工程中各類管道接口及外露的管道口而言，施工人員都必須予以嚴密封堵，以此來防止異物進入，同時也可以避免因漏漿而導致管道堵塞；就普通鋼筋的安裝而言，施工人員應當加強對成品的保護，避免鋼筋外皮或管套破損，且在進行焊接時應當盡可能遠離預應力鋼筋，必要時應當采取相應保護措施；就施工用水量而言，施工人員應當加以嚴格控制，且在攪拌過程中，對于水泥、外加劑以及施工用水等用量而言都應當按照比例進行調配，且未經均勻攪拌的材料不可隨意投入使用，若發現管道內殘留水分則可采用空壓機進行排空處理。

6 結語

預應力技術主要應用于公路橋梁工程接受外部荷載之前，其應用范圍相對較廣且發展速度相對較快，這門技術不僅可以提高工程質量，還可以帶來巨大的經濟效益，通過減少裂縫等質量問題的發生來確保國民的出行安全，雖然在實際應用過程中還存在一些問題，但經相關技術人員的不斷探索已盡可能減少其負面影響，在一定程度上促使我國公路橋梁建設事業的快速發展。為此本文對預應力技術進行概述以提高普通群眾的整體認識水平，分析預應力技術的應用現狀以總結各種問題，闡述該技術在公路橋梁工程施工中的重要作用，并分別從加強混凝土結構強度、預應力鋼絞線選擇、箱梁及空心板優化、受彎構件優化、鋼筋穿梭水平提升以及多跨連續梁中的應用的方面進行詳細分析，分別從工程管理要點及質量控制要點這兩方面提出相應的改進建議，希望以此來確保我國公路橋梁工程建設能夠高質量、高效率的開展，并以此促進我國國民經濟的穩定發展。