预应力技术在公路桥梁工程施工中的应用

摘要：随着社会经济的发展，我国的交通运输行业得到了极大的进步，公路、桥梁等交通基础设施的建设步伐不断加快，对于其施工质量也提出了更高的要求。在公路桥梁施工中，预应力技术多应用于一些施工面积广、工程量较大的中小型桥梁工程中，可以有效提高桥梁的施工质量和稳定性，具有非常广阔的应用前景，需要相关工程技术人员的重视和推广。

关键词：公路桥梁；预应力技术；应用

中图分类号：X734 文献标识码： A

引言

和传统公路桥梁建设的技术相比，尽管预应力的技术起步相对比较晚，可是却在公路桥梁的建设中得到了飞快的发展，预应力工艺也得到了不断的发展和改进，其中存在的许多问题也都将得到积极有效的解决，公路桥梁的建设施工中预应力技术也将被越来越广泛的应用。

一、预应力技术的含义及作用

在路桥施工中， 通过在混凝土工程中运用预应力技术， 可以将预应力混凝土构件构建起来， 混凝土构件就会产生预应力状态， 将外界荷载所产生的拉应力减小或抵消 。混凝土的抗压强度较高， 但抗拉强度不足， 容易开裂， 对路桥施工的施工质量造成不利影响。而通过运力技术， 混凝土抗拉强度不足的缺陷得到了解决， 预应力混凝土构件不仅强度高、 刚度大， 还具有良好的抗渗性能、 抗疲劳能力和抗裂能力、 抗剪能力， 在路桥施工中应用预应力技术可以有效的减少挠度、 防止开裂、 降低结构自重、 减小结构截面尺寸， 使混凝土和钢材的用量得到节约， 使路桥工程的施工寿命得以增加。

二、预应力施工技术的特点

预应力施工技术，多应用于混凝土结构，主要是在混凝土结构承受荷载前，预先对其施加一定的压力，使其能够在外荷载作用下时的受拉区混凝土内部，产生相应的压应力，从而抵消或者削减外荷载所产生的拉应力，使得结构可以在正常使用的情况下，不产生裂缝，或者较晚产生裂缝。从目前的发展情况看，预应力技术可以分为体外预应力结构和体内预应力结构，前者作用于混凝土结构外部，多用于混凝土结构的维护和加固，后者作用于混凝土结构内部，一般在施工中普遍应用。在公路桥梁工程中，应用预应力施工技术，可以对桥梁材料的性能进行全面充分的挖掘，使得桥梁内部的微观结构发生改变，各个组件也可以及早适应压力，从而有效提升桥梁的稳定性和刚性。不仅如此，应用预应力施工技术，可以有效节约桥梁施工中应用的材料，降低施工成本，对于现代公路桥梁的施工而言是非常重要的。

二、预应力技术在路桥工程中的重要作用

1、提高承重构件的承载力

承重构件是路桥工程施工的基础，只有做好承重构件的施工工作，才能够为日后的施工过程打下良好的基础，确保路桥施工的顺利进行。而路桥工程的上部构造往往具有较大的重量，对下部承重构件的强度有着较高的要求，单纯的采用碳纤维贴片等方法，无法有效的满足工程建设的需要。采用预应力技术对承重构件进行处理，可以使构件内部受压的部分产生拉应力，同时受拉的部分产生压应力，减小构件的拉应变与压应变，有效的提高构件，尤其是薄弱构件的应变增量，提升承重构件的整体强度，对提高路桥工程的施工质量起到了良好的促进作用。

2、延长桥面的使用寿命

路桥工程桥面的施工质量是保证路桥工程运行安全的基础，通常，在路桥工程的施工当中，桥面均是经过预先构筑，吊装拼接而成，桥面不同部分均有着一定的面积与体积，在重力作用下，桥面内部会产生较大的内应力，一旦应力超过了桥面承受的极限，便会使桥面产生裂缝，缩短桥面的使用寿命，影响路桥工程的使用安全。因此，在路桥工程桥面的构筑过程中引入预应力技术，可以有效的改善桥面的刚度与强度，提高桥面的承载力和抗形变能力，降低桥面发生病害的可能性，保证路桥工程的施工质量。

三、预应力技术在公路桥梁建设中的应用

1、预应力技术钢绞线的选择

在近几年，国内外在预应力钢材的选择上主要是预应力冷拉钢丝、钢筋和低松弛角钢线。在这些钢材选择中、低松弛的钢绞线最新使用的一代，具有使用方便、经济实惠、建筑美观等突出优点、已经在核电站、桥梁等大型的建筑中得到了非常好的运用，也日渐受到国内外比较大型的企业重视。和其他钢线相比，预应力钢绞线的在使用上可以节约近1/3的材料。其社会效益和经济效益越来越明显的凸显出来。在选择钢绞线的时候注意要考虑几何参数、松弛情况和伸长率等；在标准方面，要考虑尺寸、规格、延伸率等因素。

2、预应力在锚具方面的选择

预应力在锚具方面的选择，应该主要考虑魔阻锚固与机械锚固两方面。魔阻锚固是用预应力钢材所形成的锚旋作用把它“挤进”。机械锚固则是使用机械加工的方法形成一种适合在预应力端部锚啶的工作条件。这种类型的产品应用比较广泛，品种繁多，在穿索方面也比较方便，但是在连接方面无非做到很便捷，且损失也比较大。

3、预应力的相应分析

在预应力混凝土的实施过程中，第一，假设预应力钢筋分布图，第二，对整体所能承受住的极限状态做出相应分析，然后在比较详细的去检查每个截面应力状态，当它不能很好的满足整个施工要求时，就应该改变钢筋的具体分布，以便可以设计出可以满足应力的可用效果图，就是锚具、预应力筋与体系设计都被相应的分析决定。在损失方面也主要包括后期损失和瞬间损失两种。

4、预应力应用到路桥的钢筋混凝土构造中

混凝土裂缝在质量通病中是最常见的一种，特别是在比较大规模的路桥施工建设中，非常容易发现混凝土裂缝。把预应力技术使用在钢筋混凝土中，可以使裂缝出现的问题得到避免，并且效果非常显著。预应力在集中应用到公路混凝土的结构和构建之前。在对钢筋混凝土进行张拉之前，会受到受拉区混凝土的压力，在进行钢筋混凝土张拉后，钢筋可以经过自身的回缩，使受拉区预应力感受到由钢筋施压产生的压力。

5、将预应力技术应用到混凝土中

将预应力应用到公路桥梁建设中，和在钢筋混凝土结构中应用的原理非常相识，都是根据预应力在钢筋中的配置来对路面混凝土产生相关的约束，让路面的延缓不出现裂缝或者出现裂缝。将预应力技术较好的运用到混凝土技术上，前期的准备工作时不可缺少，路面交通温度、湿度、承载力和摩擦约束等都必须进行非常深入的探讨。在施工期间为了防止出现裂缝，预应力这一技术已经日趋成熟。

四、预应力技术在公路桥梁施工应用中应注意的控制措施

1、预应力钢材选择

预应力刚才的选择对于避免波纹管的裂缝以及堵塞问题有很好的效果，在当前我国的公路桥梁建设项目中经常使用的预应力钢材主要有预应力钢筋、普通预应力和低松弛钢绞线、冷拉和矫直回火预应力钢丝等等。其中，最新型的预应力钢材是低松弛钢绞线，它的优点是高效、轻便和高性价。不同预应力钢材具有不同的性能，在工程所体现的作用也会因材而异，因此在实际的预应力钢材选择时，应该综合考虑以下各方面因素的影响。

2、预应力效应分析

国内公路桥梁建设中的预应力效应分析，一般都是由设计和技术工作人员根据自身的实践经验或其他工程的应用经验，拟定预应力钢束的分布图来进行分析。因此，在实际工程施工和预应力技术应用的过程中，必须加强检查桥梁工程中全部结构横面的预应力状态，以提高预应力钢束分布图的科学性和合理性，提高预应力效应实际分析的工作效率。

结束语

综上所述，预应力技术自上世纪八十年代起开始在我国的路桥施工中推广开来，对我国的路桥施工起到了极大地推动作用，极大地提高了路桥施工的施工质量。施工企业要不断提高自身的技术水平，科学合理地使用预应力技术，全面提高路桥工程的施工质量，从而提升企业的市场竞争力。