路橋施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用探析

摘要：在我國公路橋梁建設(shè)中，預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的應(yīng)用愈來愈多。本文淺析預(yù)應(yīng)力技術(shù)概況和優(yōu)點(diǎn)，總結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁和城市立交中的應(yīng)用情況。希望能對(duì)工程實(shí)踐有一定的作用，并期望著預(yù)應(yīng)力技術(shù)不斷完善和改進(jìn)。

關(guān)鍵詞：橋梁；預(yù)應(yīng)力技術(shù)；應(yīng)用

1、預(yù)應(yīng)力技術(shù)概述

自上個(gè)世紀(jì)50年代開始，建筑工程中開始應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，到了上世紀(jì)80年代，該技術(shù)在路橋工程中開始被推廣并得到了較為廣泛的應(yīng)用。具體的施工技術(shù)是在混凝土工程中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，構(gòu)建預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，使其產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力用來削弱外荷載所引起的拉應(yīng)力作用，也就是借助混凝土抗壓強(qiáng)度高的特點(diǎn)來彌補(bǔ)其抗拉強(qiáng)度低的不足，進(jìn)一步推遲受拉區(qū)混凝土開裂。

2、預(yù)應(yīng)力技術(shù)優(yōu)點(diǎn)分析

2.1使用功能分析

路橋工程中預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)所用的都是高強(qiáng)度鋼材與高標(biāo)號(hào)混凝土材料，有效地節(jié)省了材料，促使結(jié)構(gòu)截面尺寸減小了，使得橋梁建筑高度得到了有效的降低。這些點(diǎn)特別適合于現(xiàn)代的橋梁，特別是多層立交，高度的降低，必然縮小引道的長度，使行車縱坡降低，有效地減少占地，社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益得到了有效地提高。同時(shí)，該技術(shù)結(jié)構(gòu)剛度大，有效降低了結(jié)構(gòu)自重，有效防止了開裂和減少撓度，行車舒適，建筑高度變薄，促使結(jié)構(gòu)更加經(jīng)濟(jì)、輕巧、美觀。

2.2受力特性分析

橋梁的建設(shè)在滿足整體交通功能要求的同時(shí)，還受到其他外部因素的制約，如總規(guī)劃、現(xiàn)有建筑和地下管等諸多因素對(duì)其都有一定的影響，因此，應(yīng)結(jié)合多種因素來確定橋梁的結(jié)構(gòu)。現(xiàn)代的公路橋梁呈現(xiàn)出彎多、斜橋多、坡多、異形橋多，同時(shí)為了達(dá)到增大橋下凈空的目的，又呈現(xiàn)出獨(dú)柱墩及少柱墩多，大懸臂多等特點(diǎn)，對(duì)于多層立交還表現(xiàn)為高橋墩多，高等級(jí)道路表現(xiàn)出來的多車道、寬橋多等“幾多”現(xiàn)象。這些都屬于特殊的橋梁結(jié)構(gòu)，都存在著特殊的受力條件，因此，在設(shè)計(jì)上必須做到精確地分析和合理地布局，確保正確地設(shè)計(jì)。預(yù)應(yīng)力是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的空間力系，存在于這些特殊的橋梁結(jié)構(gòu)中，對(duì)其影響影響因素我們必須實(shí)施綜合考慮，以確保其結(jié)構(gòu)內(nèi)力值趨于最小，促進(jìn)其結(jié)構(gòu)更為合理化。

比如，彎梁的彎扭內(nèi)力可以借助預(yù)應(yīng)力空間效應(yīng)來抵消；再比如，該技術(shù)應(yīng)用于在多梁格的寬橋，其橫向的預(yù)應(yīng)力可以用于調(diào)整改善主梁的受力，使其平衡等等。大量實(shí)踐表明，預(yù)應(yīng)力的存在為改善橋梁受力條件起到的作用還是相當(dāng)明顯的。

2.3橋梁耐久性分析

橋梁的耐久性，也就是橋梁的使用壽命，預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件具有較大的剛度進(jìn)和強(qiáng)度，有著很好的抗?jié)B性能和很強(qiáng)的抗裂能力，其抗剪能力和抗疲勞性能均很好，諸多的優(yōu)點(diǎn)能有效降低和避免混凝土裂縫的出現(xiàn)，間接且有效地防止了水氣侵入銹蝕鋼筋的作用，明顯抵抗了凍融、化冰鹽、堿集料等反應(yīng)的作用，促使橋梁的使用壽命大大提高。

數(shù)據(jù)顯示，普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)橋梁遭受破壞的原因大多是由于混凝土堿集料反應(yīng)或因此而導(dǎo)致的凍融，化冰鹽，水氣侵入等因素造成的，歸根究底鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫是最為主要的原因。同時(shí)，大量實(shí)踐也證明了同一時(shí)間修建的預(yù)應(yīng)力混凝土橋，卻很少產(chǎn)生此類破壞現(xiàn)象。

3、預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁上的應(yīng)用

預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁上已經(jīng)相當(dāng)成熟，被廣泛運(yùn)用于空心板、簡支T 梁、連續(xù)箱梁、連續(xù)剛構(gòu)、組合梁、大跨徑的斜拉橋；此外預(yù)應(yīng)力技術(shù)還被用于公路橋梁頂推法施工、大件提升、邊坡或山體錨固等等。施工方式也有多種形式：有先張法預(yù)制吊裝，后張法現(xiàn)澆；也可以先預(yù)制后現(xiàn)澆，分段澆筑等等。

3.1預(yù)應(yīng)力混凝土空心板

對(duì)于跨徑在16m到25m之間的公路橋梁，預(yù)應(yīng)力混凝土空心板是比較好的選擇，一般選擇高強(qiáng)、低松弛鋼絞線作為預(yù)應(yīng)力材料。在施工方式上的選擇上一般為：先張法采用單根銅絞線；后張法采用扁錨或圓錨（群錨），中等張拉噸位。

3.2預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T 梁

對(duì)于跨徑在20m到50m之間的公路橋梁用的相對(duì)較多，因?yàn)轭A(yù)應(yīng)力混凝土簡支T 梁跨徑大多在20m到50m之間，選擇高強(qiáng)、低松弛鋼絞線作為預(yù)應(yīng)力材料。施工方式的選擇上一般為：后張法采用群錨，中等張拉噸位；預(yù)制拼裝。編有標(biāo)準(zhǔn)圖，同時(shí)有配套架橋設(shè)備。現(xiàn)實(shí)生活中，行車條件要求愈來愈高，以往的簡支改為橋面連續(xù)，現(xiàn)在大多采用現(xiàn)澆梁端濕接縫，在支負(fù)彎矩區(qū)橋面板中采用扁錨預(yù)應(yīng)力鋼絞線，橋面呈現(xiàn)出“準(zhǔn)連續(xù)”結(jié)構(gòu)。

3.3預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁

對(duì)于跨徑在40m到60m之間的公路橋梁，等截面連續(xù)箱梁是較好的選擇，選擇強(qiáng)、低松弛鋼絞線作為預(yù)應(yīng)力材料。縱向預(yù)應(yīng)力大多采用的是中等或偏的張拉噸位，結(jié)合具體情況采用連接錨具續(xù)配置縱向預(yù)應(yīng)力鋼束；如果箱梁懸臂板懸出長度超過4.0m ，在國內(nèi)常用的方法是支架現(xiàn)澆或滑模逐孔澆筑。

對(duì)于跨徑在70 m 到200m 之間的公路橋梁，通常采用變截面連續(xù)箱梁，三向預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。即在連續(xù)箱梁配置縱、橫預(yù)應(yīng)力鋼束的基礎(chǔ)上，此外，在箱梁腹板中配置豎向預(yù)應(yīng)力。施工方法大多采用的是懸臂澆筑，或預(yù)制拼裝。

4、預(yù)應(yīng)力技術(shù)在立交橋中的應(yīng)用

4.1箱形預(yù)應(yīng)力叉口橋

該橋型俗稱“褲衩型橋”，常見于在匝道與主橋以及匝道與匝道的相交或分叉處，這種橋型被大量運(yùn)用于立交橋設(shè)計(jì)中。在叉口處，考慮到分孔要求還有墩柱設(shè)置條件等因素的限制，應(yīng)采用連續(xù)分叉的型式，除了施工工藝和構(gòu)造上解決預(yù)應(yīng)力束的設(shè)置以外，這種橋梁的關(guān)鍵還有確定兩叉口部分的受力條件和預(yù)應(yīng)力束的橫向分配。

4.2預(yù)應(yīng)力獨(dú)柱彎橋

橋梁和道路的線型不可能都是直線型的。該結(jié)構(gòu)在1986年在國內(nèi)的應(yīng)用是用于北京東直門立交的建設(shè)之中，該橋是全國獨(dú)柱彎橋的首例。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)主要是彎橋除了導(dǎo)致彎扭禍合的計(jì)算外，還引起了重力偏心對(duì)扭矩的調(diào)整。這種橋型其結(jié)構(gòu)目前仍處于高速發(fā)展之中，加上曲線橋梁與道路線型能很好的擬合，所以，在全國各地的路橋建設(shè)中應(yīng)用非常廣泛。

4.3點(diǎn)支承的異型板橋

這種橋型結(jié)構(gòu)又被稱作為“無梁板橋”，該結(jié)構(gòu)對(duì)于各種各樣的異型平面的橋型都可以應(yīng)用，其板體結(jié)構(gòu)帶來極小的建筑高度，最小能甚至能夠達(dá)到跨徑的三十七之一。同時(shí)，橋下凈寬非常的大，加上墩柱就直接支承在板體上，沒有蓋梁的設(shè)置，橋下，車輛、行人的通行都非常的方便，用于立交橋是再合適不過的選擇。

該橋型結(jié)構(gòu)最早是用于北京市廣安門立交橋的建設(shè)之中，在實(shí)際建設(shè)中橋的最大跨徑為26m，板的厚度為0.76m，并運(yùn)用了雙向預(yù)應(yīng)力。

5、結(jié)語

在我國公路橋梁建設(shè)中預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)和技術(shù)發(fā)展速度愈來愈快。對(duì)于量大面廣的中、小型公路橋梁和城市立交橋幾乎都應(yīng)用了預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)；對(duì)于跨度大的橋梁，在設(shè)計(jì)和選擇上，應(yīng)用預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)和技術(shù)亦是被優(yōu)先考慮的對(duì)象。隨著預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)和技術(shù)的發(fā)展，其在公路橋梁上的運(yùn)用也愈來愈多，呈現(xiàn)出逐年上升的態(tài)勢(shì)，發(fā)展前景非常廣闊，讓我們一起期望預(yù)應(yīng)力技術(shù)不斷完善和改進(jìn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王更新，張旭東．預(yù)應(yīng)力鋼筋在鐵路、橋梁、軌枕產(chǎn)品上的應(yīng)用[J]．天津冶金，2001，（1）．

[2] 王雪峰．預(yù)應(yīng)力箱梁設(shè)計(jì)探討[J]．公路與汽運(yùn)，2006，（1）．

[3] 李大文．減少鋼材代用是節(jié)約鋼材的重要措施[J]．湖南電力，2003，（5）．

[4] 楊民．混凝土冬季施工應(yīng)注意的一些問題[J]．科技信息（科學(xué)教研），2007，（25）．

[5] 許賢平，黃志強(qiáng)．崖門大橋預(yù)應(yīng)力施工[J]．公路與汽運(yùn)，2004，（3）．