淺析公路工程施工中的體外預應力技術

摘要：近幾年，體外預應力結構也已越來越被工程界所關注和高度重視。體外預應力技術以其固有的特征及優勢，對于城市高架道路的建設，推動體外預應力技術的進一步應用和發展都有著重要意義。本文從預應力的優點、具體應用來進行了探討。

關鍵詞：公路施工；體外預應力技術；

一、體外預應力技術的優點

根據國際預應力協會定義，所謂的體外預應力，即體外預應力混凝土截面預應力筋，而普通的無粘結和粘結預應力的預應力筋位于混凝土截面內。可以說，體外預應力技術在很多方面都有優越性。具體而言，主要體現在:

1) 施工方便。體外預應力筋梁截面的結構除與普通混凝土梁一樣外，同時使用張拉預應力筋張力，還可以有效地縮短施工工期，降低施工荷載。正因為如此使得施工管理、施工質量控制更為有效。

2) 保養和維修方便。可隨時檢查力筋狀態，隨時更換失效的鋼束，并能根據它們的狀態輕松地測試預應力筋的性能和變形程度，及時補拉應力損失。

3) 在梁外加上預應力筋后，可以用來修復現有的混凝土梁，并且力筋的布置十分靈活，可全梁加固也可局部加固。

4) 體外預應力筋布置在構件截面外，不需要在梁截面中儲備預應力筋管道，可以減少混凝土梁的尺寸，減小截面面積，降低自身體重。由于預應力筋和混凝土截面的分離，也可以大大提高混凝土的耐久性。此外，體外預應力技術還有一個優點，即簡化預應力筋的曲線，更加方便操作，再加上其僅在轉向塊與結構相接觸，所以摩擦損失也非常小。概括地說，體外預應力技術不僅可以提高結構的應力狀態，還可以提高結構的剛度和承載能力，改善構件的抗剪性能和梁的受彎性能，減少結構的裂縫和變形，同時在施工操作及整個作業過程中對橋梁運營的干擾極小。

體外預應力技術具有施工方便，經濟及高效的特點，它的這一系列優越性，使其擁有十分廣闊的應用前景，目前被大量應用于公路工程方面。既可以用在預應力混凝土橋梁和建筑結構工程的新建公路工程中，也可以用于公路工程的重建加固維修以及公路橋梁施工過程的臨時加固措施中。隨著技術的不斷發展，體外預應力技術將體現更大的優越性，得到更加廣泛的應用及推廣。

二、體外預應力在公路橋梁加固中的應用

體外預應力技術，因其自身具備的各種優點，已被廣泛使用在建筑領域，特別是在公路橋梁加固工程中應用極其廣泛。目前，國家也正在大力推廣應用體外預應力技術。下面就根據體外預應力結構的具體特點，對公路橋梁加固中體外預應力技術的實際應用進行一番詳實的論述和分析。體外預應力一般是對受彎構件的加固，主要是對梁、板等進行加固，并適當的補加預應力筋。體外預應力加固是以體外預應力粗鋼筋、鋼絞線或體外預應力橋梁上部結構的高強度鋼絲施加預應力，通過這樣來減小或抵消部分外荷載產生的內力，從而提高舊橋的應用性能和極限承載力。從我國目前的公路橋梁加固的實例來看，體外預應力技術的應用主要反映在以下兩方面。

2.1體外預應力施工

仔細安裝好所有體外預應力索后，最關鍵的工作就是張拉施工。預應力張拉一般采用專用的液壓千斤頂，主要是由內部的插孔控制油壓力值，并計算實際張拉力。在張拉施工過程中，盡可能確保兩端對稱的張拉局勢，以減少皮膚摩擦損失所帶來的不對稱張力。最好是能夠采用雙重控制，以更全方位、更系統的確保預應力值滿足規范要求。與普通的預應力張拉相比，體外預應力的張拉方法和原理是一樣的，只是要根據自身抗腐蝕預應力材料選擇不同的防腐方式。在張拉前，要剝離保護層，清洗保護油脂，有效地去除線材批量錨，以確保錨固有效。一般來說，這個過程需要按這樣的順序進行，即剝除兩端防護套、清洗、去除防護物、張拉、錨固。其中可以使用高強螺栓摩擦—粘結錨固、利用原預埋件錨固、焊接粘結錨固等錨固方法進行體外預應力筋的加固。

2.2體外預應力防護

體外預應力的防護可以分為三點: 1) 體外預應力索防腐蝕。目前，體外預應力索防腐蝕主要采取抗腐蝕套管加填充材料。本防腐系統的外殼可以是鋼外殼、塑料外殼、不銹鋼或銅的包裝材料。雖說鋼管具有高強度，保護鋼絞線或鋼絲具有良好的能力，但其本身存在一些不可忽視的腐蝕問題。常用的聚乙烯外殼的塑料外殼，可用于聚丙烯套管。塑料外殼具有較強的耐腐蝕性，但存在老化開裂問題。2) 轉向塊防護。轉向塊的混凝土結構，應該是局部軸承設計，承擔橫向和縱向集中力來確保由于內部的微裂紋而不會影響耐久性的體外預應力轉向塊; 嚴把質量關，以確保該處混凝土的密度和強度，確保保護層的厚度。3) 錨具防護。這就要求錨具必須達到充分防銹和防火保護，值得注意的是，無論什么類型的錨都應該充分考慮諸如是否更換索、索力調整的可能性等，也就是說應該充分考慮其應具有的功能。可以說，體外預應力技術是解決混凝土結構耐久性問題的一個重要措施，具有體內預應力混凝土難以相比的優勢。此外，施工現場清潔，減少了城市污染，對現有交通影響小。所以在公路橋梁工程中可以大力推廣使用體外預應力技術，以進一步推廣該技術的發展。

三、體外預應力技術的應用前景

體外預應力技術經過幾十年的工程實踐和不斷研究，現如今已屬于一種比較成熟的工程技術。它的使用也給施工企業帶來了良好的經濟效益和社會效益。這些研究成果在多項重大、有影響的工程中得到應用。就體外預應力技術在公路橋梁加固中的實踐表明: 它不僅可以大大減輕橋梁的重量，減少箱梁腹板尺寸，還能夠在橋梁設計和施工中降低橋梁下部工程量，節約混凝土的用量，大大降低了基礎建造的費用，這也充分說明了體外預應力技術的經濟性。隨著預應力結構的不斷發展，體外預應力得到了極大完善，在今后的發展中，還將不斷強化、不斷超越。可以說，體外預應力技術發展到今天已日趨完善，它完全可以作為新建結構的一種可供選擇且具有較強競爭力的方案。

概括起來，體外預應力技術的發展趨勢大致有四個: 第一，雖說兼有高強度和低重度的混凝土的研究進展緩慢，但現已受到各國的重視，從長遠來看，高強度和高性能混凝土材料的應用將成為現代預應力混凝土今后發展的一個重要方向。第二，錨固體系將得到完善，預應力噸位可根據實際需要在指定范圍內任意選用。第三，預應力筋的材料性能將得到改進。近年來，雖然目前各種纖維加勁塑料預應力筋( FRP) 仍處于研究使用階段，但其發展前景仍是十分廣闊的。第四，體外預應力施工將向專業化、工業化方向發展，實現施工工藝的標準化管理和自動化控制。綜上所述，隨著今后技術的發展，體外預應力結構將是當前世界上一個十分重要的結構，前景十分廣闊。

四、結語

體外預應力技術正以其鮮明的技術特性和優越性，廣泛應用于公路橋梁工程等其他方面中。我國目前正在加大公路橋梁建設的力度，從而也為體外預應力技術的應用及推廣提供了很大的機遇。可以說，大力推廣及應用體外預應力技術，將會促使出現一些新型的橋梁結構，更好地滿足使用功能和新的承載條件的要求，這也必將使我國公路橋梁建設的國際競爭力得到很大提高，從而促進我國公路橋梁建設水平的進一步迅速發展。

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