預應力技術在公路橋梁施工中的應用

于順杰

摘 要：隨著我國公路建設工程的飛速發展，預應力技術的應用已經越來越普遍。特別是在公路橋梁的施工過程中，預應力技術具有非常重要的作用，可以解決傳統施工技術中存在的許多問題，使公路橋梁的結構質量以及路面質量都有很大程度上的提升。文章通過對預應力技術的相關探討，分析了公路橋梁施工中的預應力技術應用的主要表現，并提出了控制預應力技術應用質量的相關意見。

關鍵詞：預應力技術；公路橋梁施工；預應力施工

中圖分類號：U445.4 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）23-0148-02

由于傳統的公路橋梁施工技術存在著較多的問題，經常出現橋梁結構上的裂痕以及路面的凹陷，因此需要找到一種能夠解決這類質量問題的方法來提高公路橋梁施工的質量。而預應力技術的使用則非常好地解決了公路橋梁結構及路面質量不高的問題，在當今的公路工程中得到了越來越多施工單位的青睞，成為了控制公路橋梁施工質量的重要手段。

1 預應力技術在公路橋梁中的應用特點與主要材料

在當今的公路橋梁施工過程中，許多施工單位為了提高橋梁的堅固程度以及使用壽命，通常會應用到預應力技術。而之所以預應力技術能夠得到人們的廣泛使用，是因為該技術手段在公路橋梁施工中具有傳統的施工技術所沒有的特點，加入相應的預應力鋼筋并對混凝土進行預應力處理，就可以使公路橋梁的質量獲得飛躍式的提升。

1.1 預應力技術在公路橋梁中的應用特點

預應力技術的應用最為直接的效果就是能夠加強公路橋梁的結構質量，提高公路橋梁的使用壽命。而之所以預應力技術能夠對公路橋梁的質量有巨大的提升，是因為該技術手段與傳統的施工技術相比，可以通過減輕自身重量來降低主拉應力，達到提升橋梁結構總體剛性的效果。并且由于減輕了自身重量，減少了材料的使用，因此可以非常好地起到節約成本的效果，讓公路橋梁施工能夠更快，也更加安全。

1.2 預應力技術在公路橋梁中的主要材料

公路橋梁施工過程的預應力技術，通常所使用的材料為預應力鋼絞線、低松弛鋼絞線以及預應力錨等。其中預應力鋼絞線主要是用于代替原本的公路橋梁中所使用的鋼材，特別是當今最新的低松弛鋼絞線，與傳統的公路橋梁比較起來，具有經濟適用、美觀輕巧等特點，能夠讓公路橋梁不僅美觀耐用，更能極大地降低施工的成本。在選擇預應力鋼絞線的時候，其規格主要根據實際的橋梁施工要求而定，包括鋼絞線的尺寸、延伸率等指數。而預應力錨則主要是用于固定鋼絞線兩端，充當公路橋梁中的受力支點，多個預應力錨共同構成了公路橋梁的主體框架。在選擇預應力錨的時候主要考慮的方向有機械錨固與摩阻錨固兩種，二者各自具有相應的使用特點，可以在具體的施工過程中選擇合適的預應力錨。

2 預應力技術在公路橋梁施工中的應用表現

預應力技術應用在公路橋梁的施工當中，主要表現在兩個方面，一方面是在橋梁的混凝土結構中的應用，另一種是在公路路面中的應用。在公路橋梁混凝土結構中的應用可以讓橋梁的結構更加堅固，延長橋梁的使用壽命。而在公路路面中的應用則可以使路面更久地保持平整，避免出現妨礙行車的質量問題。而預應力技術在這兩方面的施工應用，都可以降低施工的成本，并使工程更加快速地進行。

2.1 預應力技術在橋梁混凝土結構中的應用

隨著現今公路工程建設的不斷發展，公路橋梁的施工規模往往會非常大，橋梁自身的鋼筋混凝土結構出現裂痕的可能性很高。一旦橋梁出現了裂痕，如果沒有及時發現，就很有可能使裂痕越來越大，并最終發生橋梁的垮塌事故。而應用預應力技術則可以避免這種問題，在公路橋梁結構中的混凝土投入使用之前，首先對其進行預應力的施加，將混凝土內的預應力鋼絞線采取張拉措施，可以讓張拉區域預先感受到鋼筋壓力。通常預應力使用所采取的方法為延長預應力鋼絞線的長度，但要注意根據其延伸率控制延伸范圍，避免出現張拉過度的情況。對于橋梁結構較為特殊的區域，要注意采取一定的加固措施，輔助預應力技術，讓橋梁結構的穩定性以及使用壽命得到更好的保障。

2.2 預應力技術在公路路面中的應用

將預應力技術應用在公路路面的施工當中，是許多施工單位容易忽視的內容。因為和公路的橋梁結構相比，公路路面存在著質量問題通常并不會引起非常嚴重的橋梁垮塌事故，所以經常被人們所忽視。但如果對公路路面的施工要求較高，需要保證路面的荷載能力與長期的平整的話，就需要將預應力技術應用到施工過程中。和公路橋梁結構的施工相類似，公路路面施工過程中應用預應力技術也是通過張拉預應力鋼絞線來實現對混凝土的控制。由于很好地控制了路面混凝土的運動與變形，因此通常經過預應力技術處理的橋梁路面不會出現裂痕、凹陷等情況，使公路路面的整體質量有了較為明顯的提升。

目前，預應力技術被廣泛地應用在公路橋梁的結構與路面施工中，取代了傳統的施工技術，并逐漸應用成熟，實現了公路建設工程在技術上的飛躍。并且隨著預應力技術應用的日趨成熟，除了在公路的橋梁施工中經常應用到該技術之外，在公路工程的其他施工區域也有該技術的相關應用經驗。

3 實例分析預應力技術在公路橋梁施工中應注意的

問題

雖然預應力技術在我國的公路橋梁施工中有著較為廣泛的應用，具備著成熟的應用基礎，但仍然存在著許多人們經常忽視的問題，在實際施工過程中表現出來，影響了公路橋梁的工程質量。因此，在預應力技術的應用過程中，要嚴格控制這類問題，保證公路橋梁的質量。為了探討預應力技術應用時需要注意的主要問題，本文選取了徐州市一條一級公路中的某段公路橋梁為調查對象。該條公路位于徐州東部，是一條連接東部諸區縣的一條主要干道，設計時速為120 km/h，路面寬度為23 m，路面采用瀝青混合料鋪設，設計使用壽命為20 a。由于該條公路需要穿過大沙河，因此在設計時將穿過大沙河的路段通過公路橋梁的方式完成。為了保證該公路橋梁的結構質量與路面平整度，采用了預應力技術，減輕了橋梁的整體重量，并以較低的成本使橋梁的使用壽命超過了公路的整體使用壽命，預計可以達到20 a。通過對該公路橋梁施工的技術分析發現，在應用預應力技術進行施工的時候，主要需考慮以下幾個方面的問題。

3.1 預應力張拉時間的控制

在施工最初的階段，由于對新型低松弛鋼絞線的張拉控制并不是很熟悉或砼強度沒有達到設計要求，因此出現了兩次張拉時間過早的情況。經過對張拉失敗的經驗總結，最后探索出了預應力張拉時間的準確范圍。通過分析得出，最開始為了增加混凝土的早期預應力強度，加入了一定的早強劑，這種方法過快地增加了混凝土的強度，使橋梁的承載能力達不到預期的要求。

3.2 注意防止預應力鋼筋管道堵塞

在該公路橋梁開始施工時，由于施工人員沒有注意對混凝土澆筑過程中的預應力鋼筋管的保護，使得鋼筋管道被混凝土堵塞住，阻礙了預應力張拉鋼筋的通過，降低了張拉質量。經過對施工過程中出現的預應力鋼筋管道堵塞的情況總結之后，施工單位做出了相應的改進措施，在砼澆筑時在管道中加入了比管道直徑略小的塑料襯管，不僅防止了管道被混凝土堵塞，更加大了對管道本身曲線的保護力度，使管道不會發生變形。同時，施工單位還改進了預應力鋼筋管道施工的技術細節，對抽芯時間以及有序作業有了更加精準的控制。

3.3 預應張拉力大小的控制

預應張拉力的大小是影響鋼筋混凝土質量的最核心因素，如果沒有對張拉力的大小進行準確控制的話，那么將會對鋼筋混凝土的結構產生非常大的影響，引起混凝土的形變。因此，在進行預應力的張拉操作時，要保證硬件設備的精準以及施工技術人員的水平較高。通常控制預應張拉力大小可以遵循以下兩個公式：

△L=■

Pp=P×■

兩個張拉力計算公式中，△L表示預應力鋼筋的理論伸長值，單位為mm，L表示預應力鋼筋的長度，單位為mm，Ap表示預應力鋼筋截面面積，單位為mm2，Ep表示彈性模量，單位為MPa，K、μ分別表示鋼筋孔內的相應摩擦系數，θ表示張拉端面到截面曲線的切線夾角和，而Pp則表示預應力鋼筋的平均分段張拉力，單位為N，p表示預應力鋼筋張拉端的張拉力，單位為N。

通過該理論公式就可以較為準確地控制張拉力的大小，然后用理論伸長值和實際伸長值比較，一般不超過正負6%，使預應力施加到最為合理的程度，從而保證公路橋梁施工的質量。

4 結 語

作為如今提高公路橋梁施工質量的主要手段，預應力技術得到了非常快的發展與應用，其技術指標的控制也日趨成熟。而在未來的公路工程建設中，隨著人們對公路使用要求的逐漸提升，對路面承壓能力、使用壽命等指標的要求逐漸嚴格，預應力技術的應用也將會面臨新的挑戰。

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