淺談公路橋梁施工中預應力技術

摘 要：隨著科學技術的發展，公路橋梁事業如雨后春筍般在我國迅速崛起，各種能夠提高生產速率和功能性的技術都被開發和利用到公路橋梁施工當中。這其中預應力技術是當下發展速度最快，用途最廣泛的一門科學，其發展之迅速，已經在全國各省份地區大面積的投入使用。雖然預應力技術煥發了公路橋梁技術新的生命，但在其施工技術和配套設施方面，仍然存在著一定的缺陷，有很大的完善空間。文章在根據實際情況，闡述了預應力混凝土發展情況的基礎上，對其在公路橋梁中具體運用進行了淺要的分析。

關鍵詞：公路橋梁；預應力；施工技術

1 預應力的發展形勢

早在上世紀三十年代，世界上第一座預應力混凝土橋梁建成以來，包括混凝土材料、預應力施工工藝在內的混凝土結構逐漸成為主流技術，在發展的過程中不斷得到完善。從時間來看，預應力技術從誕生到發展成型的時間并不長，但憑借自身安全的結構、出色的抗震能力、合理的造價等多方面的優勢，已經逐漸成為公路橋梁建設中不可或缺的中堅力量。

1.1 預應力混凝土材料

由于橋梁和道路近年來使用強度不斷提高，在施工過程中，混凝土憑借自身自重小、尺寸截面小的優點可以有效的提高跨越能力，正因為如此，高強度的混凝土越來越受到重用。而在預應力應用方面，混凝土恰恰對強度、彈性模量、緩凝早強以及低收縮徐變等方面的特性提出了比較嚴苛的要求。具有這些特點的混凝土材料，一方面可以減少預應力的不必要損失，給預應力技術提供發揮的空間，另一方面可以提高設備的利用率和構件的生產率，給加速施工創造了便利條件。在混凝土材料的發展過程中，一些添加劑也成為改善混凝土特性的關鍵因素，諸如緩凝劑、膨脹劑、減水劑等添加劑給混凝土性能的提高做出了突出貢獻。

1.2 預應力技術

科技的不斷發展和新材料的不斷涌現，加上施工設備現代化程度不斷優化更新，給予了預應力施工技術很大的發揮空間，給其使用和發展提供了基礎環境。一方面，目前大體積混凝土結構施工，逐漸以立模現澆施工配合預制標準構件的施工方法做為主流。比如在橋梁工程施工過程中，雖然施工環境和結構存在差異，但施工方法往往大同小異，通常會在“逐孔施工法”、“支頂推施工法”、“懸臂施工法”方法中任選其一。另一方面，預應力張拉工藝的迅速崛起成為推動預應力技術應用的動力，逐漸成熟的自張技術逐漸取代了傳統的千斤頂、臺座技術，使得機械張拉技術日趨成熟。除此之外，通過大量的實踐研究，通過混凝土內部預留孔道，來滿足預應力在體內后張預應力的結構體系，是十分必要的施工工序。在施工方法方面，采用預埋預應力管道是孔道制作成型或采用后粘結預應力筋和無粘結預應力筋作為預應力筋都是目前比較常見和使用的方式。預埋后抽芯的方式在施工特點上簡化了預留管道的施工程序，提高了施工效率，也在近年來逐漸興起。

1.3 預應力工藝的發展前景

隨著重荷載和大跨度結構的不斷出現，對于開裂的控制也越發嚴格，但隨著科技發展的日新月異，各種新技術和新材料推動了預應力技術的日趨完善，對于未來的發展前景，可以綜合歸納為以下幾點：首先是使用范圍方面，目前比較常見的領域還停留在傳統的道路、橋梁、管道、油罐等結構建設方面。未來經過技術的不斷革新，在邊坡穩定、深基坑支護、重荷載底板和大體積結構吊裝領域也將發揮更為重要的作用。其次，在預應力混凝土的性能方面，未來將會致力于材料耐久性的提高，逐漸向易密實、高密水、耐疲勞、耐磨損、韌性好、高早強、低徐變、低水化熱、易澆注、不離析及抗腐蝕等性能優越的方向發展。最后，一直飽受詬病的張拉錨固體系也將得到完善，在預應力損失方面將會得到很大的改觀，給施工的靈活性和可靠性提供有力的保證。

2 公路橋梁預應力應用技術探討

2.1 預應力鋼絞線技術

在道路橋梁的施工中，預應力鋼絞線擁有節約鋼材、安全穩固的特點，發揮著十分可觀的社會效益和經濟效益。國內外在預應力鋼材方面都投入了大量的科研經歷，如預應力鋼絲、低松弛預應力鋼絲，預應力鋼絞線和低松弛鋼絞線等都被廣泛的開發利用。這其中效果最為優良、效率最高、施工最為便捷的要數構件美觀的低松弛鋼絞線技術。施工方會根據鋼絞線表面狀態、松散性、幾何參數、斷裂荷載、屈服荷載等方面的性能，輔以鋼絞線品種、規格、尺寸、造價等方面的因素綜合考量，來選擇預應力鋼絞線。在很多世界著名和重要的工程中，預應力鋼絞線技術都得到了廣泛的應用。一些大型的橋梁、高跨度的房屋、高架橋等對于預應力鋼絞線的依賴性也越來越高。

2.2 預應力錨具技術

后張法預應力混凝土形式的施工目前廣泛的被應用，這項技術的核心環節之一，就是對預應力錨固的使用。按照使用類型分，主要有摩阻錨固和機械錨固兩大類。摩阻錨固主要是利用楔形錨具將預應力鋼材擠緊，形成一種錨旋作用。可以有效減少錨固應力損失、連接起來也比較便捷，另外還可以在為澆筑完成之前進行張扣或者放松等方式進行預應力的調整。機械錨固是在預應力材料頂端，借助機械的幫助進行加工，形成滿足建筑條件的錨碇來實現錨固作用，在錨旋集束型高強鋼絲和高強度粗鋼筋方面應用比較廣泛。

2.3 預應力技術體系

預應力混凝土體系的設計通常具有一定的工序步驟：首先要假定出預應力鋼束的大體分布圖，然后進行具體的應力分析和監測各部分截面的應力狀態。從瞬時損失和后期損失兩方面考量，計算出預應力的總損失。瞬時損失主要產生在鋼束錨固前或者錨固的過程中，后期的損失錨固完成之后發生的損失，主要囊括了因鋼束松弛和棍凝發生徐變及后期預應力張拉而造成的損失。根據我國的當前形式，橋梁工程中主要采用預應力混凝土連續梁橋型，主要是考慮到其整體性能出眾，抗震能力強，平緩車舒適性和安全性強。這種橋梁的預應力體系主要采用OVM和XYM兩大類，在頂板縱向鋼束都是選取平豎彎曲相結合的空間曲線，在腹板的頂部承托上設置很多錨固，讓底板的鋼束盡可能靠近齒板處完成錨固。這樣可以實現預應力最大力臂，最大程度上發揮力學的效應，在最短的傳遞路徑的基礎上分布在整個截面上。除此之外，頂板和底板的鋼束按照S型進行錨固，可以有效對錨固點周圍產生的橫向力進行有效的控制。

3 結束語

預應力技術從發現到如今的廣泛應用，已經有近一個世紀的歷史。已經從以往的理論階段發展到大面積應用工程實踐階段，技術和設備都已經比較成熟。我國在近五十年的預應力發展中，技術方面迅猛提升，隨著改革開放到來，在道路和橋梁方面也迎來了預應力技術的春天，憑借其優越的性能，在建設中發揮著中流砥柱的作用。雖然如此，但是隨著對于公路橋梁使用要求的不斷提升，對于預應力技術的發展還任重而道遠。

參考文獻

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