路橋施工中預應力技術探析

張少杰　秦君彪

摘 要：本文首先分析了路橋施工中預應力的概念、分類和特點，然后對預應力技術在路橋施工中的不足分析，最后深入的研究了預應力技術在道路橋梁中的應用，本文在此提出了自己的觀點和看法，供同行參考。

關鍵詞：預應力技術；公路橋梁；施工；應用

前 言

高速公路的路橋施工中，預應力技術是極其關鍵的，其對施工的質量具有很大的一些，因此，我們在施工中必須要從各個方面來做好此技術的應用保障，從而確保路橋的施工質量。

1 工程案例

本項目為浙江省紹興市地區的一個大型高速互通樞紐項目。該互通樞紐橋梁的跨徑組成較為復雜，共有38聯140跨，樞紐區共有匝道5.125km（不含橋梁），橋梁19座共計5.473km（其中M主線橋總跨徑809m，單跨45m），箱涵1座。按設計速度為100km/h的高速公路標準設計，雙向四車道，汽車荷載等級為公路Ⅰ級，上部結構采用預應力混凝土現澆箱梁和預制小箱梁和空心板梁，結構組合比較多樣性。

2 路橋施工中預應力的概念

自上個世紀50年代以來，預應力技術就開始在建設項目施工中得到了使用，在1980年左右，橋梁工程的技術又開始被快速的提升，并且得到了廣泛的應用。混凝土施工技術應用中預應力技術在混凝土工程施工的預應力混凝土構件中得到了充分的使用，使其產生預應力用于削弱外荷載引起的拉應力作用，實際上就是借凝土抗壓強度高的特點來彌補某些地方存在的抗拉強度很低的問題，從而使得張力區混凝土開裂的時間向后推遲。

3 路橋施工中預應力的特點分析

3.1 使用功能分析

路橋工程中預應力混凝土結構所用的都是高強度鋼材與高標號混凝土材料，有效地節省了材料，促使結構截面尺寸減小了，使得橋梁建筑高度得到了有效的降低。這些點特別適合于現代的橋梁，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，社會經濟效益得到了有效地提高。同時，該技術結構剛度大，有效降低了結構自重，有效防止了開裂和減少撓度，行車舒適，建筑高度變薄，促使結構更加經濟、輕巧、美觀。

3.2 受力特性分析

現代的高速公路橋梁呈現出彎多、斜橋多、坡多、異形橋多，同時為了達到增大橋下凈空的目的，又呈現出雙柱墩及多柱墩，大懸臂多等特點，對于多層立交還表現為高橋墩多，高等級道路表現出來的多車道、寬橋多等“幾多”現象。這些都屬于特殊的橋梁結構，都存在著特殊的受力條件，因此，在設計上必須做到精確地分析和合理地布局，確保正確地設計。預應力是一個相當復雜的空間力系，存在于這些特殊的橋梁結構中，對其影響影響因素我們必須實施綜合考慮，以確保其結構內力值趨于最小，促進其結構更為合理化。比如，彎梁的彎扭內力可以借助預應力空間效應來抵消；再比如，該技術應用于在多梁格的寬橋，其橫向的預應力可以用于調整改善主梁的受力，使其平衡等等。大量實踐表明，預應力的存在為改善橋梁受力條件起到的作用還是相當明顯的。

3.3 橋梁耐久性分析

數據顯示，普通鋼筋混凝土結構橋梁遭受破壞的原因大多是由于混凝土堿集料反應或因此而導致的凍融，化冰鹽，水氣侵入等因素造成的，歸根究底鋼筋混凝土結構裂縫是最為主要的原因。同時，大量實踐也證明了同一時間修建的預應力混凝土橋，卻很少產生此類破壞現象。

4 預應力技術在路橋施工中的不足分析

4.1 波紋管堵塞問題的分析

實際情況中，如果波紋管出現堵塞的情況，就容易導致鋼絞線設計值與實際值之間產生誤差，從而不利于整個施工過程的順利開展，不但會白白耗費人力物力，而且對于工期也有很大的不利影響.

4.2 預應力構件在張拉前產生裂縫的問題分析

施工過程中，一般情況下，溫差和收縮容易導致預應力構件在張拉前出現裂縫的現象，與此同時，鋼筋混凝土結構受到荷載作用的影響，產生一系列的裂縫，不利于工程質量與安全實施。

4.3 針對后張預應力結構的張拉力的問題分析

在路橋施工建設中，張拉力的控制效果對預應力路橋質量的影響是非常大的。一般情形下，張拉作業會同時對預應力與張拉力的筋伸長度進行控制，其中張拉力是主要方面，利用伸長值對張拉力進行相關校核。在實際施工中，由于相關人員不具備專業素質，容易導致一系列誤差的出現。

5 路橋施工中的預應力技術應用

5.1 多跨連續梁施工中的預應力技術應用

在該項目施工的過程中，多跨連續梁是整個施工過程的重要環節，它一般分為正彎矩與負彎矩兩個區域，通常來說跨中為正彎矩，其支座處為負彎矩。如果橋梁自身的抗剪承受力以及其出現不合格的抗彎承受力時，就需要對它進行系列加固處理，一般來說，如果正彎矩區出現承載能力不夠的情況，可以采用比較簡單的施工工藝與施工方法可進行加固處理。

5.2 受彎結構中的預應力技術應用

在實際施工中，碳纖維具有很好的特點，比如高強度，施工的簡易性等。一般來說在路橋施工過程中對于受彎構件進行加固主要利用碳纖維粘貼的方法。受彎結構在加固前就已經產生初始內應力了，與此同時混凝土也有初始的壓應變與拉應變，如果出現混凝土受壓區的壓應變超越其極限壓應變的情況，就會超出其構件的極限承載能力，混凝土的應力增量決定碳纖維的最終應力，如果初始應力過大時，應力較小的構件就會遭到破壞，就會無法體現碳纖維高強度的特性。所在在路橋施工中，可以在粘貼碳纖維的時候就開始施加預應力，以產生初始拉應力，從而發揮其強度的優勢。

5.3 預應力錨具選擇

后張法及先張法為預應力的兩種類型。本項目采用后張法施工；后張法預應力混凝土所需錨具包括摩阻錨固、機械錨固。機械錨固類錨具主要應用于預應力鋼材兩端，通過機械加工實現工作條件的形成。機械錨固類錨具主要被應用于集束性高強鋼絲、錨旋高強度粗鋼筋內，其特點可歸納為連接方便、應力損失小、受施工約束限制少。摩阻錨固類錨具應用范圍廣、種類眾多，且在楔形錨具的配合作用下，拉緊預應力鋼材可起到錨旋的效果。摩阻錨固類錨具具備噸位大、變化形式多、穿索簡潔等優點，其存在的缺點為應力損失大、連接或重復拉張便捷度低。

5.4 路橋加固工程預應力技術的應用

若提高路橋現有承載力可實現路橋加固的目的，而改善路橋結構性能及補強路橋構件可實現路橋承載力的提高，從而實現路橋使用壽命的增加。路橋加固方式包括路橋體外預應力加固、路橋面補強層加固、路橋面結構受力體系改善等。在路橋加固工程中，允許先在路橋構件上施加預應力，從而致使在路橋構件受拉區引起拉應力，并減小路橋構件初彎矩拉應力，最終實現路橋構件極限承載能力的提高，及鋼筋作用的最大化發揮。

5.5 預應力張拉技術

張拉前應對儀器設備進行校準標定。目前張拉設備都采用數控設備，預應力設備標定應與設計要求保持一致；預應力張拉時油表讀數及波紋管定位應精準；預應力張拉設計值域實際伸長值間差值應滿足6%標準值。

6 結 語

總之，高速公路的路橋預應力技術在施工中具有很重大的意義，對于實際工程施工中此技術存在的一些不足，我們的相關技術人員應該對其進一步的改善優化，從而保障施工的質量。

參考文獻

[1]交通運輸部、中交第一公路工程局有限公司.公路橋涵施工技術規范（JTG/TF50-2011）.人民交通出版社，2011.

[2]劉晶.路橋施工中預應力技術的應用分析[J].山西建筑，2013（14）.

[3]涂輝兵.淺析路橋施工中預應力技術的應用[J].黑龍江交通科技，2012（05）.

[4]李立歆.預應力技術在橋梁結構加固中的應用分析[J].黑龍江科技信息，2011（20）.

[5]劉偉.淺析路橋施工中預應力技術的應用[J].價值工程，2012（21）.

[6]田豐源.如何解決路橋工程施工預應力應用中存在的問題[J].硅谷，2011（24）.

作者簡介：張少杰（1982-），男，浙江諸暨人，本科，工程師，從事道路與橋梁施工管理工作。

秦君彪（1982-），男，浙江東陽人，本科，工程師，從事道路與橋梁施工管理工作。