路橋施工中預應力技術的有效運用

肖毅

（四川鐵科建設監理有限公司　四川　成都　610031）

路橋施工中預應力技術的有效運用

肖毅

（四川鐵科建設監理有限公司四川成都610031）

路橋施工中大量采用混凝土以及鋼結構，使得在施工中結構各部件之間存在有多種多樣的內部應力，為了消除結構部件間的內應力，提高結構穩定性能，保證路橋施工質量，因此需要在施工中對結構部件施加一個巨大的壓力以消除結構件內部應力，并存留部分壓應力以抵消使用服務中受到的較大拉應力帶來的對結構部件應力平衡的破壞，即預應力技術。該技術在路橋施工中的應用已經相當廣泛并極為成熟。

路橋施工；預應力；技術；施工質量

我國國民經濟的快速發展使得城際、地區之間的交流和聯系越來越緊密，在這一過程中催生了大量的路橋施工建設項目。然而，在路橋施工中，由于大量采用混凝土以及鋼結構部件，使得建設設施各部件之間在連接點存在有巨大的應力或結構徐變，特別是在混凝土與鋼結構的銜接處，巨大的內部應力使得建筑結構應力平衡無法得到有效的保障，而且，在實際服務使用過程中在外加載荷的作用下會導致結構局部形變，從而影響整體建筑施工結構的受力穩定性，最終造成路橋設施結構穩定性受到破壞，并且在外觀上呈現出明顯的裂縫、開裂等現象，極大地縮短了路橋設施的服務壽命。

1　預應力施工技術

預應力施工技術指的是在土建項目建設施工中對采用的工程鋼結構構件和混凝土結構構件之間施加一定的預應力以提高構件的剛度，特別是受拉模塊中的鋼筋，從而使得其結構之間的咬合效果更為強烈，而且構件在預應力的作用下會使得其施工中在內部產生和積累的內部應力得到抵消，從而極大地提高了構件之間的結構穩定性，增強了建筑整體結構在外加載荷作用下的內部結構力學穩定性，從而提高構件的剛度、推遲構件出現裂縫的時間、增加了結構的耐久性，最終延長了建筑構件的服務使用壽命。

如在鋼結構施工中，由于大量鋼結構的使用使得各結構部件在焊接以及扣件連接時存在有較大的內部應力，且該內部應力沿構件延展方向累計，最終造成鋼結構整體的內部應力平衡受到破壞，極大地影響了鋼結構建筑設施在使用中受外加載荷的受力穩定性，導致其服務壽命大幅縮短。因此，在施工中常在焊接及扣件連接好之后對鋼結構施加一個較大的壓應力，以抵消掉結構內部存在并累計的內應力，從而改善其結構力學性能。

又如在受彎構件的荷載加上去之前給構件施加預應力，使得構件產生一個和與荷載作用產生的相反的變形，如此便抵消掉荷載對構件產生的變形形變效應，從而減緩了扣件開裂的時間和頻次，提高了其使用壽命和服務質量。

2　預應力施工技術在路橋施工中的應用

路橋施工中，由于大量使用鋼結構和混凝土構件，使得其構件各部分之間存在有較大的內應力，造成構件咬合緊密度不夠的缺點，而且，路橋施工中常在外界高強度載荷的壓力下導致其結構產生形變，特別對于大跨徑橋梁施工中，其鋼結構在橋體承擔大載荷的條件下會產生應力徐變，如此便導致了其結構內部受力穩定性的破壞，從而導致其結構在服務中產生裂縫、開裂現象，影響使用質量。

因此，在路橋施工中，常利用預應力技術來消除結構內部存在累計的應力，并且給結構構件構筑一個相當量的與外加載荷相反方向的應力，如此便使得建筑構件在外加載荷作用下依然可以保持結構系統的受力穩定性。在路橋施工中預應力技術施工一般集中在路橋橋面混凝土施工、加固構件施工以及受彎結構施工方面。

2.1路橋橋面混凝土施工

對于路橋橋面混凝土施工，由于使用服務過程中，路面需要直接承擔車輛附加的較大載荷，而車輛行進時受載路面較大壓應力導致發生局部形變，由此路面內部混凝土組織與周邊混凝土組織發生產生較大的拉應力，在拉應力作用過多、過強的條件下極容易使得橋路面產生開裂和龜裂，其實質是內部混凝土結構穩定性的破壞。因此，在對路橋橋面施工過程中，需要路面混凝土敷設作業時對混凝土預先施加一個較大的壓應力以保持混凝土的內部應力在與外加載荷的作用下產生的拉應力的作用中相互抵消或盡量減少拉應力的大小，從而保證了混凝土路面的結構之間的穩定性。

在運用預應力技術施工的路橋橋面混凝土施工中，常采用預應力結構混凝土張拉技術，即在模板支護后進行的混凝土澆筑作業時，進行張拉應力施工，在有效控制混凝土結構強度和彈性模量的基礎上控制混凝土的增長速度，從而增強混凝土結構的強度。而在實際施工中需要特別注意對早期混凝土澆筑的強度進行測試，否則其強度過低的狀況下進行的預應力施工則會由于施加的預應力過大的緣故而導致混凝土內部結構發生局部固結錯位或內部應力塌陷等問題，從而造成巨大的施工質量隱患。

2.2加固構件施工

路橋建設中常需要大量鋼筋結構作為路橋設施的加固構件。一般在進行路橋加固作業時，采用改變結構體系、降低恒載等技術，然而，在經過橋面補強、粘貼鋼板、增加橫向聯系加固之后應該對加固的構件進行預應力施工，這是主要由于在加固構件使用中，常常在路橋巨大拉伸的作用下導致加固構件之間或者加固構件內部存在有加大的拉應力，因此，需要在加固構件施工時沿軸線方向向內施加一個較大的壓應力，并使之累計在構件內部，從而保證在結構拉伸過程中不會因外加拉應力較大而結構斷裂。而在大跨度橋體的加固作業中，由于跨徑過大，需要對梁的彎矩區運用粘貼碳纖維來進行加固，但在加固材料使用過多的情況下會產生結構自重大幅增加從而影響建筑結構整體受力平衡的問題，這就需要在實際使用中對梁受力正截面和受力斜截面等多個方向施加不同大小的預應力，從而提高梁自身的抗拉性能，從而達到加固橋體而不大幅增加橋體自重的目的。

2.3受彎結構施工

受彎結構施工在路橋施工中是極為普遍的，尤其在大跨徑橋梁的項目建設中，常會用到各種鋼筋結構來做受彎接頭或支撐，而在受彎結構中運用預應力技術進行的施工一方面可以保證受彎結構在外界載荷作用時的內部應力受力穩定性，另一方面由于內部應力的存在可以在保證建筑結構剛性和強度的條件下節省建筑材料。

3　預應力技術在路橋施工中的優勢

由于預應力技術施工在路橋施工中能夠最大程度的保證路橋設施本體的內部構件荷載應力穩定性，因此在當前的路橋施工中得到了極為廣泛的應用。綜合國內外路橋施工建設項目的實際施工情況來看，預應力技術在路橋施工中的應用存在著以下幾方面的優勢：

3.1提高路橋施工的施工質量

在運用預應力技術進行的路橋施工中，由于預加的應力載荷作用，使得建筑結構內部構件之間存在有一定的壓應力，從而使得其在實際使用過程中承受荷載條件下所受到的拉應力得到一定的消除和減弱，從而極大程度地避免了構件之間結構受力穩定性遭受破壞的可能性，極大地降低了路橋設施各部件之間出現裂縫和內部應力破壞的風險，提高了路橋施工的施工質量。

與此同時，運用預應力技術進行的路橋施工可以節省大量的建筑加固材料，使得橋體的自重大幅降低，從而最大幅度的避免了由于橋體自重而產生的較大的內部應力負載，提高了使用服務壽命。

3.2有效降低了路橋施工成本

在運用預應力技術進行的路橋施工中，由于大量減少了橋梁加固材料，使得建筑施工成本大幅降低。除此之外，由于預應力技術的使用，使得路橋設施能夠在高負載的條件下正常穩定長時間運行，并且可以避免低負載長時間周期變化而帶來的橋體構件裂縫的出現概率，從而極大地節省了路橋設施日常維護保養費用。

3.3使得路橋設施外觀更加美觀

在節省了大量橋梁體加固構件之后，路橋設施在外觀上會顯得更加的簡潔、美觀和大方。而且，在以后的日常維護與保養中，由于不再需要大量的附加加固措施，使得建筑設施整體流線較為勻稱。

4　結語

然而，不得不提出的是，雖然預應力技術在路橋施工中存在有諸多的優勢，但不正確的施工工藝卻不僅不能提高路橋施工工程質量，反而會大幅降低工程施工的質量。如在路橋施工中，基樁和扣件的連接中，由于混凝土結構固化時間較長而且固化過程中所需的維護和保養條件較為苛刻，因此，在施加預應力時如果時間過早而混凝土尚未完全固結形成硬化結構，則巨大的壓應力可能會導致混凝土內部出現大面積的應力塌陷造成局部錯位、內部裂縫等；而施加預應力時間如果過晚則可能在混凝土已經成型的基礎上對施加的預應力存在有一定的疲勞排斥，最終使得預應力施工質量不到位。因此，在進行預應力技術的施工作業時，對混凝土和鋼結構的剛度和強度進行即時的檢測是極為重要和必要的。

[1]史智勇，趙永紅，劉云平.淺析路橋施工中預應力技術的應用[J].中國水運（下半月），2013（09）.

[2]張楊.路橋施工中預應力技術的應用[J].江西建材，2015（05）.

[3]錄高偉.基于路橋施工的預應力技術運用探析[J].企業技術開發，2014（21）.

[4]蔣仁軍.試論路橋施工中的預應力技術應用[J].現代裝飾（理論），2014（02）.

[5]成揚.公路橋梁施工中預應力技術探討[J].內蒙古公路與運輸，2011（06）.

[6]馮大斌.《建筑業10項新技術》（2010版）之高效鋼筋及預應力技術[J].施工技術，2011（05）.

U41

A

1673-0038（2015）12-0229-02

2015-3-8