預應力在橋梁中的使用

蔣文濤

[摘 要]橋梁的預應力技術是我國橋梁技術充分發展的良好表現，在施工的過程中我們更加要對整體的設施進行不斷的總結與創新，對需要使用的新型材料進行實際性的基本測試，從而更好地確保材料的使用剛度完全在掌握之中，只有這樣，我們才能更好地將這種橋梁的預應力工程施工技術進行完美使用，本文主要分析公路橋梁施工中預應力技術的應用，以達到預應力工程施工的順利實施。

[關鍵詞]預應力技術 公路橋梁 施工 應用

中圖分類號：U445.72 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）25-0201-01

作為一項專門的公路橋梁施工技術，在各個方面和建筑工程中大力推廣預應力技術，特別是對當前新時期提升公路橋梁的安全性和穩定性，以及提升公路橋梁的整體壽命有著巨大的作用。此外預應力混凝土具有強度高、剛度高以及抗裂性強等多種優點，因此在施工的過程中應用預應力技術可以促進和提升公路橋梁的經濟效益和社會效益。

一、 預應力施工技術的特點

預應力技術特點。一是能在結構使用期內檢測、維護和更換；二是在預應力技術中，預應力筋是與混凝土截面是分離開來的， 這在很大程度上使各自的施工更方方便，質量更有保證。三是束形簡單，摩阻損失小。體外預應力技術具有以上特點， 而在橋梁加固中得到廣泛的應用。

二、 預應力技術應用的加固性能闡述

1、預應力是指對布置于承載橋梁結構本體之外的鋼束張拉而產生預應力。設計時僅把鋼束錨固區域設置在橋梁結構本體內，轉向塊可設在橋梁結構體內或體外。預應力體系由管道、漿體、錨固體系和轉向塊等部件組成。預應力體系分為有粘結體外預應力體系和無粘結體外預應力體系。有粘結預應力體系是將鋼鉸線穿入孔道內張拉后，向孔道管內灌入水泥漿。無粘結預應力體系的體外預應力筋由若干單根無粘結筋組成，將單根無粘結筋平行穿入管內，張拉之前，先完成灌漿工藝，由水泥漿體將單根無粘結筋定位，張拉后不灌入水泥漿。根據受力特點，分為施加預應力階段和活載作用兩個階段進行受力分析。

2、預應力的加固法的原理在于在橋梁下緣的受拉區域增設預應力材料，在張拉的作用下使橋梁產生預應力，在這一預應力的作用下，梁體會產生上拱效應，抵消了橋梁的部分自重應力，降低殼體結構變形速度以及裂縫的寬度，改變結構受力系統，由此很大程度上將橋梁結構的承載能力提高。當對加固工程流程進行合理安排后，這一方法的最大優勢在于能在最大程度上降低對橋面交通的影響，在條件允許時甚至可以在施工過程中有限地開放交通運行，所以這一方法是使用最廣泛的加固方法之一。在橋梁加固過程中，對預應力鋼束的分布圖要滿足足夠的應力要求，對這部分設計時應對各種存在的因素進行應力分析，得出各截面的應力數據，檢查下各個截面的應力數據能否滿足截面的應力需求，如不能滿足要求，要進行反復的嘗試來改善截面的應力，當各個截面的應力都滿足應力要求時即可以設計出鋼束應力圖。

三、預應力技術在公路橋梁施工中的應用

1、在混凝土路面中的應用。預應力技術不斷成熟與使用的日益廣泛使研究人員將之引人到了混凝土橋面施工中， 如在基本的理論工作中，研究人員先對橋梁承受的交通荷載、溫度及濕度變化給橋面造成的翹曲約束、收縮時造成的板底摩擦約束等因素進行細致分析與深入研究， 在此之上進行混凝土橋面施工中縱向預應力的合理施加， 使橋面橫向收縮開裂現象得到有效遏制。

2、受彎構件。通常預應力在公路橋梁施工中發揮的重要作用就是改變和提升混凝土的受彎以及受拉性能，因為混凝土不具備強力的受拉以及受彎性能，而在受彎構件中采用預應力技術能夠極大地改善這些缺點，能夠最大程度地發揮出受壓性能的優勢，改變當前工程施工過程中抗拉和抗彎性能上的不足。

3、多跨連續梁。首先，對施工中模板的安裝情況進行有效的控制。模板安裝作為施工中最重要的環節之一，其不僅涉及到難度系數較高的鋼筋和預應管道的埋設，更會影響著整個工程的施工連續性和質量。正式施工之前，應細致檢查模板的表面，避免凹凸、粗糙或具有殘余粘漿等情況，一旦發現應立即修補；順利安裝內模后，應仔細檢查其中的部位，保證其尺寸符合要求；拆除模板的側模與端模時，應實時檢測混凝土芯部與表層、箱內的溫度差，并將其控制在15℃以內。其次，對混凝土的施工質量進行嚴格的控制。對于混凝土攪拌站而言，應盡量提高混凝土的儲備量，以提高施工過程中的材料連續供應力；混凝土投入使用時，應盡最大可能的采用熱水拌制，而非冰水，不僅因為冰水拌制的操作過程非常繁雜、困難，更會影響混凝土的檢測結果；混凝土的澆注，應避免溫度較高的時期，以杜絕因施工問題而產生裂紋。

4、加固工程

（1）體外預應力加固的適用條件。第一適用于正截面受彎承載力不足或正截面受拉區鋼筋銹蝕的情況；第二適用于梁抗彎剛度不足導致梁的撓度超過規范規定， 或由于剛度太小導致梁的受拉區裂縫寬度超過規范規定的情況；第三適用于梁斜截面受剪承載力不足的情況。

（2）預應力技術加固方法。在橋梁施工中， 多采用體外預應力技術。體外預應力是指對布置于承載橋梁結構本體之外的鋼束張拉而產生預應力。設計時僅把鋼束錨固區域設置在橋梁結構本體內，轉向塊可設在橋梁結構體內或體外。體外預應力體系由管道、漿體、錨固體系和轉向塊等部件組成。體外預應力體系分為有粘結體外預應力體系和無粘結體外預應力體系。有粘結預應力體系是將鋼鉸線穿入孔道內張拉后，向孔道管內灌入水泥漿。無粘結預應力體系的體外預應力筋由若干單根無粘結筋組成，將單根無粘結筋平行穿入管內，張拉之前，先完成灌漿工藝，由水泥漿體將單根無粘結筋定位， 張拉后不灌入水泥漿。根據受力特點，分為施加預應力階段和活載作用兩個階段進行受力分析。

5、 在鋼筋混凝土構件中的應用。

傳統的公路橋梁工程中經常會發生混凝土開裂的現象，而此種問題不僅會影響美觀以及對力學性能產生巨大的影響，而且會讓混凝土的抗滲性能變得非常差，極其容易遭受到水的破壞和腐蝕，不斷對混凝土工程的質量、強度以及使用壽命造成影響。而如果我們在混凝土結構中使用預應力技術就能夠很好地解決上述問題，對預防混凝土早期發生裂縫的情況具有特別好的效果。橋梁結構內部的受力非常復雜，各個部分的構件在其特殊部位不僅會受到壓應力作用，而且會遭受到拉應力和剪應力的互相作用，因此在公路橋梁施工中對構件的要求非常高。對鋼筋混凝土中的構件應用預應力技術，能夠極大地減小混凝土構件拉應力作用，進而使得混凝土結構構件能夠得到一定程度的保護，拉應力只要是在一個科學合適的范圍內就能夠確保混凝土在使用的過程中不會因車輛的通過而產生裂縫。

四、 結束語

在科學技術水平不斷提高的今天， 我們應加大對橋梁施工技術的研究力度， 從而加快對我國舊橋的加固改造研究， 對提高我國的交通運輸能力具有極其重要的作用， 同時也能在很大程度上促進我國國民經濟快速發展。

參考文獻：

[1]林云.橋梁預應力工程加固施工技術[J].城市建設理論研究（電子版），2015（8）.

[2]毛金龍.淺談橋梁預應力真空壓漿施工技術[J].科技創業家，2015（2）.

[3]馬銀.關于公路橋梁施工管理的思考[J].科技傳播，2015（16）：122-123.