預應力技術在橋梁工程中應用的要點分析

劉超豪　劉偉偉

（貴州省交通規劃勘察設計研究院股份有限公司　貴州貴陽　550001）

前言

預應力技術能夠簡化橋梁結構，縮短施工周期，進而保證橋梁質量。是當前橋梁施工與設計環節中的重點工作，也是最新工藝。預應力技術能夠在橋梁實際承載受力前，對其施加壓力，使得混凝土產生一定壓應力，進而減小或抵消外荷載狀態下的拉應力。能夠減少橋梁出現裂縫的可能，提升橋梁質量。

1　預應力技術在橋梁施工中的價值

隨著國家對基礎建設加大關注以來，我國橋梁工程便大量出現，且其中施工質量也成為了重點。在我國預應力技術不斷成熟的過程中，其對我國公路橋梁施工也發揮著重要的作用，發揮較大價值。預應力技術相比其他施工技術而言較為簡便，且施工周期短，效果顯著。預應力技術在我國出現時間相對而言較短，但其成果卻較為顯著。①預應力技術應用范圍比較廣泛，不僅能夠用于橋梁施工，在眾多邊坡固定等小工程中均能夠利用該技術。②預應力技術的使用能夠大大提升工程質量，并節省材料的使用，降低工程成本。③該技術在橋梁施工中能夠提高橋梁抗震與抗滲能力，減少裂縫出現幾率[1]。

2　概述預應力技術

預應力技術能夠改善橋梁承壓結構，并在施工期間對結構進行預先施加應壓力。其能夠在一定程度減少甚至抵消外來荷載所帶來的拉應力，進而減少對結構破壞程度。通常，預應力技術與混凝土結構相結合，并在混凝土承受荷載之前便對結構施加壓力，進而減少在受到外荷載時所帶來的壓應力，使得橋梁產生裂縫的時間較晚甚至不產生裂縫。

在工程結構件受到壓力前，對即將承受荷載的鋼筋施加預應力，能夠提升構件剛度，增強其耐久性。而對于機械結構而言，預先施加應壓力能夠提升其本身的剛性，進而減少震動所產生的變形，并改善受拉部分的彈性，使得其鋼性更加強韌。這種現象類似于給還未裝水的木桶套上鐵箍或其他裝置，進而給木桶壁產生向內的壓應力，當所施加的壓應力超過木桶本身能夠承受的拉應力時，由于受到環向的壓應力控制，便不會發生開裂漏水的可能。因此，在未受到荷載的橋梁構件中施加預應力，便會產生于荷載發生變形的方向相反的力，進而減少其變形的可能。為使得構件能夠沿著作用的方向產生變化，因此需要提前將與荷載相反的變形抵消，進而使得構件朝向荷載方向發生變化。

3　預應力技術在橋梁施工環節中的要點分析

3.1　預應力技術在道路橋梁中使用原因

道路橋梁工程中重要的環節便是混凝土施工，預應力技術能夠在混凝土未受到荷載之前便對其施加壓力，進而減少外荷載作用對混凝土產生的壓應力，并在一定程度上減少或消除外荷載產生的拉應力。使得結構在正常使用期間不受損傷，或損傷程度較輕。提升橋梁修建質量，并提升用戶使用體驗。

3.2　預應力技術施工過程中的質量控制

3.2.1鋼絞線的選擇

橋梁施工技術前需要對設計圖紙、施工環節、修建重點難點等方面做到充分了解，以及項目資金、橋梁結構、橋梁修建面積等。其次，對橋梁整體信息進行分析，根據施工修建中的設計圖紙以及規劃方案選擇鋼絞線，在選擇過程中需要滿足美觀、質量達標、經濟實用等原則，并能夠突出橋梁基本特點。根據現代橋梁在使用預應力技術修建的過程中，可以看出低松弛鋼絞線具有一定優勢，其能夠減少成本的投入，并具有應用范圍廣的基本優勢。同時，在選擇鋼絞線的過程中，需要對橋梁基本數據進行分析，綜合評價其幾何參數、松弛率等各方面性能，并對規格、尺寸等提出標準化數據[2]。

3.2.2預應力錨具的選擇

在使用預應力技術修建橋梁的過程中，錨具也是需要慎重考慮的因素之一。在選擇過程中需要對摩阻錨具以及機械錨具加以關注，根據其不同的使用規則相應考慮。筆者通過多年實踐經驗可得，摩阻錨具操作更加簡便，且使用效率較高。但月有盈缺，摩阻錨具仍舊存在不足之處。如連接比較繁瑣，其損失較大，連接耗時較高等等。因此在選擇時需要根據實際施工情況合理選擇，提升工作效率。

3.2.3預應力效應的分析

對于橋梁施工過程而言，無論橋梁修建面積的大小，均需要對其詳細情況以及預應力效應進行分析后，再開始工程的修建。首先，對預應力所產生的不同信息與數據進行假設布置，根據其中可能出現的異常情況予以解決。根據假設布局后所產生的結果進行分析，充分考慮該種修建方案能否滿足實際需求，是否能夠減少橋梁承受的外荷載力。在假設布局過程中所產生的問題需要及時解決，并制定出應急預案，進而避免所帶來的經濟損失。

3.2.4關注混凝土施工環節

現如今，大部分建筑施工環節均需要注重混凝土施工，由于混凝土施工環節會受到各種外界因素的干擾，發生裂縫、離析等惡性現象，因此在橋梁施工中的問題仍舊較為突出，需要多加關注。僅憑預應力技術當前還無法完全消除橋梁施工中的裂縫問題，其與混凝土質量有著密切的關系。其中，混凝土的制作環節較為重要。眾所周知，混凝土是由眾多原材料混合而成，通過不斷的振搗進而形成韌性，提升粘度。由此便能夠得出，其中重要組成部分便是原材料的使用與振搗環節的控制。混凝土原材料主要包括水泥、砂石、水。其中，水泥型號需要根據混凝土的相關要求進而選擇，并保證水泥質量符合國家標準。而砂石的選擇更是重中之重，若泥沙含量較多，混凝土相關要求將達不到國家標準。因此在砂石配比環節中需要合理控制淤泥含量。混凝土所加入的水不可選擇生活廢水、工業廢水，必須為飲用水才能保證混凝土規格符合標準。此外，對于運輸環節的控制。由于混凝土需要專業工具運輸。因此，在運輸前需要對車輛進行檢查，避免其在運輸環節發生故障，保證混凝土質量才能使得預應力技術的價值得以發揮，有效減少裂縫的產生，進而提升橋梁施工質量，降低風險。

3.3　案例

在某市橋梁施工環節中便充分利用了預應力技術，并發揮了顯著效果。該橋梁施工面積為16200m2，柱網尺寸為9m×28m，通過現澆混凝土修建工程結構，混凝土強度為C45。該建筑選用高強度低松弛鋼絞線作為預應力筋，并以連續曲線梁為基本布置方式。強度數據分別為：d=15.25mm、As=141mm2、FPU=1860N/mm2。施工工具包括混凝土灌漿機器、千斤頂、油泵、波紋管等。利用430kg/m3的水泥，以及粒徑在0.5～3cm之間的砂石制作混凝土，并在其中摻入膨脹劑，并選用泵送混凝土進行施工。將制作完成的混凝土利用灌注技術進行澆灌，在振搗環節需要注意，應保證全程振搗，避免發生空鼓現象，且振搗棒不可與金屬波紋管相碰觸，并利用一定規律來回抽動直到大梁混凝土固定。其次，利用鋼絞線進行固定張拉工作，以YL-2、YL-1作為兩端的張拉，YL-3實行梁固定與張拉工作，并同時進行，進而完成預應力技術施工。在日后的使用中，該橋梁即便經過風吹日曬，截止今日未曾產生裂縫。

4　結論

綜上所述，在我國橋梁修建施工環節中，預應力技術將越來越廣泛的使用在其中。在日后的發展中，由于混凝土技術的越加成熟，對預應力技術提供有力保障。而隨著工程的修建，預應力技術也將越加精湛，有力保證橋梁施工質量，提升施工流程的科學性，嚴謹性以及合理性，加快我國城市化進程的腳步。

[1]王亞昕.預應力施工技術在市政橋梁工程中的應用[J].工程技術研究，2018（02）：91～92.

[2]梁溫.芻議預應力技術在公路橋梁工程施工中的應用[J].門窗，2018（01）：234.