談預應力混凝土技術在路橋工程中的應用

張 孝 忠

(山西省呂梁公路分局孝義公路管理段,山西 孝義 032300)

0 引言

國家基礎設施作為直接影響國際民生的項目，近年來越來越引起國家領導人和相關部門的重視，并不斷擴展規劃、加大投資力度。在目前的路橋施工建設中，預應力混凝土技術得到了越來越廣泛的應用。該技術較強的抗裂性能、較強的剛度、強度以及較好的耐久性在很大程度上降低了應力的損失，延長了設施的使用壽命。

1 預應力混凝土技術簡介

為了彌補混凝土過早出現裂縫的現象，在構件使用(加載)以前，預先給混凝土一個預壓力，即在混凝土的受拉區內，用人工加力的方法，將鋼筋進行張拉，利用鋼筋的回縮力，使混凝土受拉區預先受壓力。這種儲存下來的預加壓力，當構件承受由外荷載產生拉力時，首先抵消受拉區混凝土中的預壓力，然后隨荷載增加，才使混凝土受拉，這就限制了混凝土的伸長，延緩或不使裂縫出現，這就叫做預應力混凝土。

2 預應力混凝土技術在路橋施工中的優缺點

2.1 預應力混凝土技術的優點

2.1.1較強的抗裂性能

與普通的鋼筋混凝土相比，預應力混凝土構件由于在承受外來載荷之前，其受拉區就已經存在了預壓應力，所以，有外荷作用的時候首先是抵消預壓應力，然后才是應對外荷應力，逐漸由受壓轉變為受拉狀態，因而在很大程度上就增強了構件的耐拉性能，增強構件的抗裂性，延長構件的使用壽命。這種技術極其符合路橋建設的要求，提高路橋設施的質量，保障設施的使用年限。

2.1.2較強的剛度、強度

由于預應力混凝土有著較好的抗裂性能，因此該技術的構件在工作的時候也有著相對較大的彈性，因此與傳統的鋼筋混凝土相比將會不易變形，也就是其剛度也會相應的增加。除此之外，預應力混凝土技術可以在構件進行施加預壓力的時候也會相應的減少構件的撓度，使其不易變形。再者，與普通鋼筋混凝土技術相比，預應力混凝土技術在對其構件中的鋼筋被預拉，從而加強了鋼筋的耐拉性能，可以有效地利用高強度的鋼筋，以減少對鋼筋截面面積的需求。這就要求用高強度的混凝土搭配高強度的鋼筋，達到最佳的效用。

2.1.3能夠提高整體結構的抗剪性能

在預應力混凝土結構中，其縱向的預應力錨固能夠起到一定的類似作用，這樣能夠避免結構出現斜向裂縫和變形現象，因此該技術結構對工程整體結構能夠起到良好抗剪作用。

2.2 預應力混凝土技術的缺點

雖然預應力混凝土具有很多的優點，但在具體應用過程中也存在一定的局限性。主要表現在以下幾個方面：

1)施工工序比較多，并且對施工技術要求較高。因此提高了該技術的使用門檻，建設單位需要配備專業的高技能人才。

2)該技術的實際應用需要有專門的配套設備，如張拉設備，錨夾具等等。

3)該技術的應用需要投入較高的設備和人工成本，相對于大部分普通鋼筋混凝土構件就可以達成的施工來說，該技術的造價太高。

3 路橋工程中預應力混凝土技術的有效應用

3.1 路橋工程施工過程中預應力混凝土結構的設計

在路橋工程中應用預應力混凝土技術，預應力混凝土結構的設計則是整個施工過程的第一步，也是最為關鍵的一步。必須根據路橋工程項目的實際需求和相關標準進行設計，并從全局的角度出發，考慮項目整體結構對預應力混凝土結構的承載作用以及整體的實際功能。

3.2 預應力技術在路面中的應用

在當前的形勢下，混凝土連續梁和混凝土路面在路橋施工過程中用的最為普遍。然而在路面和連續梁的鋼筋混凝土中引用預應力技術，則可以利用預應力構件材料有效改善路橋的質量，減少裂縫的出現和擴大，這就充分彰顯出預應力混凝土的優勢。

3.3 預應力技術在受彎構件中的應用

在預應力技術得到不斷發展的同時，也應用了一些新興的材料，比如碳纖維等。使用碳纖維可以增加構件的強度，有利于施工的順利進行。在對路橋中受彎構件進行加固時，通過對碳纖維材料進行預應力處理，一旦受彎構件受到損壞，就可以增強碳纖維材料的應力和強度，使得碳纖維材料在路橋工程中發揮更大的作用。

4 路橋工程施工中預應力混凝土技術應用的管理重點

預應力混凝土技術雖然具有很多的優點，但是目前在路橋工程實際工作中仍然存在一些問題，以致不能充分發揮預應力混凝土技術的主要作用。比如：1)張拉前裂縫，當構件中產生較大的溫差時，在張拉前就會產生構件裂縫問題，這在實際工作很是常見。這將直接影響路橋工程的質量。2)堵塞，主要表現在波紋管堵塞和孔道堵塞。在波紋管產生堵塞的關鍵時期，由于工作人員的操作不當，造成彎頭松動或是波紋管彎折，導致淤泥進入并造成波紋管堵塞，這將嚴重影響工程的進度。另外，如果內芯在水泥未凝固之前抽出，就很容易造成孔道堵塞，致使水泥不能順利通過預應力鋼筋，影響工程質量。

基于上述路橋工程施工過程中存在的問題，筆者認為，在今后路橋施工中有效應用預應力混凝土技術時，可以通過以下措施予以解決。

4.1 解決堵塞和裂縫問題的措施

為了切實減少和杜絕堵塞和裂縫的問題，首先在出現堵塞和裂縫之前，工作人員必須嚴格按照相關標準和操作規范進行作業，精準把握每一操作步驟的程度和時間，避免構件內產生加大溫差，以提前降低出現裂縫和堵塞的可能性。另外，如果一旦管道發生堵塞，工作人員則要馬上在管道外側進行位置的標注。同時在開孔過程中切忌用力過大，一定要緩慢進行，徹底消除堵塞物。

4.2 提高張拉工藝施工質量的措施

張拉工藝對工作人員的要求較高，因此在新的張拉工藝開始實施之前，一定要對操作人員進行專業的培訓，使其掌握先進工藝和操作流程，并經過嚴格的考核后方可上崗。此外，要加強對施工人員施工過程的管理，保證其能夠嚴格按照操作規范和流程就行，提前做好防備。

同時，在進行張拉施工的過程中，要展開動態監督，及時發現施工過程存在的問題，并予以糾正。另外，用于張拉作業的主要設備比如錨具、夾具等一定要派專人妥善保管，并定期保養和維護，保證設備的性能，從而保證工程質量。最后，在實際的張拉工作中，一旦設備中存在較強的異響，無論什么情況，都必須立即停止作業，對設備進行檢查，問題消除后方可復工。

最后，為確保路橋工程中預應力混凝土結構的質量，除了對主要的施工工藝和施工環節進行把控外，還需要嚴格把握材料的質量。材料的選購和驗收都要達到工程質量的要求。對已經進入施工現場的材料要進行妥善保管，避免預應力混凝土結構受潮以及鋼筋受潮生銹的現象，為確保路橋工程的質量奠定良好的基礎。

5 結語

預應力混凝土技術在我國路橋工程建設中有著重要的作用和意義。為確保預應力混凝土的質量，就一定要對操作人員進行專業培訓和嚴格考核，加強人員的安全意識和質量意識，嚴格按照操作規范和流程標準進行作業，從而從源頭上杜絕裂縫和堵塞現象的發生，提高張拉工藝的施工質量；另外還要加強對主要材料的質量控制和儲存，為提高路橋質量提供良好的保障，進一步確保預應力混凝土技術在我國的路橋工程建設中發揮更大的作用。

[1] 原文強.路橋施工中預應力技術工藝應用分析[J].城市建設理論研究(電子版)，2012(3):89-90.

[2] 金龍云,李浩銘.淺析路橋施工中預應力技術的應用[J].科技傳播,2011(8):5-7.

[3] 彭 蓮.對于路橋施工中預應力技術應用的探討[J].中國科技縱橫,2011(8):202-203.