淺談路橋施工中預應力技術的應用

廣東廣排市政設施管理有限公司 / 陳旭

預應力技術從上個世紀50年代就開始應用于我國的建筑行業，建國初期，受制于材料的短缺，在建筑結構中出現了很多難題。通過預應力技術的應用，極大的緩解了建國初期我國面臨的材料短缺的難題。經過幾十年的發展，預應力技術的應用程度不斷加深,應用范圍不斷擴大,在加固路橋、提高大型構件穩定性能、提高混凝土路面的耐久性和使用壽命等方面均有應用。盡管預應力技術在我國的道路橋梁建設中取得了重大的成就，其存在的問題也很普遍，因此大力發展、研究并且改進預應力技術，讓預應力技術更好地服務我國的現代的建設，是我們應當不懈努力的方向。

1.預應力技術的特點及其應用優勢

1.1 提高結構的穩定性和耐久性

道路和橋梁的整體壽命往往取決于其“薄弱環節”，如容易開裂的混凝土路面，混凝土在拉力過大的時候，很容易出現開裂的情況。通過預應力技術的應用，在構件收到外部荷載之前，提前施加與外部荷載相反作用的預應力，使得施加的預應力可以抵消一部分外部荷載作用，有效的降低了構件實際受到的最大應力，增強了構件的穩定性和耐久性，延遲了混凝土開裂的時間。

1.2 增強構件的剛強度

使用預應力技術可以強化構件本身的剛強度，采用了預應力技術的鋼筋混凝土對比一般的鋼筋混凝土，可以承受更大的荷載，抗疲勞的能力更強。因此采用預應力技術可以減少對建筑材料的使用，比如采用了預應力技術的橋梁可以降低橋梁截面的設計高度，橋梁的自重得以減輕，有利于道路與橋梁的實際服務功能的實現。

2.預應力技術在道路橋梁建設中的具體應用

2.1 受彎構件中的應用

受彎構件在道路與橋梁的施工中應用很廣泛，它的質量直接關系到道路與橋梁的質量性能和使用壽命。道路與橋梁中的受彎構件主要為碳纖維受彎構件，具有強度高且容易施工的特點。當受彎構件受到的應力過大時，碳纖維材料容易出現破損，影響碳纖維的實際作用發揮。因此，為了保證受彎構件的質量，添加碳纖維材料時，應當施加適當的預應力，避免碳纖維材料在應力過大時被破壞，保證受彎構件的可靠性。

2.2 道路橋梁加固施工中的應用

我國經濟發展快速，遠遠超過一些橋梁在設計初期所預計的交通量，再加上早期橋梁的老化，一些早期的橋梁已無法滿足當前交通量的需求，安全性也得不到保障。通過加固來提高橋梁的載荷能力、延長其使用壽命是預應力技術在道路橋梁中的另一大應用。預應力技術在道路橋梁加固施工中一般采取設置補強層、擴大結構截面、改變結構受力體系等方式來提高橋梁的載荷能力。

2.3 道路橋梁多跨連續梁施工中的應用

多跨連續梁在我國的道路橋梁中的應用越來越廣泛，其特點是跨中受到正彎矩的作用，支座上受到負彎矩的作用。因此，多跨連續梁的抗剪、抗彎能力比較低。常常需要對多跨連續梁應用預應力技術進行加固才能達到其使用性能要求。一般在橋梁跨中采取粘貼碳纖維的方法進行加固，加固效果好且加固成本低。

2.4 混凝土路面施工中的應用

混凝土路面裂縫是道路損害的常見形式，路面裂縫嚴重影響道路的使用性能和使用壽命。在混凝土路面應用預應力技術時，應該分析可能產生各種裂縫的原因，預估混凝土路面將受到應力的大小，通過在合理的位置設置預應力鋼筋一定程度抵消混凝土路面受到的各種復雜應力，實現混凝土路面后期運行時的張拉力平衡。

圖1 波紋管

3.預應力技術在道路橋梁建設中的應用中存在的問題

3.1 波紋管孔道漏漿、堵塞

波紋管制作簡單、操作簡易、預應力鋼筋張拉時受到的阻力較小，在預應力技術中應用比較廣泛，如圖1所示，是預應力技術在道路橋梁建設應用中的重要的工具。波紋管需要承受張拉預應力鋼筋時的作用力，對其本身的強度、剛度有一定要求。波紋管在預應力施工中出現變形甚至損壞，后期混凝土澆筑時就會出現孔道漏漿、堵塞的情況，影響工程質量，也會造成安全隱患。市場上一些波紋管質量較差、厚度不均，在施工前應當對波紋管進行質量檢查，避免后面施工出現波紋管破裂的情況發生。

3.2 預應力筋束斷絲、滑絲

預應力技術依靠對預應力筋束的張拉來施加預應力,如圖2所示，因此，對于預應力筋束的張拉施工質量要求比較高，出現斷絲或者滑絲是非常嚴重的施工問題。一般來說導致出現預應力筋束斷絲、滑絲主要有三大原因：（1）預應力筋束保護不當，在環境中出現了腐蝕、生銹。或者有水泥、油污覆蓋在了預應力筋束的表面影響了張拉；（2）預應力筋束本身質量沒有問題，但是與其一起工作使用的工作夾片出現了生銹、油污、受損等問題；（3）千斤頂的應用不當導致了預應力筋束受力不均，部分鋼筋受到的拉力過大導致了斷絲情況的發生。

圖2 預應力筋束

3.3 后張預應力結構張拉控制不準確

施加預應力的大小是根據需求計算得來，預應力筋束的材料也是為了滿足需求購置的，預應力結構張拉不到位不能滿足需求，過度張拉不僅可能導致斷絲，也會影響預應力技術真正發揮作用。因此，預應力結構的張拉控制應該嚴謹?，F實施工中，很多施工技術人員沒有進行相應的培訓，盲目張拉，對于油壓的控制，鋼筋束伸張值得計算沒有很清晰的概念，不少預應力鋼筋束的張拉力不符合要求，嚴重影響建筑結構的穩定性。

4.結束語

預應力技術在國內道路與橋梁的建設中取得的成績是有目共睹地，但是實際應用過程中一些施工單位經常忽視預應力施工時的質量控制，材料質量不佳，張拉過程不規范、不嚴謹等問題，嚴重影響了道路橋梁結構的施工質量。預應力技術的應用應該交給素質高，受過專業培訓的優秀施工團隊完成，相關施工規范應該進一步完善，以發揮預應力技術的最大化應用。