論道路與橋梁施工中預應力的應用及存在的問題

張建功

（中交第四公路工程局有限公司，北京 100000）

現階段我國在不斷推進預應力技術的發展，使預應力技術在道路橋梁施工中被大眾所熟知與運用，但目前仍然存在著技術不成熟的問題。因此當該技術在施工建設中應用時，仍然會給建筑施工帶來諸多的安全性問題，必須找出相應的策略進行解決，以促進我國道路與橋梁施工水平的進一步提升。

1 預應力技術概述

1.1 預應力技術應用的原理

道路橋梁在施工過程中有效使用了預應力，其工作原理為：在混凝土施工結構中合理應用預應力技術，保證混凝土內部構建的建立，在預應力逐漸增加的情況下減少外部拉應力，即通過使用混凝土而形成的較高抗壓能力，來補充拉強度方面所存在的不足，從而預防可能出現的混凝土受力影響發生開裂的情況，最終使道路橋梁施工質量達到提升。

1.2 預應力技術應用的重要意義

預應力技術的應用越來越廣泛，不僅在施工結構中發揮作用，而且在結構建筑、山坡建設、頂推施工以及加固修復等施工環節都有著廣泛的應用。和傳統技術相比，預應力技術具有的主要優勢為，使用簡單、結構清晰、施工流程規范、技術可靠等，合理應用預應力技術還能降低材料耗損等情況發生，增加了工程收益，保證道橋工程結構具有抗滲性和抗裂性。近階段，我國交通事業已經進入全新的發展階段，這種情況下預應力的應用更是受到了重視，通過以上對于預應力技術的介紹可以看出，預應力的應用給建筑施工帶來福音，是社會發展的必然趨勢，具有重要的應用價值。道路橋梁施工單位在未來的發展過程中，需要不斷完善預應力技術應用方案，只有這樣才能延長建筑的使用壽命，提升建筑物的承載能力。

為了增加混凝土裂縫及抗滲能力，所以一般使用鋼材與高強度混凝土，預應力技術能很好地解決這類問題，在保證結構質量的情況下逐漸減少材料應用量，達到降低建筑重量和節省材料的目的。通過以上的分析，可以更加清晰地認識到：預應力技術的應用，如果合理、科學的使用的話會有效延長使用年限，對建筑外觀也有一定的優化。

1.2.1 節約資源

道路橋梁施工對于材料選取的要求較高，在選取材料時應該充分了解到道路橋梁施工的局限性及其短板。道路與橋梁建設成果的好壞很大程度上受到材料選取的影響，所以材料的選取是一個非常重要的過程，一定要引起高度重視。因此在選材時要考慮的地方有很多。一些需要注意的方面，不僅在選材時一定要盡量細致，而且前期的了解一定要詳實具體，選材時一定要有專業人士進行指導和選取。材料選取一定要遵守一定的原則，盡量本著節約資源的理念，同時也要做到節約成本及節省時間等。其次一定要本著對環境的破壞最小的原則實行，不要破壞賴以生存的自然環境。這是施工中最需要關注的事情。

1.2.2 保護道路穩定性

在道路橋梁施工建設過程中，由于道路來回過往的車輛較多，這就對道路的堅固性有很嚴格的要求。預應力的技術使用，可以延長道路橋梁的使用壽命，還能在一定程度上減少過往的車輛，尤其是重型車輛對于道路橋梁的影響，由此極大程度地提高了工程的安全系數。這樣就是一舉兩得，既使得人民的安全有所保障，同時又能夠增加道路橋梁的使用時間。這也是節約資源的一個方面，我國最近提出節約資源保護環境的發展戰略，在道路橋梁施工建設過程中合理地運用預應力可以推動我國的建筑行業邁向新的高度。建筑行業中很重要的一點就是安全性必須要得到保障，只有安全有所保障我國的建筑業才能夠不斷發展下去，在施工中安全是老生常談的話題，它也是建筑行業能長久發展的根本。

2 道路橋梁施工中預應力的具體應用

2.1 道路橋梁受彎零件當中的應用

在現在的道路橋梁施工中，一些零件對于受彎的強度有嚴格的要求，所以必須用一些輔助材料進行加固，一般這種情況施工通常會利用碳纖維作為輔助材料。選擇碳纖維作為輔助材料是因為碳纖維自身具有強度較高的特點并且碳纖維制作較為簡單，在對零件進行加固的時候會自身存在一些內力，當零件自身的內力小于碳纖維所存在的應力，那么碳纖維材料就能有效發揮自身的作用，如果零件自身的內力大于碳纖維所存在的應力，那么碳纖維就無法起到加固的作用。所以在道路與橋梁的施工作業之前，會讓專業技術人員提前對混凝土零件的內力進行強度檢測，看是否小于碳纖維的應力，如果發現混凝土零件的內力大于碳纖維所存在的應力，那么就要及時調整碳纖維的強度參數，保證碳纖維能夠起到有效的加固作用。

2.2 道路橋梁施工過程中多個跨越連續性梁的應用

在絕大多數的道路和橋梁的施工過程中，最常見最普遍的零件種類一般是跨越連續性梁（圖1）。在施工過程之中跨越連續性梁當中的混凝土跨越連續性梁是最為常用的一類，混凝土跨越連續性梁能夠極大地提高道路與橋梁的安全性。混凝土跨越連續性梁本身具備兩種彎矩，分別是正向彎矩和負向彎矩，首先，正向彎矩是指在道路與橋梁建設的中間部分，然而整個支座的大部分地方都是負向彎矩，現在大多數的道路與橋梁施工過程中都會應用到一種施工方式叫做分段式施工，通過分段式施工工藝與對稱的施工結構相互結合轉換，能夠讓道路和橋梁的抗剪和抗彎承載力度更強。

圖1 橋梁施工的多跨連續性梁

2.3 在對道路與橋梁加固當中的應用

現在，道路與橋梁施工過程中比較復雜和困難的一項工作就是對道路與橋梁的加固工作。一般來說，在施工過程中會采取提升零件的強度和道路橋梁的結構剛性作為道路橋梁的加固措施。通過這樣的加固措施不僅能夠有加固的效果，而且能夠提升道路橋梁的承重能力。因此，在加固工作中，可以通過兩種方法進行，一是針對外部的預應力進行增強，外部預應力屬于無粘預應力，能夠幫助張拉混凝土截面以外的一些力傳導筋，然后可以讓外部的預應力通過轉向塊的作用傳導到混凝土結構中；第二種方法是更改零件本身的承載參數，通過更改零件自身的承載參數就可以提升相應的拉應力。

3 道路橋梁施工中預應力存在的一些問題

3.1 道路橋梁施工中預應力當中出現裂縫的問題

在實際的道路橋梁施工作業中，一般會出現預應力混凝土在形變中產生裂紋的問題，這種裂縫一般來說很難避免，但是有裂縫的零件中會出現耐久度降低、結構的各類型性能變差等問題。出現這種情況一般是由以下兩種原因導致：一是因為裂縫是非結構型裂縫，非結構型裂縫一般是由于溫差過大、形變過度以及地基不均勻導致的；二是荷載導體零件的承載壓力性能不夠，一般這種原因產生的裂縫是結構性裂縫。

3.2 波紋管出現堵塞問題

波紋管出現堵塞會讓整個道路與橋梁的施工過程出現很多問題，波紋管堵塞會讓牽拉預應力的鋼絞線過長，進而導致與計算的數值有較大的誤差，會給道路施工的所有施工人員帶來極大的困難與阻礙。道路與橋梁的施工單位在施工過程中的不規范操作是導致出現波紋管堵塞的主要原因，這樣會導致套管接頭出現彎曲或者松動，導致波紋管堵塞的另一個原因就是在混凝土澆筑的過程中出現不應有的操作失誤，這樣的失誤會讓波紋管出現破損，出現破損就會導致水泥進入波紋管產生堵塞現象。

3.3 預應力時間過長而出現牽拉工藝的問題

現在，我國大部分建筑施工企業一般會采用牽拉式的工藝進行較大跨度的預應力澆筑，通常牽拉工藝都需要建筑有鋼絞線拉緊時產生的拉力。如果孔道比較長，還需要跨過更多的箱梁橫隔板，但這一操作需要通過反復實驗確定孔道的具體摩擦阻力系數。而且，如果在跨過更多道的箱梁橫隔板的過程中承載壓力的能力達不到規定，那么截面就會出現裂紋，按照國向相關的技術標準，跨度一旦超過30米，預應力的橋梁就要采用牽拉工藝。我國目前絕大多數的道路與橋梁施工作業都是采用的一端牽拉工藝，這種工藝的連接口無法進行對應連接，而且這種工藝需要更長的時間，所以會出現裂紋。

3.4 預應力結構當中張拉力控制的問題

在目前的道路與橋梁具體的施工作業中，預應力的牽拉力的控制關系將會直接影響到道路與橋梁的質量。在具體的牽拉中，道路橋梁一般會用預應力和牽拉力的鋼筋伸長量進行控制。但是在道路橋梁的施工過程中常常會弧線預應力施工的問題，如果一旦道路橋梁的施工油壓到達1.5級，就會產生很大的差距，這樣就會導致預應力在施工的過程中會出現不符合標準的現象。

3.5 在道路橋梁建設過程中工作人員的專業素質不夠高

在道路橋梁施工過程中，需要專業的技術人員予以指導，對重要環節及關鍵環節給予技術支持，這樣才能保證施工質量良好。可是目前很多企業只顧眼前利益，對專業人員的選擇尚未嚴格把關，在施工現場出現敷衍了事的現象。這就會對道路橋梁施工過程造成很多不好的影響，甚至影響我國建筑業的發展。在道路橋梁施工中過低的技術水平作用甚微，因此不能因為節約資金而使用一些沒有經驗與技術的勞動力，這一行為不僅沒有節約資金反而會對社會和自身造成更加惡劣的影響，嚴重的話，所產生的后果將無法用金錢彌補。因此對于工作人員的選取一定要格外注意，要求一定要嚴格。

3.6 在道路橋梁建設過程前期制定的方案不夠優化

對于道路橋梁建設而言，前期策劃以及對方案的優化都是十分重要的。前期設計對于后期結果的影響是很大的，只有具有一個完整的計劃和方案，后期的施工過程才會順利展開。而且設計方案的可行性也是很容易出現問題的一個方面，有些設計方案的技術方面要求很高但是卻沒有進行實地考察，對于周邊環境不是很了解，沒有做到因地制宜，這就使得方案看起來很完美無可挑剔，實際上根本無法執行。可見設計方案需要結合多方面因素進行分析，同時各方面也需要進行密切配合，在施工期間一定要有相關的技術指導。在選材方面，工作人員素質以及前期方案的設計都是需要注意的地方。只有多方面相互配合，挖掘出預應力的最大價值，使最終結果臻于完美。

4 道路橋梁施工中預應力問題的解決方式

在具體進行道路橋梁施工時，相關施工人員一定要注意，一旦出現了波紋管堵塞的問題，就需要采取以下措施進行應對：

①施工人員要標注孔道，標注的過程要按照預應力鋼筋的坐標來進行。在標注的時候要注意必須要與橋梁的主鋼筋錯開，然后使用鉆頭進行開孔，清除堵塞物，這樣一個過程就可以讓鋼絞線穿過波紋管。結束牽拉之后，就可以用更高級別的混凝土對道路與橋梁進行澆筑封堵。②道路橋梁工程的施工人員在進行拉伸時，要對梁端的一些布筋設計足夠的重視，并且合理考慮其中的一些部分，這不僅可以幫助增加錨端的大小，而且可以增添鋼筋的具體數量。③施工人員不應當將鋼筋放置在較低的位置，避免以后出現標高的現象，如果模板處安裝得足夠牢靠，同時卡定應力位置或預留的空洞都準確時，與實際要求也相符合，這樣就能真正的保障道路橋梁的安全問題以及質量。另外進行嚴格制度，道路橋梁建設過程中出現問題的重要原因就是獎懲制度不夠完善，檢查力度不到位，由于施工人員的僥幸心理常常給道路橋梁工程帶來許多隱患。這就需要對于道路橋梁施工建設過程的要求更加嚴格、制度更加完善、要求標準更加明確，加大力度懲罰不合格的企業，并且抽查力度一定要大，對于道路橋梁施工過程中的各方面指標進行及時檢查。④對工作人員加大培訓。在道路橋梁施工過程中工作人員技術水平較低經常會誘發出很多錯誤，需要格外注意對工作人員的技術培訓，對其技術方面的培訓一定要加強，并且在選擇人才時要有一些明確的要求，只有各方面要求都滿足才能夠被錄用，并且要求隨機應變能力一定要強。

5 結束語

綜合上文，不難發現，預應力其實是一種極為復雜的工藝流程，因此在道路橋梁具體施工當中，施工人員要不斷對技術及材料等在工藝流程中加以運用。同時，通過不斷地培訓及實際操作，不斷提高施工人員的綜合素質，從而保證在施工中能有更高的技術水平，對我國的橋梁施工貢獻自己的力量。