1、公路与桥梁中预应力技术【摘 要】预应力技术具有高抗渗性能、高强度、高刚度和高抗裂能力等诸多优点，被广泛应用到公路桥梁施工中。在实际施工过程中，出现的质量问题也较多，并呈不断增多的趋势。本文对公路桥梁中预应力技术进行简单分析，探讨了相对应的质量改善措施。 【关键词】公路工程 桥梁工程 预应力技术 公路桥梁 公路施工 预应力 中图分类号：F540.3 文献标识码：A 文章编号： 一引言 随着我国改革开发的不断深入，交通运输事业得到空前发展。在公路桥梁建设中，预应力混凝土桥梁因自重轻、跨度大、承载能力高、设计经济合理、施工较为简单、施工工艺较为成熟、对临时设施要求不高等优点，在公路桥梁建设中得到广泛
2、应用。为了减少预应力混凝土对桥梁施工中造成的病害，预应力技术在公路桥梁中的应用受到了大量学着的关注和研究，本文结合施工、养护工作对公路桥梁预应力技术应用进行了分析研究。 二预应力技术在桥梁中的应用。 1.应用。 近几年来，预应力技术得到迅速发展，同时在预应力混凝土桥梁中，其设计、结构分析和实验研究、预应力施工工艺设备、预应力材料、施工工艺等方面都得到深入研究。在预应力桥梁中，预应力混凝土连续桥是其中一种，它具有结构刚度大、整体性能好、结构变形小、抗震性能好、桥面伸缩缝少、主梁变形绕曲线较为平缓、桥面行车舒适度高等诸多优点。在我国，目前已建成上海黄浦江奉浦大桥、山东东明黄河公路大桥、云南六库怒江
3、大桥等预应力混凝土连续桥。经过 20 多年的发展，我国已建成跨径大于 120 米的预应力桥梁 74 座。 2.作用。 预应力混凝土技术在桥梁的结构中使用，提高了桥梁构件的刚度和抗裂度，极大的改善了构件的使用性能，增加了桥梁结构的耐久性；节省了混凝土和钢材的用量，对于大跨径桥梁来说，具有显著的优越感；减少了混凝土梁的主拉应力和竖向剪力，可便于减小梁的腹板厚度，能进一步减轻梁的自重。预应力混凝土技术作为结构构件的连接手段，促进了桥梁结构的施工方法和新体系的发展。 三.预应力混凝土结构性能与构造。 1938 年，德国的 E.Hoyer 成功研究了一种不用靠专用锚具来传力的先张法预应力施工工艺，并在德
4、国建设了世界上第一座粘结预应力混凝土桥梁，此桥梁的建设，为预应力混凝土桥梁工程构件工厂化生产提供了简单而又可靠的方法。20 世纪 50 年代，预应力混凝土桥梁技术开始在我国发展起来，并先后在 1956 年和 1957 年建成了第一座预应力混凝土铁路桥梁和预应力混凝土公路桥梁，这两座桥梁的结构都为有粘结后张预应力混凝土结构。从 70 年代开始，我国修筑的各类大桥基本上都是预应力混凝土结构，而且基本上都采用了有粘结预应力混凝土技术。有粘结预应力混凝土结构，是将一种预加应力的预应力筋同混凝土完全粘结的预应力混凝土结构，混凝土构件和预应力筋形成了组合截面，在外荷载作用下截面共同受力、应变协调。体内有粘
5、结预应力混凝土技术是预应力筋和混凝土粘结的共同作用，其具有以下优点： （1）使用面较广。后张有粘结预应力混凝土结构是一种对结构跨度、施工方法、体系等各方面适用程度最广的预应力混凝土结构。 （2）抗剪效果好。有粘结预应力混凝土结构在正常使用阶段对结构提供了可以抵抗荷载剪力需要的预加剪力，保护在剪力较大区段弯曲的预应力筋。在极限荷载状态下，通过和混凝土粘结的共同作用，阻滞了斜裂缝的形成，增大了混凝土的剪压区高度，改善了斜截面的抗剪性能，提高了承载能力。 （3）抗裂性能好。采用体内有粘结预应力混凝土结构，其体内的预应力筋容易改变线形，以适应各种应力要求，预加应力直接作用在混凝土截面的受拉方向上，通过
6、和混凝土之间的粘结作用来限制裂缝的发生。即使是在荷载过重而发生开裂时，所产生的裂缝也都是以细而密的方式出现的，有利于恢复整体的受力性能。 （4）系统可靠。采用先张或后张预应力筋，通过与混凝土的粘结后，具有非常可靠的锚固作用，由于在锚固区段内预应力筋的应力增量较小，在正常使用过程中一般不可能出现预加应力失效的情况。同时，先张预应力筋和后张预应力筋（孔道压浆质量好）也是简单可靠的防腐措施。另外，预应力筋和混凝土的粘结作用，能在构件最不利受力截面上充分发挥材料的强度，提高了系统的可靠性。 根据预应力的施工工艺不同，有粘结预应力通常分为两类：由预应力筋和粘结锚固系统组成的先张预应力体系；由预应力筋和锚
7、具组成的后张预应力筋。这两种预应力体系分别形成了先张预应力混凝土结构和后张预应力混凝土结构。其基本结构如图所示： （a 为先张预应力混凝土结构；b 为后张预应力混凝土结构） 1.先张预应力混凝土结构。 先张预应力混凝土结构是在构件的预制过程中建立起来的预应力结构，其建立中在预加应力时需要使用专门的支架或台座，张拉状态下的预应力筋可直接观察到。先张预应力混凝土一般由具有一定规模的预制厂进行成批的生产，一般不适用于需要在现场制造的大型预应力混凝土构件。先张预应力混凝土结构中所采用的预应力筋通常为高强度的钢丝、粗钢筋或是钢绞线等，按照直线或是折线进行线形布置。在先张预应力筋的锚固过程中，主要是靠端段
8、和混凝土之间的粘结力来实现的，锚固的大小和预应力筋的种类和混凝土的强度息息相关。 先张预应力筋布置方式采用直线或折线形式，采用直线布置适合长线预制施工，能够满足构件的基本受力要求，但不适合大跨径的预应力构件。直线布筋时，由于无预剪力作用，非预应力筋对截面的抗剪强度影响较小，在构件的跨径较大，剪力也较大时，由于主拉应力的影响，无法有效客服，容易产生不利影响。 2.后张预应力混凝土结构。 后张预应力混凝土结构能够在预制厂或是现场来实现，所采用的预应力筋通常为钢丝束、粗钢筋或钢绞线束等，按照直线或曲线进行线形布置，预应力筋布置在预留孔道内，其锚固要靠专用的锚具等机械锚固装置来实现。后张预应力相比先张
9、预应力体系来将，具有更大的适用范围。根据后张预应力混凝土结构的施工工艺特点，其适合大跨度、大型、需要现场施工、预应力筋布置复杂的预应力混凝土构件。采用后张预应力混凝土结构，其后张预应力体系是在混凝土结构成型后开始建立的，混凝土采用预制或现浇施工时，需要先预设预应力筋的孔道，要预埋锚具，而后再穿预应力筋，进行张拉的施工过程。每根预应力筋需要两个锚具， 后张预应力筋在进行预应力筋布置时，需要控制三个要素：预应力筋锚固截面的位置、预应力筋在梁弯矩控制截面的位置、控制截面和锚固截面间的预应力筋线形。通过控制以上三个要素，能充分保障预应力筋的实际效果，能够满足构件受力要求。 四结束语。 预应力技术从理论
10、知识到工程实践，都经历了许多学者的共同研究和努力，进行不断创新和完善，已成为比较成熟的技术。在桥梁施工中，进行预应力施工要合理应用科学技术，依靠科技进步，解决深层次的问题，逐步完善我国的公路桥梁工程质量。 参考文献 1 阳成齐 论公路桥梁施工中预应力技术的探讨 期刊论文 科技与企业 2012 年 5 期 2 阮金贵 叶玉琴 关于公路桥梁施工中预应力技术的探讨 期刊论文 城市建设理论研究（电子版） 2012 年 8 期 3 张丽红 周敏 公路桥梁施工中若干预应力技术问题的探讨 期刊论文 城市建设与商业网点 2009 年 30 期 4 徐志强 体外预应力技术加固桥梁的研究与发展 期刊论文 公路与汽运 ISTIC 2007 年 6 期 5 曾磊 公路桥梁施工中预应力技术的研究 期刊论文 城市建设理论研究（电子版） 2012 年 11 期 6 廖放明 李德慧 王国安 体外预应力技术及其在桥梁工程中的应用综述 期刊论文 中外公路 ISTIC PKU 2005 年 1 期 7 李华强 杨珍明 凡从军 宋世闯 王旭 浅析路桥施工中预应力技术的应用 期刊论文 商品与质量?建筑与发展 2011 年 6 期
