1、论公路桥梁施工中预应力技术的运用【摘要】预应力技术作为全球范围内运用最为广泛的桥梁建筑技术之一，在我国已有 50 余年的发展历史，成为我国较为成熟的一种桥梁建设技术。但在运用过程中，预应力技术也遇到梁体裂痕、预应力损失等诸多问题。若想从根本上解决这些问题，需要从施工工艺等方面的改进入手，强调数据测算的准确性与工艺施行的严格性之间的协调一致。 【关键词】公路桥梁；预应力技术；施工工艺 中图分类号：F540.3 文献标识码：A 文章编号： 前言 预应力（prestressing force）是在加预应力过程中所引入的应力。经过近 60 年的发展，起源于国外的预应力技术在中国公路桥梁建设中发挥了重要
2、作用。从 1957 年公路部门在北京周口店建造第一座预应力混凝土公路试验桥到世界上主跨度最大的虎门大桥（270 米） ，预应力技术在我国公路桥梁建设中已取得蓬勃发展。从最早的冷拉钢筋技术到冷拔钢丝技术再到中强预应力筋技术，最终在 80 年代以后发展为高强预应力钢丝、钢绞线技术，中国的预应力技术在公路桥梁建设上的的运用已接近发达国家的先进水平。 预应力技术的有点主要体现在预应力结构所具有的优势上，这可以从国内外众多成功案例得到证明。对于公路桥梁等工程结构而言，在工程结构构件承受外荷载之前，对受拉模块中的钢筋施加预压应力，不仅可以提高构件的刚度、推迟裂缝出现的时间，还在很大程度上增加了构件的耐久性
3、。这是预应力广泛受到采用的一个核心原因。 诚然，在众多成功案例的背后，预应力技术的运用同样还是存在诸多问题。包括梁体裂痕、预应力损失等问题在内的工程问题，一直是阻碍预应力技术进一步提升使用效率的影响因素。这些施工中出现的问题与整个工程的数据计算有关，更与施工工艺的具体操作有密切关系。 2.预应力技术在公路桥梁中的运用范围 2.1 桥梁加固中的运用 公路桥梁在建设过程中，都要遇到桥梁寿命的问题。预应力技术的使用可以从构件的补强及结构性能的改善上进行桥梁结构优化，从整体上提升桥梁的综合性能。一方面，通过预应力技术的应用，将桥面与桥梁的拉力矩阵调整到最佳状态，可以达到公路乘车的承载要求，提高承重能力
4、；另一方面，通过结构的整体优化，达到减少共振沉陷，从而从根本上延长了公路桥梁的使用寿命。 2.2 具体受力部件的应用 公路桥梁的结构存在很多受弯构件，这是桥梁主体受力的重要部件。这些构件是否足够坚固，决定了桥梁是否真正具有抗压性和承载度。因此在桥梁施工中，我们需要对受弯部位进行整体加固。除了常规的碳纤维物质介入加固法之外，我们还可以通过预应力角度的设置及调整，促进受力部件在拉力与压力矩阵下形成自我的抗压能力，保证桥体的整体坚固性。 2.3 跨梁施工中的运用 单跨梁与多跨梁是区分桥梁预应力运用范围的一个重要参照。单跨梁施工中主要是对正、负弯矩之间受力比进行估算，根据具体的比例数据进行预应力设置与
5、施工便可。但在多跨梁的施工中，正、负弯矩的承载力需要加入抗弯方面的因素，若不对弯矩进行加固，很难达到桥梁的整体强度要求。在此情况下，预应力可以通过对多跨桥梁正、负弯矩的预设与调整进行整体加固，满足工程需要。 预应力技术在上述桥梁各方面加固施工中的运用，一方面解决了桥梁整体架构上的受力结构优化问题，为桥梁施工精度与使用寿命奠定了结构性基础；另一方面对桥梁施工工艺也产生了积极影响，为公路桥梁施工过程中工程设计选择提供了更多途径。 3.预应力技术应用中常见问题及其原因 我国的公路桥梁预应力技术经过几十年发展，技术理论及施工工艺都比较成熟。这主要体现在主体工程上的具体施工工艺及特殊条件下的处理方案都比
6、较完善。但在众多工程案例中，我们同样面临这诸多问题，这包括我们发现最多的预应力孔道压浆质量问题、前后张拉力的平衡性问题、空心板梁有裂痕问题、工字梁发生侧面扭曲问题、工字梁低端混凝土产生破裂问题、预应力出现较多损失等各方面的问题。限于篇幅，我们不能对所有问题都进行详细讨论而就主要对几种较为常见的施工问题进行总结说明。 3.1 前后张拉力的平衡性问题 桥体斜拉拉力的平衡问题，是每个预应力技术取向下的桥梁工程都必须面对的核心问题。在此方面，首先最为常见的是后张预应力中的结构张拉力控制问题。这个问题因其普遍性而受到不少人的关注与注意。一般认为后张拉力所出现的偏差主要是因为对张拉力与预应力伸长量的控制不
7、能同步进行。其中张拉力的测量偏差经常在施工过程中出现，这就导致了伸长量与张拉力的不匹配性，严重影响了工程过程中的协调一致性效果，降低了后张拉力的精准度。桥梁施工中后张拉力若是控制不好，就会影响斜拉整体的平衡性，对整个桥梁工程的质量产生影响。 3.2 各构件的裂痕问题 如果说张拉力的平衡性问题是涉及到桥梁整体质量的核心因素，那么梁体、桥面等出现的裂痕问题，则是具体构件工程施工中出现的技术性局部问题。对局部构件出现问题不明其原因、不加以改进，对桥梁的使用寿命将会受到影响。其中空心板梁出现的裂痕问题、工字梁梁体出现的侧向扭曲问题、工字梁梁底混凝土破碎等问题，多是因为施工工艺而产生的。 其中，空心板梁
8、出现的裂痕与张拉过程中的张拉速度、张拉时间选择、张拉顺序选择等具体环节密切相关，也与混凝土的质量有关。工字梁体出现的扭曲问题是因为工字梁长度较长、侧向自由度大，在预应力筋孔所受张拉力顺序不同之时，预应力受压而产生扭曲。工字梁底端部分混凝土的破碎主要是由于梁体本身的重量压力所致，同时也会受到梁体弯曲反拱而产生的水平摩擦力影响。 3.3 孔道压浆的质量问题 预应力孔道压浆的质量是否完好，关涉到桥梁预应力筋的寿命长短及桥体的承载能力大小，是桥梁施工中必须严把质量关的重要环节。尽管如此，在具体的施工过程中，孔道压浆的质量问题总是得不到有效保证。出现这一状况主要有两方面原因：一方面，施工单位的施工工艺及
9、顺序有问题。要想实现预力筋与桥体结构共同产生协调作用，预应力孔道的压浆必须密实，不能出现不饱满甚至漏灌的现象。但是在诸多工程施工中，仍然频频出现工序及工程操作不规范的问题，严重影响了孔道压浆的质量。另一方面，孔道钻设的工艺、压浆的程式及浆体本身的质量等方面所存在的问题，也对压浆的整体质量产生了负面影响。倘若留孔质量不佳、压浆工艺有缺环，则会降低压浆的质量。同时，浆体调配是否严格按照标准进行，也对压浆质量产生决定性影响。因此，要对浆体调配中水灰比等方面的数据进行严格监控，确保浆体质量的合格。 以上就是公路桥梁预应力技术运用过程中所产生的三大主要问题。在此之外，桥梁施工中易于出现问题的还有预应力超
10、长束一端张拉工艺、预应力结构拉长时间等环节。这些环节处理好坏，直接影响桥梁施工的质量，必须加以重视。 4.结语 预应力技术之所以能成为我国公路桥梁建设中最为重要的建筑技术之一，主要是因为其能从根本上构建一个具备自我加固能力的力学综合体，为复杂地质条件下的桥梁施工进度与质量提供了可行性路线。同时，还为部分地质条件恶劣的工程节省了不少建材费用。而施工中常出现的问题，也说明了该技术具备较多有待改进之处。因此，我们必须根据具体的施工需求，在寻求工程进度的同时，综合考虑具体情况下的安装进度，尽量从同步性的角度完善施工的质量，从而提升预应力技术的运用水平。 【参考文献】 1.成扬公.路桥梁施工中预应力技术探讨内蒙古公路与运输 2011.6. 2.李专辑.公路桥梁施工中预应力技术及应用J.交通标准化 2013.5. 3.王世昌,方良斌.公路桥梁施工中预应力技术措施探讨J.中国高新技术企业 2010.3.
