公路桥梁预应力施工技术的应用

公路桥梁预应力施工技术的应用

张云龙

内蒙古路桥集团有限责任公司三分公司，内蒙古呼和浩特市，010000

 摘要：在公路桥梁工程的建设过程中，施工中的质量控制是重点，这对于公路桥梁的使用以及后期的检修工作都有重要影响。如果一旦出现问题，会引发严重后果，给我国的人民生命和财产安全造成重大伤害。所以在公路桥梁的建设过程中，提升质量是关键。而预应力技术的应用对于提高公路桥梁工程建设的质量起到了很大的帮助，尤其是随着这种技术应用已经越来越成熟。本文将在介绍预应力技术内涵基础上，分析预应力技术在道路桥梁中的应用以及预应力技术的主要施工技术。

        关键词：公路桥梁；预应力技术；应用

1.预应力技术的内涵

        道路桥梁工程构件在使用过程中需要承受外荷载，导致结构内部产生拉应力或压应力，同时可能导致结构轻微变形。为了提高构件耐久性、减少构件裂缝，在施工过程中可以对构件预先施加荷载，抵消外荷载对构件产生的影响，从而提高构建的稳定性。

        预应力技术的采用对象可以是混凝土也可以是钢筋或钢筋混凝土。同传统施工方式相比，预应力技术具有抗疲劳、刚度大等优点，同时，采用预应力技术的桥梁能够很大程度上的减少施工材料的使用，降低工程自重，能够大大提高施工的便捷性和安全性，确保建设工程质量。在道路桥梁工程特别是在有大跨度、重荷载要求下的桥梁建设中应用广泛，并且随着新技术的发展，预应力技术也实现了技术层面的进度，为新型桥梁的建设提供了可能[1]。

2.预应力技术在公路桥梁中应用范围

        2.1预制板的预应力技术

        预制板的指的是工程中用到的模件或板块。正常情况下用低弛、高强的钢绞线来做公路桥梁预制板的预应力筋，预制板设计规范要求设计强度为C40或C50，前者是老规范，后者是新规范。预应力技术保证了板柱结构的抗弯及抗冲切性能，抗震性也会加强[2]。

        2.2加固措施中的应用

        公路桥梁施工中一定要采取必要的加固措施，也可说是对构件采取补强措施，同时要注意改善桥梁结构的性能，从而恢复桥梁的负载能力。最终目的是延长桥梁的寿命，并能满足现代交通运输的需要。我们还要对桥梁进行卸载措施，为了把桥梁加固施工的混凝土所具有的初始应变减小。这时候可以提前对桥梁结构构件增加预应力，同时在受压区能够产生拉应力，接着就是构件受力减小，即便构件的承载力达到极限还会使其应变增加，这时就起到加固钢筋应力的作用。

2.3在混凝土箱梁中的应用
        最重要的是混凝土配合比的选用、实验和优化作用，为了保证混凝土力学性质的正常和各个方面的控制指标的良好。施工现场的全面技术安排工作由施工人员和管理人员负责。
        2.4受弯构件中预应力的应用
        高强度的情况下，利用粘贴碳纤维片材进行加固，可以加固钢筋混凝土中的受弯件.
        2.5在多跨连续梁桥梁施工中的应用
        在梁的抗弯载力和抗剪承载力无法满足施工要求的时候，施工人员需要采取一定的加固措施进行处理。如果跨中正弯曲的抗弯承载力不能达到相应规定，就要用粘贴碳纤维加固措施。虽然流程简单，但是真正的原因是没有解决加纵筋锚的问题[3]。
3.预应力技术在公路桥梁中的应用
　     3.1锚具的应用
        在公路桥梁施工中选择锚具时必须考虑以下两种方式：一种是机械锚固，另一种是摩擦锚固。机械锚固是借助一定的机械方式制造出锚碇，然后把锚固定接着就产生了机械锚固，一般情况下针对机械锚具，由于其施工中的损失相对小一些，并且还能很好地把公路和桥梁的接口连接上，所以其主要被用在大型公路桥梁建设项目中。摩擦锚具是用很大的冲击力使预应力钢材形成锚旋，接着挤紧就出现了摩擦锚碇。摩擦锚具在当前的公路桥梁建设中应用并不是很多，虽然摩擦锚固的穿索比较简单，但是其应用的风险比较大，同时连接效果也不好，所以在施工中选择时应该谨慎。
        3.2在桥梁混凝土结构中应用
        在桥梁混凝土结构中应用预应力技术具有很大的作用，可以大大地提高混凝土的硬度，保证混凝土结构的完整性，最终提高桥梁建筑施工的质量。但是，如今在施工的过程中对预应力的应用范围非常小，只是在混凝土箱梁和公路桥梁的混凝土路面等过程中有所应用，除此之外，若是对预应力技术进行应用之后，相关的施工操作人员必须要验算公路桥梁预应力的强度和材料的应力，这样做的主要目的是为了保证这两项数据和施工操作的技术标准与施工规范相符，而且还能够避免公路桥梁由于失去平衡而导致出现裂缝，更重要的是进行预应力验算还可以避免混凝土结构出现变形。
        3.3在桥梁弯曲部位构件中的应用
        通常来说，在公路桥梁结构中最容易出现裂缝和断裂的地方就是其中的弯曲部位，因为桥梁的弯曲部位所承受的压力是非常大的，而且所承受的压力远远大于其所能承受的压力正常范围，所以桥梁所承受的负荷过大就导致构件出现弯曲或者是变形，若是在桥梁弯曲的部位应用预应力技术可以避免弯曲部位出现裂缝和断裂，主要原因在于其中的碳纤维具有很强的拉应力作用，最终提高桥梁的受弯构件承载力，避免桥梁构件受到破坏。

        3.4在混凝土路面中应用
        预应力技术也会在公路混凝土路面的施工过程中应用，混凝土可以分为两种类型，其一是单独型。另一种是连续型，这主要是根据混凝土路面的属性不同来进行划分的。在混凝土这两种类型中应用比较广泛的是单独型，所以我们对单独型的混凝土路面进行了仔细的分析。单独型混凝土路面的膨胀缝间隔是比较长的，再加上在施工的时候需要使用隔板对每一个施工路段进行适当的隔离，所以，一般来说是对混凝土进行浇筑之后才开始对钢筋进行预应力的处理。但当时在实际的施工过程中，很多的施工人员通常是先拉钢筋之后再对混凝土进行浇筑。这两种方式各有各的特点，每一种方式也够具有独特的优点，所以在施工的时候可以根据工程的实际情况进行选择，不过在一般情况下选择多的还是第一种方式，主要原因在于第二种方式对施工人员的要求比较高，必须要求施工人员具备较熟练的操作技术水平，所以对第二种方式的应用还是比较少的。
        3.5在桥梁预制板中进行应用
        在桥梁预制板中应用预应力技术可以进一步提高桥梁施工的质量与水平，通常来说施工人员在选择预应力筋的时候地松弛的钢绞线是最佳的选择，当对其进行了预应力处理之后就将其植入到了桥梁预制板的内部，这样一来可以使得桥梁的抗震能力得到进一步的提升，而且还可以大大地将强桥梁的稳定性，提高公路桥梁施工的质量。
        3.6碳纤维片应用

目前，我国公路桥梁正向着大跨度的方向发展，构件在受弯力方面具有较高的要求。在该种情况下，则要求受弯构件以及结构为大型混凝土T 型梁。而在现今公路桥梁工程中，其钢筋混凝土梁受压部位压应力以及受拉部位的拉应力都较大，为了能够使桥梁相关构件以及结构能够对受弯方面的需求进行满足，往往需要较高的施工成本。而通过碳纤维粘贴方式的应用，在对混凝土梁进行加固的情况下则能够实现碳纤维自身强度的充分应用，同时其施工工艺较为简单，具有较高应用价值。而通过预应力同碳纤维片间的结合，则能够在使其特性获得充分发挥的情况下获得更好的混凝土梁性能[4]。
        3.7公路桥梁加固
        加固措施方面，通常通过对桥梁构件强度进行提升、对桥梁结构性能进行改变的方式使桥梁具有更高的承载能力，以此达成对公路桥梁进行加固的目标。在具体施工当中，主要的方式有体外预应力加固以及对构件预应力进行改变的方式。其中，对构件预应力进行改变，即需要对桥梁构件的预应力进行增加，在使构件具有更高承载性能的基础上使其具有更大的应变力，进而实现对公路桥梁进行加固的目标。体外预应力加固则是后张预应力中的一种方式，为无黏结预应力。在该方式当中，经常会对具有较大强度的型钢或者钢筋进行应用，如果不能够以预应力构件改变方式加固，则需要在目标加固构件体外加一根拉杆，通过其加固作用实现构件承载力的提升，且能够在实现截面刚度提升的情况下提升构件截面抗裂性。        
4.结束语：
        总的来讲，道路桥梁工程建设在我国经济发展中占有相当重要的作用。当前，较为先进的混凝土施工技术为预应力混凝土技术，经过数十年的发展，该技术在桥梁工程的建设、修复维护中得到广泛应用，大大提高公路桥梁工程的建设水平。从实际应用效果来看，该技术在施工工艺细节方面还存在不少问题，影响了预应力构建的质量，因此未来公路桥梁施工中仍然要注意对预应力技术的控制，使该技术更好地为桥梁施工服务。
参考文献：
        [1]万齐龙，万惕.公路桥梁施工中预应力技术应用[J].交通世界，2018（34）：116-117.
        [2]高媛.预应力技术在公路桥梁施工中的应用分析[J].中国标准化，2018（24）：108-109.
     [3]白姗姗.预应力技术在公路桥梁施工中的应用分析[J].中华建设,2019(12):134-135.
        [4]邵峰.预应力技术在公路桥梁施工中的应用分析[J].住宅与房地产,2019(33):195.