高速公路路桥施工中预应力技术的应用

高速公路路桥施工中预应力技术的应用

摘要：预应力技术在高速公路桥梁中的应用，对于现代桥梁的建设有着十分重大意义，其不仅仅具有良好的特性，在成本方面也较传统施工技术更低，具有许多优点，但是在施工中需做好工程质量控制，并对可能会出现的问题进行解决。本文以下对预应力技术在公路桥梁施工当中的应用进行深入研究。

关键词：路桥施工；预应力；技术应用 引言

在社会技术高速发展的状况之下，我国的公路和桥梁都取得了大规模的建设，但是与之相对应的一些问题也不断呈现在我们面前。在具体的施工过程当中，预应力技术的应用不仅是为施工质量增添了一道保障，也会极大地促进其他先进技术在我国公路桥梁施工当中的应用。我们要加强对于这一领域的研究，并不断结合实际情况作出分析和判断，以此推动该项技术的应用价值得到最大程度上的发挥。

一、预应力技术的介绍

预应力技术最早开始于混凝土施工工程中，为了尽量减少钢筋混凝土中粘结处的裂缝过早出现，设法在混凝土结构承受荷载之前，通过施加外力，使得混凝土构件产生的拉应力变小，甚至使得混凝土处于压应力状态，这样便可以消除混凝土抗拉强度的不足，发挥其抗压性能的优势。市政桥梁建设中，就是通过这种技术来生产预应力混凝土构件，延长混凝土构件受拉区的开裂问题，避免了使用较高强度混凝土与高强度的钢材这种组合。且建筑的预应力混凝土因为内部裂纹较少而具有良好的抗渗性能，还兼具强度高、刚度大的特点。不仅如此，预应力混凝土较小的自重有利于桥梁建筑的美观设计，其使用寿命也相对于一般桥梁要长。

二、预应力技术在高速公路桥梁施工过程中的应用分析

预应力是在施工过程中所引入的应力。预应力技术是在20世纪迅速发展起来的一种建筑施工工艺，是在预应力的混凝土结构中，建立预加应力的一种施工方法。一般分为外部预应力和内布预应力两大种施加预应力的方法，两种方法各有适用的领域和优势，也各有不同的施工方法要点。机械法施工工艺包含几种施工工艺，它是预应力结果采用的主要的工艺。预应力技术在公路桥梁施工中的应用主要涉及以下几个方面：

1、在受弯构件中的应用

公路桥梁的施工是一个庞大的工程，公路桥梁以后所承载的重量也是非常巨大的，简单来说，预应力的应用技术就是为了使公路桥梁能够承载日后外界施加的重量，不变形，不走样，不倒塌，使公路桥梁的质量有保证。公路桥梁不是小

木桶，不是在外面用钢筋箍几圈就行了的，但原理和这又是一样的。

在公路桥梁的施工中使用的加固方法是使用碳纤维来对混凝土结构进行加固，主要是对受弯构件进行加固。这是因为碳纤维强度比较高，并且很容易使用，所以这种方法被广泛的使用。混凝土结构在开始就有压应变和拉应变，所以意味着，在对混凝土的受弯构件进行加固的之前它本身就具有初始内力。所以，当混凝土受弯构件到了它的最大的承载力，而加固的碳纤维的应力是由混凝土的应变增量决定的。

2、在加固施工中的应用

公路桥梁的建成使用有一个使用年限的问题，也涉及质量的问题。为了使公路桥梁能够正常的使用，并且延长它的使用年限以及保证安全问题，以适应现代社会发展的交通运输，就要对它进行加固施工。公路桥梁的加固施工一般有两种途径，一种是补强构件，另一种是改善结构的性能。经常使用的有增强较薄弱的构件，或者增加构件以加大承载能力，改良结构以及加固公路桥梁的基础等等。加固方法有碳纤维布加固，补强层加固，体外预应力加固等等。

在公路桥梁的加固施工中经常使用的方法有很多，比如在路面或桥面粘贴钢板来达到加固的效果；改变相关结构的受力体系的方法，通过受力体系的改变来达到改良桥梁加固的目的；碳纤维布粘贴的加固的方法，碳纤维具有很大的强度，粘贴碳纤维可以增大改良桥梁的承载力等等。这些方法是应用了公路桥梁本身的拉应变和压应变，预先对公路桥梁的构件施加一些预应力，来提高构件的承载力，以加固公路桥梁，使它的作用在有安全保障的条件下能够发挥得更加的充分。

3、在多跨连续梁上的应用

连续梁是指含有多余约束的结构，多跨就是两跨以上，多跨连续梁的支座都是固定支座。在多跨连续梁的施工过程中，涉及到多跨连续梁的两个承载力问题，分别是抗弯承载力，抗剪承载力，如果多跨连续梁的这两个承载力达不到标准，就需要对它进行一些加固上的处理。处理时又要分正弯矩区，负弯矩区，因为碳纤维的强度非常大，所以一般都采用碳纤维来进行粘贴加固。如果多跨连续桥没有这样的加固处理，就难以具有这样的张力，那么承载能力里就会大打折扣，严重影响使用，甚至难以建设起来。这样的加固处理可以说多跨连续梁在质量上有保证，达到相关的要求，并且施工容易。

三、预应力技术在高速公路桥梁结构应用中的施工流程

1、预应力钢绞线的选择

目前，国内在高速公路桥梁建筑施工中的预应力钢绞线的选择比较多样化，使用最多的预应力钢绞线为普通的预应力钢绞线和低松弛预应力钢绞线，这两种预应力钢绞线的弹性变形较小，并且施工方便、构件美观，因此被大量采用。使用预应力钢绞线可以有效的节省钢材的使用，且构件的结构更加稳定。选择预应

力钢绞线时，除了从经济效益方面考虑外，还应当考虑以下的因素：选用钢绞线的性能和钢绞线的标准。其中钢绞线的性能包括屈服荷载、松弛程度、伸长率等等参数；钢绞线的标准包括荷载品种、延伸率、松弛尺寸等等。

2、预应力锚具的选择

目前，国内所使用的预应力锚具方式主要有两种。其一为机械锚固，这种锚固方式是通过机械加工的形式，在预应力绞线的端部制作一个锚钉，通过锚钉来连接刚强度的钢筋或者是以钢丝线来固定住预应力绞线，这种锚固的特点是连接比较方便，预应力绞线的预应力损失比较小；另一种锚具为摩阻锚固，这种锚具是通过摩擦阻力来进行锚固预应力钢绞线，将锚具制作成楔形来增大与钢绞线之间的摩擦力进行锚固，这种锚固方式的优点在于应用的范围广泛，但也存在一定不足。

3、预应力体系的设计

市政桥梁建筑施工时，通常采用的预应力体系有两种，一种是XYM体系，另一种是OVM体系。一般结构构件预应力体系的设计均采用顶板纵向、钢筋平竖弯曲结合一起而形成的体系。顶板上通过集中锚固承受纵向的荷载作用，钢筋布置在地面处进行锚固。预应力体系的特点有：①保证最大力臂的预应力输出，尽可能减少预应力的损失；②顶板受到的锚固荷载作用很大，对于顶板上铰接点的焊接质量要严格保证；③整个体系的竖向钢筋不能交叉，这样既能保证美观，又能使结构更趋于稳定。

4、预应力效应分析

预应力结构体系的设计通常是根据经验作为依据，通过对预应力的布束分析其结构稳定，分析时要求对每处截面的应力状态进行严格核算，如果某处的约束不能满足结构需求，则需要重新布束。对于预应力效应的分析最主要是分析钢绞线的预应力损失问题。钢绞线的预应力损失包含两个方面，瞬间损失和后期损失。瞬间损失的预应力为铰接和锚固过程中钢绞线的预应力损失；后期损失为钢绞线锚固后期造成的预应力损失，其中包括钢绞线的收缩、徐变已经松弛造成的预应力损失。

结束语

伴随着我国社会经济的飞快发展，国内对于公路建设加大了投入力度，特别是对高速公路投资，构建了许多高速公路桥梁工程建设。现在在大跨径混凝土桥梁中基本都采用预应力结构，中小型公路桥梁也优先采纳预应力技术。在实际施工工程中，应当注重根据规范施工，给与合适的施工张拉工艺，要保证钢绞线及锚具进场质量，避免工程出现质量等问题。同时，应当提高对预应力技能的掌握及改良工作，增强我国预应力公路桥梁建设水平。

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