路桥施工中预应力技术的应用分析

摘要：随着国民经济的发展，路桥的建设得到了大力发展，预应力技术是一种在路桥施工中被广泛采用的比较成熟的技术，如何做好路桥施工过程中的预应力技术，也是一个值得我们探讨的问题。

关键词：路桥施工；预应力技术；应用

中图分类号：TU99文献标识码： A 文章编号：

引言

预应力混凝土构件技术是当前路桥施工及其他建筑工程施工的主要形式，也是路桥施工中的关键技术措施之一。预应力技术在路桥施工中的应用，对保障工程质量，维持工程持久性能，增强工程使用寿命具有重要意义。

一、预应力技术的概述

1、预应力技术运用的原理

在道路桥梁施工中预应力技术的运用原理：主要是通过在混凝土工程中应用预应力技术，进行混凝土预应力构件的构建，使混凝土构建自身的预应力减小或者抵消因外荷载所引起的拉应力，也就是说，利用混凝土产生的较高的抗压能力来补充其较差的抗拉强度，来达到延迟混凝土受拉伸部位的开裂，提高道路桥梁施工质量的目的。

2、预应力技术的意义

预应力技术在道路桥梁构造中的运用，是通过采用高强度的混凝土和高强度的钢材，来使混凝土构件产生较高抗拉裂能力、较强的抗渗性、良好的刚度、高强度的抗疲劳性，从而达到减少结构截面的尺寸、节约混凝土和钢材、减少挠度、预防开裂、降低结构自身重量的目的。由此可见，在道路桥梁施工中预应力技术的运用，不仅使工程构造更加轻便、经济、美观，又能延长工程的使用寿命。而预应力技术在道路桥梁施工中的运用，不只是局限在道路桥梁的结构上，其在道路桥梁加固维修的大型构件提升、顶推施工和加强锚固等方面的运用中也发挥着至关重要的作用。

二、路桥施工中预应力技术存在的问题

1、预应力张拉的时间问题

近几年，为了提高混凝土预应力的早期强度，大多采用添加早强剂的方式，在混凝土浇注3d之后，开始张拉，张拉后等待混凝土到达一定强度。若混凝土强度增加过快，弹性模量增加过于缓慢，就会使预应力的损失有所增加，使桥梁承载能力不足，从而出现较多的裂缝。另外，采用早期强度的混凝土做检测试块来代替实际强度，也存在一些问题。实践证明，早期使用早强剂的混凝土都不能达到实际标准。

2、预应力张拉过程中应注意的事项

在路桥施工过程中，首选应该对张拉设备进行必要的校核，必须对其所使用的各种机械设备或者仪表进行定期或者不定期的校核及维护。在桥梁施工过程中，预应力主要利用油表读数及钢绞线伸长值这两方进行控制的，二者中油表读数是主要标志，钢绞线伸长值即为校核。多次使用千斤顶后，缸内的摩擦系数会产生一定的变化，且油压表的灵敏度也会出现变化，所以，必须对这些仪表做好定期检查。

3、预应力钢筋管道堵塞问题

由于施工人员的技术经验不足，在混凝土浇筑中很容易出现野蛮作业的情况，或者是没有做好及时的保护措施，都有可能造成预应力钢筋的管道出现堵塞，使张拉预应力的钢筋不能够顺利通过，从而影响张拉的实际效果，导致预应力钢筋的实际伸长值与理论值出现较大差别，这也会给路桥的成本、工期等造成相当大的麻烦。所以，避免预应力堵管不仅要求严格按照安装管道的相应规范来实施，对管道内部做好精确定位，防止管道出现弯折、扭曲等现象；在现场施工中，也应尽量避免野蛮作业，安排专业人员进行跟班；对于孔道的施工，要控制好抽芯时间。

4、张拉力控制问题

由于预应力施工技术起步相对较晚，路桥预应力施工没有较为明确的规范，张拉力控制不够严谨。大多数工程都采用1.5级油压进行计量，且施工人员也没有进行相关专业培训，对于张拉力的控制忽高忽低，导致实际误差较大。尤其是进行多束张拉的时段，由于对张拉的控制不够周全，各束张拉力不同，也会对预应力钢筋混凝土结构产生严重影响。因此，要加强施工人员的专业技术培训，提升整体设备条件，规范施工。

三、预应力施工技术在路桥工程中的应用

1、预应力钢绞线的选择及安置

目前国内外使用的预应力钢材主要有预应力钢筋、冷拉预应力钢丝、矫直回火预应力钢丝、低松弛预应力钢绞线、普通预应力钢绞丝、低松弛钢绞丝。作为预应力钢材最新一代的低松弛钢绞线，由于其高效、经济、施工方便，使建筑构件轻薄美观的特点，已大量使用在世界各地最重要的建筑工程上。使用预应力钢绞线至少可节省钢材1/3以上，其经济效益和社会效益十分显著。

预应力钢绞线的选择应考虑以下几个方面：钢绞线性能参数，包括几何参数、表面状态、松散性、断裂荷载、屈服荷载、伸长率、松弛等；钢绞线标准，包括品种规格、破断荷载、尺寸公差、松弛型、延伸率等。钢绞线的安置应在波纹管安装时进行。一般在桥梁施工中钢绞线都在30m以上，要求选取较为开阔平坦的地方作为下料场，并铺上彩条布和下垫方木，这样可以避免钢绞线接触地面而生锈，另外，在处理钢绞线时一定要小心谨慎，切不可将其在混凝土地面上强行拖拽。由于钢绞线盘重大、盘卷小、弹力大，在下料过程中可能会因为钢绞线紊乱并弹出伤到工作人员，因此，必须事先制作一个能够安放钢绞线的铁笼，下料时将钢绞线盘卷装在铁笼内，并缓慢将其抽出。钢绞线下料时除考虑正常长度外，还应该注意张拉设备、锚具等因素的影响。根据实际施工要求，应该将两端张拉的钢绞线的长度增加2m，一端张拉、一端锚固的钢绞线的长度增加1.2m。切割钢绞线时不能使用电弧，最好选用砂轮切割机，用20#铁丝以1-1.5m的间距编柬。编柬时，应该先理顺钢绞线，保证各钢绞线间不相互交叉，并使之松紧保持一致。定位完波纹管之后，可顺势将编好柬的钢绞线传过去。

2、预应力锚具的选择

后张法预应力混凝土结构所使用的锚具，主要可分为机械锚固和摩阻锚固两大类，机械锚固类锚具是在预应力钢材的端部采用机械加工形成一个适宜于锚钉的工作条件来加以锚固，这类锚具通常用于锚旋高强度粗钢筋或集束型高强钢丝，也有个别锚旋单根或多根钢绞线，其特点是锚具应力损失较小，链接比较方面，在未灌浆前可以重复张扣或放松以调整预应力。摩阻锚固类锚具是利用楔形锚具，将预应力钢材“挤紧”形成锚旋作用，这类锚具品种较多，应用较广，其特点是锚力变化较多、吨位较大、穿梭比较方便；不足之处是锚具应力损失较大，需要重复张拉或连接较不方便。

3、预应力效应的分析

在预应力混凝土结构设计实践中，通常是根据经验先假定预应力钢束的分布图，而后进行应力分析，检查结构各部截面的应力状态，当不能满足要求时，则改进钢束分布，经过多次尝试，得到满足应力要求的钢束分布图。所以说，预应力筋、预应力锚具和预应力体系设计归根到底取决于预应力效应的分析。预应力损失的计算包括瞬时损失和后期损失两个方面。瞬时损失是在钢束锚固前或者是锚固时可能出现的损失值。对于后张预应力混凝土结构，一般包括钢束与预留孔道之间的摩阻损失、张拉时构件长度的缩短，即弹性压缩损失以及锚具变形的损失。后期损失是在钢束锚固后发生的损失，它包括钢束松弛和混凝土收缩、徐变以及后期预应力束张拉造成的前期钢束与应力减小等引起的损失。

4、箱梁钢绞线作业中的预应力应用

箱梁钢绞线作业的要求及注意事项较多，对整体工程的质量影响较大，为此，在进行箱梁钢绞线作业过程中，需要严格把握施工标准，按照施工工艺合理安排施工。在箱梁钢绞线施工过程中，容易出现较多问题，其中在进行预应力张拉作业时，需要明确钢绞线张拉顺利。进行箱梁钢绞线张拉过程时，横向钢绞线一般是采取自上而下的张拉方式，腹板钢绞线则需要采取自下而上的张拉方式，确保张拉质量。从整个箱梁结构上来看，整体张拉次序为先横梁第一批钢束后纵梁钢束，最后进行横梁剩余钢束的张拉工作。当箱梁钢绞线张拉后，需要对预应力管道进行压浆作业，在进行压浆作业时，需要考虑到施工天气情况，避免在湿度较大的自然环境下作业。

5、路桥预应力混凝土结构设计

根据路桥工程所要求的各项指标进行预应力混凝土结构设计工作，在设计过程中，需要充分考虑到路桥工程的极限承载力，在路桥施工阶段，对材料应力及结构强度进行验算；为确保结构变形不会影响路桥外观及正常使用的性能，需要对路桥反拱值及挠度进行限制；在施工阶段设计验算过程中，需要确保在支撑条件下结构的安全性，确保结构材料应力在允许范围内，并控制预应力筋拉应力等，最终确保设计的预应力混凝土结构能够满足路桥施工的设计要求。

6、钢筋混凝土预应力的应用

预应力在路面上主要分为两种，单独型和连续型的路面。单独型的路面在膨胀缝的间隔比较长，膨胀缝把路面进行隔开，而且对路面在施工作业过程中钢筋要进行必要的预应力处理，预应力在处理过程中，在钢筋上预应力也有两种处理的方法， 主要是按照施力的不同顺序。先张拉钢筋然后再对混凝土进行浇筑；或者是先对混凝土进行浇筑然后再预拉钢筋。最后的方法使用的频率比较多。由于连续型路面因无膨胀缝所以很有名，在受到预应力的处理，就会造成无筋路面长度很长，如果是依照对预应力施加的办法，也可分自加应力与千斤的顶加力：通过对水泥膨胀作用的利用，造成混凝土在硬化过程中的体积会不断的增大，加上两端约束的作用，内压应力就在混凝土里逐渐产生了。而用千斤积来进行增大的就是千斤的顶加力，在受到两端作用的约束之后，在锚固点间混凝土就会加力固定。

结束语

综上所述，作为现代建筑的主要结构形式，张拉预应力混凝土结构在现今的路桥建设工程中得到了广泛的应用，在施工过程中应加强管理，控制好技术要点环节，才能保证工程的质量，为道路建设工程的发展奠定坚实的基础。

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