道路桥梁工程施工中预应力技术的应用

摘要：随着道路桥梁建设规模的扩大，桥梁工程中预应力技术得到了越来越多的应用。本文详细介绍了预应力技术在道路桥梁工程施工中的应用，简要阐述了存在的问题并提出了有关对策。

关键词：道路桥梁工程；预应力技术；应用；问题对策

中图分类号： U448.14 文献标识码： A 文章编号：

引言

近年来，预应力混凝土结构由于其具有能充分利用材料的高强度性能，有效防止混凝土裂缝，减轻结构自重，增大桥梁跨径，刚度大行车舒适等优点，在公路桥梁上得到普遍的应用。然而预应力桥梁的裂缝病害相当普遍，特别是箱梁桥。产生裂缝病害的原因很多，其中预应力桥梁施工中出现的若干预应力技术问题，在施工中常出现一些问题，给工程结构的质量带来一些隐患已受到众多专家的关注和质疑。

一、预应力技术在公路桥梁施工中的应用

1．预应力技术在受弯构件中的应用

碳纤维具有较高的强度，施工较简单，所以采用粘贴碳纤维片材对钢筋混凝土受弯构件进行加固的方法得到广泛的应用，但由于加固前结构已存在初始内力，混凝士已有初始的压应变和拉应变，当压区混凝土压应变达到混凝土的极限压应变时，构件达到极限承载力，从加固到构件达到极限承载力，混凝土的应变增量决定了碳纤维片材的最终应力。

2．一般预应力技术在加固施工中的应用

图1 碳纤维加固总体布置图

道路桥梁加固是通过对构件的补强和结构性能的改善来恢复或提高现有道路桥梁的承载能力，以延长其使用年限，适应现代交通运输的要求。

其改造的主要技术途径有：加强薄弱构件增加辅助构件、改变结构体系、减轻恒载、加固墩台及基础等。（如图1）等。实际上卸载的目的就是为了减小加固施工时混凝土的初始应变，此时可预先对构件施加预应力，使受压区产生拉应力，受拉区产生压应力，减小构件在初弯矩作用下的拉应变和压应变，以提高构件达到极限承载力时的应变增量和加固钢筋的应力，使加固钢筋得到充分发挥。

3．预应力技术在钢筋混凝土多跨连续梁的应用（如图2）

多跨连续梁有正、负弯矩区，一般而言，支座处承受负弯矩，跨中承受正弯矩，当梁的抗弯承载力和抗剪承载力不满足要求时，需要进行加固处理。当跨中正弯矩区抗弯承载力不满足时，采用的方法为粘贴碳纤维进行加固，施工相对而言较为容易。主要原因是所加纵筋锚固的问题不宜解决。通常情况下可通过在梁下加大截面以提高梁的承载力，但是，这不仅增加了结构的自重，而且还会影响建筑的使用功能，在有些有特殊要求的情况下是不允许的。

图2 预应力高架桥横断面示意图（圆圈代表预应力钢绞线）

4 预应力技术在道路桥梁施工中的应用

4.1 预应力技术在路桥钢筋混凝土结构中的应用

在钢筋混凝土结构中，混凝土裂缝是的防不胜防的质量通病，在道路桥梁中的大型钢筋混凝土结构和构件当中，混凝土裂缝就更极其容易出现。预应力在钢筋混凝土结构中运用可以避免结构和构件中过早出现裂缝，效果非常明显。具体应用就是在道路桥梁钢筋混凝土结构和构件的加载或者使用之前，对其受拉区的混凝土预先施加压力，即是在其混凝土的受拉区内进行钢筋的张拉，之后钢筋依靠回缩的应力使得混凝土受拉区混凝土预先受到钢筋施加的压应力。

4.2 预应力技术在碳纤维片中的应用

由于道路桥梁跨度较大、构件受弯能力的要求高，组件需求的弯曲能力较高的抗弯结构和部件大都是大型的钢筋混凝土T 型梁或箱形梁。而由于路桥中钢筋混凝土梁的受拉区的混凝土拉应力和受压区混凝土压应力都非常大，因此，为了使结构和构件满足其受弯能力的要求，其成本也特别的高。道路和桥梁的钢筋混凝土梁，利用高强度的碳纤维增强碳纤维粘贴的方法，施工工艺相对简单，因此会逐渐被广泛使用。

4.3 预应力技术在混凝土路面中的应用

道路桥梁预应力技术在混凝土路面的应用，是一个创新，近年来逐渐兴起与普及。其作用机制与预应力技术在道路和桥梁钢筋混凝土结构是相似的，同样也是通过预应力钢筋的配置来对混凝土路面进行一定的约束，从而达到延缓甚至不出现裂缝的目的。

5 预应力技术在道路桥梁施工中的应用

5 . 1 预应力技术在加固施工过程中的应用

道路桥梁的加固施工是一个非常复杂的过程,通常对于道路桥梁的加固采用的都是加大桥梁构件的强度或者是改变整个桥梁的结构性能,进而提高桥梁的承载力。实现对桥梁的加固。在桥梁加固施工过程中,通常采用的几种方法,改变结构受力体系,以及体外预应力加固等。构件预应力改变的加固方法就是通过对构件进行预应力的加成,使构件的拉应力加大,使得构件在承载时的应变增力的能力加大,进而实现桥梁的加固。体外预应力技术是后张预应力体系的分支,是无粘结预应力结构技术的一种。它对置于混凝土截面之外的预应力筋进行张拉,通过体外筋端部锚具和转向块将预应力传递给混凝土结构。5.2 预应力技术在混凝土多跨连续梁的应用

多跨连续梁需要桥梁有很好的抗弯承载力和抗剪承载力,当桥梁的强度达不到要求的时候就需要对桥梁进行加固处理。预应力技术在多跨连续梁的应用已经有很多年的历史了,在施工过程中要充分考虑

到施工环境,做好应急处理。

5 . 3 预应力技术在受弯结构中的应用

受弯结构的加固一般都采用粘贴碳纤维片材的方法,碳纤维片材具有很高的强度,能够增强构件的强度。碳纤维的加固能力受到了构件初始应力的影响。如果构件的初始应力大于碳纤维的应力,则碳纤维的应力就变得没有任何发挥余地,这次加固就作废了。反而当碳纤维的应力大于构建的初始应力时,碳纤维的强度就能得到非常好的发挥。因此在实际施工时要充分对混凝土的构件预应力进行检测,同时提高粘贴碳纤维的应力值,使得其应力大于构件的初始应力,充分发挥其高强度的特点。

二、 预应力构件张拉前出现裂缝问题

1 波纹管堵塞

堵管主要指在混凝土浇筑后波纹管出现堵塞的现象。波纹管堵塞会使得后期预应力钢绞线穿束无法穿过或张拉预应力时, 造成钢绞线实际值与工程设计值存在差距, 这样既影响了工程进度又耗费了人力物力。

2 孔道堵塞问题

由于预留孔道堵塞或塌陷, 造成了预应力钢筋不能顺利通过, 影响张拉的效果, 进而影响灌注施工过程质量。在水泥还尚未凝固之前就抽芯是造成这种情况的原因, 这样就导致强度, 如果抽芯太迟, 还可能造成橡胶抽拔管被拔断的情况出现。

3 后张预应力结构张拉力控制的问题

由于预应力施工不够规范, 不能正确控制张拉力, 将对预应力桥梁质量产生较大影响。一般情况下, 张拉作业是同时控制张拉力和预应力筋伸长量, 以张拉力为主, 通过伸长值校核张拉力。

三、 针对预应力相关技术问题提出的解决措施

对于漏浆问题,施工单位要严格的挑选波纹管,控制好波纹管的质量。遇到堵管问题,在避开梁的主筋位置,采用冲击钻缓慢进行开孔,清除波纹管中的水泥浆块,使钢绞线能顺利穿过波纹管并能够自由伸缩,待张拉完毕后用高一等级微膨胀混凝土封堵孔洞。对于铸固问题,必须找到铸同的部位,将箱粱结构砼凿开清理干净波纹管内的灰浆,然后再修复。对于波纹管孔道问题,施工单位在现浇箱梁为防止结构裂缝时,砼施工工艺上改为每2～3跨浇筑一次砼,张拉预应力筋。在实际施工中要严格按照施工要求来做,加强施工工艺和施工技巧。

四、结语

总之, 道路桥梁施工预应力工艺较复杂, 在预应力施工中要不断采用新技术、新材料以及新工艺, 加强对施工人员的技能培训, 提高操作水平, 严格按照规范办事,防止安全事故的发生, 以保证工程的顺利施工,缩短施工周期,提高施工企业的经济效益。

参考文献：

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[2]刘伟.浅析路桥施工中预应力技术的应用[J].价值程.2010(21)．

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