解析公路桥梁中预应力混凝土的应用

摘要：随着我国交通行业的不断发展，公路桥梁建设的数量越来越多，以目前的情况来看，我国公路桥梁工程已经进入了一个全新的时期。虽然预应力混凝土结构在公路桥梁施工中应用的非常广泛，但工程施工中也容易出现一系列的问题，只有采取有效措施，做好各种施工预案，才能充分保障工程的顺利施工。本文主要研究的是公路桥梁中预应力混凝土的应用。

关键词：公路桥梁；预应力混凝土；应用

中图分类号：U445文献标识码： A

1、公路桥梁预应力混凝土结构的优点

在公路桥梁的部分构件中会采用预应力，这样做的目的是使得构件的性能有所提高，更加稳定，如图1所示。因为在构建中采用预应力能够提高构件之间的拉力，降低裂缝出现的概率，同时出现裂缝的地方可以延缓其损坏程度。在混凝土构件的荷载卸去之后，预应力能够使得裂缝充分闭合，改善了结构构件的弹性恢复能力，增强了整个构件的稳定性能，预应力能够降低钢筋的疲劳程度，提高整个结构的抗疲劳程度。在跨度较大的项目工程中采用预应力技术非常普遍。由于预应力能够充分缓解裂缝的损坏进度，降低裂缝的恶化进程，因此在使用高强度钢材时，混凝土与高强度钢材在预应力的作用下能够很好地减轻结构的自重，充分利用了高强度钢材的强度和混凝土的粘合力，因此在钢材的利用效率上大大地提高，进一步地减少了钢材的使用量和混凝土的用量，提高了施工单位的经济效益。

图1预应力结构示意图

2、分析预应力混凝土在公路桥梁中的应用

2.1、提高构建性能

一般情况下，在公路桥梁施工项目中，一定会存在受拉和受弯构件，对此构件使用预应力技术，可以提高构件的性能，促使构建在使用过程中更加稳定。如果对弹性构件使用预应力技术，可以提高元件的弹性程度和复原能力，保障弹性构件的稳定性，减缓构件的疲劳状态。现阶段，预应力混凝土已经在公路桥梁建设中受到了广泛的运用，其中在大型跨度项目工程中，预应力混凝土的使用频率更多。

2.2、减缓裂缝损伤

由于预应力可以减缓桥梁工程出现裂缝的概率，延长其使用年限，所以当预应力技术与混凝土、高强度钢碰到时，三者会共同迸发出一股作用力，加深对公路桥梁工程的优化作用。并且使用了预应力混凝土之后，桥梁建筑本身的重量还会减少，可以调整建筑整体的结构内力。在大跨度桥梁施工过程中，桥梁两端的空间间隔比较大，普通施工技术很容易出现受力不均，或者连接不牢的问题。而预应力技术可以充分发挥高强度钢材、混凝土的支撑力和黏结强度，较好地解决桥梁建筑的这些问题。

2.3、施工难度较大，成本较高

虽然说预应力具有许多优点，但万事没有十全十美的，在实践过程中，预应力也存在缺点，其中最大的缺点就是施工难度较大，施工成本较高。所以在实际使用过程中，预应力通常是应用于中大型工程，小工程因负担不起施工成本所以基本上不会使用预应力技术。除此之外，预应力技术的施工难度较大，预应力混凝土的结构技术非常复杂，对施工人员的专业技术水平要求非常高，所以在实际操作过程中，基本上是由经验老手来进行。

3、预应力混凝土的质量控制措施

3.1、确保混凝土质量

混凝土应保证具有设计要求的强度、良好的和易性及泌水性，且质量均匀性要好。影响混凝土质量的因素有配合比、搅拌、运输、浇注、振捣、养生等环节。其中混凝土配合比是控制其质量的最重要因素，在满足其施工要求的情形下应尽量减少单位用水量，相应地也减少单位水泥用量，从而减少混凝土水化热，减少由于混凝土的徐变与收缩而引起的预应力损失和施加预应力之前的收缩裂缝。此外，采用现场试块测得的早期混凝土强度等级代替现场结构的实际混凝土强度，也存在一定的问题。

3.2、重视预应力管道安装

预应力管道安装准确与否直接影响到梁体的受力情况与设计是否一致，关系到桥梁施工质量，是预应力施工中的重点。在管道安装过程中，主要需加强对管道定位进行控制，钢筋施焊时防止管道烧伤损坏，以避免混凝土浇筑时出现管道偏位、上浮及进浆堵塞现象。预应力管道安装施工、混凝土浇筑前，要严格对以下要点进行控制：管道位置是否正确、平顺性如何、有无漏浆处、是否严格密封等。

3.3、预防滑丝和断丝

滑丝指夹具在预应力张拉后，夹片“咬不住”钢绞线，钢绞线出现滑动，达不到设计张拉值。出现滑丝的主要原因有钢绞线锈蚀严重或表面有油污、杂物，工作夹片尺寸偏差大等。断丝指张拉钢绞线和钢丝时，夹片将其“咬断”，即齿痕较深，在夹片处断丝。出现断丝的原因主要有钢绞线受到机械损伤或钢绞线之间相互纠缠而发生受力不均。为了预防滑丝和断丝超标，应采取以下措施：（1）夹片的硬度除了检查出厂合格证外，在现场应对其进行外观、硬度等指标进行检验；（2）钢绞线的直径偏差、椭圆度、硬度指标应纳入检查内容，如偏差超限，质量不稳定，应考虑更换钢绞线或钢丝的产品供应单位。钢绞线在运输及下料安装等施工过程中要注意保护，以免受到损伤。（3）滑丝断丝若不超过规范允许数量，可不予处理，若整束或大量滑丝和断丝，应将锚头取下，检验并更换钢束重新张拉。

3.4、波纹管漏浆堵管的防治

波纹管漏浆堵管是指用通孔器检查预应力孔道时发现管内有堵塞或在混凝土浇筑前，管道内先置的预应力钢束抽拉不动。波纹管漏浆堵管的防治措施有：（1）使用波纹管作为索管的，管材必须具备足够的承压强度和刚度，破损管材不得使用；（2）波纹管连接应根据其号数，选用配套的波纹管，连接时两端波纹管必须拧至相当的位置，然后用胶布或防水布将接头缝隙封闭严密；（3）浇筑混凝土开始后，在其初凝前，应用通孔器检查并不时拉动疏通，如采用预置预应力索的措施，则应不时拉动预应力钢绞线或钢丝束，在混凝土浇筑结束后再进行一次通孔检查，如发现堵孔，应及时疏通；（4）确认堵孔严重无法疏通的，应设法查准堵孔的位置，凿开该处混凝土疏通管道。

3.5、严格预应力孔道压浆工序

预应力孔道压浆有两个重要作用：①保护预应力筋不被锈蚀；②保证预力筋和结构共同工作；然而实际工程中预应力孔道的压浆不饱满、不密实、漏浆和漏灌现象十分普遍，已成为预应力结构的通病。其主要原因除了施工单位对孔道压浆工序不够重视外，目前的压浆工艺、留孔质量、浆体配置等也存在一定问题，特别是浆体的水灰比，采用过大水灰比，孔道浆体泌水，孔道不易饱满和密实。为了防治孔道压浆不密实，可采取以下措施：（1）孔道在灌浆前应以高压水冲洗，除去杂物，疏通和湿润整个管道；（2）配制高质量的浆液，选用的水泥可用强度等级不低于325MPa的普通硅酸盐水泥，水泥净浆水灰比宜控制在0.35～0.45，泌水率宜小于2％，最大不应超过3％，水泥净浆应具有良好的流动性并不易离析，最好能掺入适量的减水剂和微膨胀剂，以提高其流动性，减小水灰比，从而减小泌水率，增加密实度，但不得使用对管道和钢绞线有腐蚀作用的外掺剂，掺量和配方应通过试验确定；（3）管道及排气口应疏通，压浆时应从低处往高处压，待高处的孔眼冒溢浓浆后，堵住排气口持荷继续加压，待泌水流光后，再塞住孔口；（4）对孔道较长或第一次压浆不够理想的，可进行二次压浆，二次压浆应在第一次压浆初凝后进行。

总之，随着我国经济的发展和社会的进步，在国民经济的发展中公路交通运输起到了举足轻重的作用，作为交通运输中比较重要的混凝土公路桥梁就显得尤为重要了，其工程具有一定的实际价值和社会意义。

参考文献

[1]王爱云.预应力混凝土在公路桥梁中的应用[J].中国新技术新产品,2012,07:53.

[2]田永安.公路桥梁工程中预应力混凝土桥梁的检测与加固[J].科技创新导报,2012,17:108.