張少杰　秦君彪

摘 要：本文首先分析了路橋施工中預應力的概念、分類和特點，然后對預應力技術(shù)在路橋施工中的不足分析，最后深入的研究了預應力技術(shù)在道路橋梁中的應用，本文在此提出了自己的觀點和看法，供同行參考。

關(guān)鍵詞：預應力技術(shù)；公路橋梁；施工；應用

前 言

高速公路的路橋施工中，預應力技術(shù)是極其關(guān)鍵的，其對施工的質(zhì)量具有很大的一些，因此，我們在施工中必須要從各個方面來做好此技術(shù)的應用保障，從而確保路橋的施工質(zhì)量。

1 工程案例

本項目為浙江省紹興市地區(qū)的一個大型高速互通樞紐項目。該互通樞紐橋梁的跨徑組成較為復雜，共有38聯(lián)140跨，樞紐區(qū)共有匝道5.125km（不含橋梁），橋梁19座共計5.473km（其中M主線橋總跨徑809m，單跨45m），箱涵1座。按設計速度為100km/h的高速公路標準設計，雙向四車道，汽車荷載等級為公路Ⅰ級，上部結(jié)構(gòu)采用預應力混凝土現(xiàn)澆箱梁和預制小箱梁和空心板梁，結(jié)構(gòu)組合比較多樣性。

2 路橋施工中預應力的概念

自上個世紀50年代以來，預應力技術(shù)就開始在建設項目施工中得到了使用，在1980年左右，橋梁工程的技術(shù)又開始被快速的提升，并且得到了廣泛的應用。混凝土施工技術(shù)應用中預應力技術(shù)在混凝土工程施工的預應力混凝土構(gòu)件中得到了充分的使用，使其產(chǎn)生預應力用于削弱外荷載引起的拉應力作用，實際上就是借凝土抗壓強度高的特點來彌補某些地方存在的抗拉強度很低的問題，從而使得張力區(qū)混凝土開裂的時間向后推遲。

3 路橋施工中預應力的特點分析

3.1 使用功能分析

路橋工程中預應力混凝土結(jié)構(gòu)所用的都是高強度鋼材與高標號混凝土材料，有效地節(jié)省了材料，促使結(jié)構(gòu)截面尺寸減小了，使得橋梁建筑高度得到了有效的降低。這些點特別適合于現(xiàn)代的橋梁，特別是多層立交，高度的降低，必然縮小引道的長度，使行車縱坡降低，有效地減少占地，社會經(jīng)濟效益得到了有效地提高。同時，該技術(shù)結(jié)構(gòu)剛度大，有效降低了結(jié)構(gòu)自重，有效防止了開裂和減少撓度，行車舒適，建筑高度變薄，促使結(jié)構(gòu)更加經(jīng)濟、輕巧、美觀。

3.2 受力特性分析

現(xiàn)代的高速公路橋梁呈現(xiàn)出彎多、斜橋多、坡多、異形橋多，同時為了達到增大橋下凈空的目的，又呈現(xiàn)出雙柱墩及多柱墩，大懸臂多等特點，對于多層立交還表現(xiàn)為高橋墩多，高等級道路表現(xiàn)出來的多車道、寬橋多等“幾多”現(xiàn)象。這些都屬于特殊的橋梁結(jié)構(gòu)，都存在著特殊的受力條件，因此，在設計上必須做到精確地分析和合理地布局，確保正確地設計。預應力是一個相當復雜的空間力系，存在于這些特殊的橋梁結(jié)構(gòu)中，對其影響影響因素我們必須實施綜合考慮，以確保其結(jié)構(gòu)內(nèi)力值趨于最小，促進其結(jié)構(gòu)更為合理化。比如，彎梁的彎扭內(nèi)力可以借助預應力空間效應來抵消；再比如，該技術(shù)應用于在多梁格的寬橋，其橫向的預應力可以用于調(diào)整改善主梁的受力，使其平衡等等。大量實踐表明，預應力的存在為改善橋梁受力條件起到的作用還是相當明顯的。

3.3 橋梁耐久性分析

數(shù)據(jù)顯示，普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)橋梁遭受破壞的原因大多是由于混凝土堿集料反應或因此而導致的凍融，化冰鹽，水氣侵入等因素造成的，歸根究底鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫是最為主要的原因。同時，大量實踐也證明了同一時間修建的預應力混凝土橋，卻很少產(chǎn)生此類破壞現(xiàn)象。

4 預應力技術(shù)在路橋施工中的不足分析

4.1 波紋管堵塞問題的分析

實際情況中，如果波紋管出現(xiàn)堵塞的情況，就容易導致鋼絞線設計值與實際值之間產(chǎn)生誤差，從而不利于整個施工過程的順利開展，不但會白白耗費人力物力，而且對于工期也有很大的不利影響.

4.2 預應力構(gòu)件在張拉前產(chǎn)生裂縫的問題分析

施工過程中，一般情況下，溫差和收縮容易導致預應力構(gòu)件在張拉前出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象，與此同時，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)受到荷載作用的影響，產(chǎn)生一系列的裂縫，不利于工程質(zhì)量與安全實施。

4.3 針對后張預應力結(jié)構(gòu)的張拉力的問題分析

在路橋施工建設中，張拉力的控制效果對預應力路橋質(zhì)量的影響是非常大的。一般情形下，張拉作業(yè)會同時對預應力與張拉力的筋伸長度進行控制，其中張拉力是主要方面，利用伸長值對張拉力進行相關(guān)校核。在實際施工中，由于相關(guān)人員不具備專業(yè)素質(zhì)，容易導致一系列誤差的出現(xiàn)。

5 路橋施工中的預應力技術(shù)應用

5.1 多跨連續(xù)梁施工中的預應力技術(shù)應用

在該項目施工的過程中，多跨連續(xù)梁是整個施工過程的重要環(huán)節(jié)，它一般分為正彎矩與負彎矩兩個區(qū)域，通常來說跨中為正彎矩，其支座處為負彎矩。如果橋梁自身的抗剪承受力以及其出現(xiàn)不合格的抗彎承受力時，就需要對它進行系列加固處理，一般來說，如果正彎矩區(qū)出現(xiàn)承載能力不夠的情況，可以采用比較簡單的施工工藝與施工方法可進行加固處理。

5.2 受彎結(jié)構(gòu)中的預應力技術(shù)應用

在實際施工中，碳纖維具有很好的特點，比如高強度，施工的簡易性等。一般來說在路橋施工過程中對于受彎構(gòu)件進行加固主要利用碳纖維粘貼的方法。受彎結(jié)構(gòu)在加固前就已經(jīng)產(chǎn)生初始內(nèi)應力了，與此同時混凝土也有初始的壓應變與拉應變，如果出現(xiàn)混凝土受壓區(qū)的壓應變超越其極限壓應變的情況，就會超出其構(gòu)件的極限承載能力，混凝土的應力增量決定碳纖維的最終應力，如果初始應力過大時，應力較小的構(gòu)件就會遭到破壞，就會無法體現(xiàn)碳纖維高強度的特性。所在在路橋施工中，可以在粘貼碳纖維的時候就開始施加預應力，以產(chǎn)生初始拉應力，從而發(fā)揮其強度的優(yōu)勢。

5.3 預應力錨具選擇

后張法及先張法為預應力的兩種類型。本項目采用后張法施工；后張法預應力混凝土所需錨具包括摩阻錨固、機械錨固。機械錨固類錨具主要應用于預應力鋼材兩端，通過機械加工實現(xiàn)工作條件的形成。機械錨固類錨具主要被應用于集束性高強鋼絲、錨旋高強度粗鋼筋內(nèi)，其特點可歸納為連接方便、應力損失小、受施工約束限制少。摩阻錨固類錨具應用范圍廣、種類眾多，且在楔形錨具的配合作用下，拉緊預應力鋼材可起到錨旋的效果。摩阻錨固類錨具具備噸位大、變化形式多、穿索簡潔等優(yōu)點，其存在的缺點為應力損失大、連接或重復拉張便捷度低。

5.4 路橋加固工程預應力技術(shù)的應用

若提高路橋現(xiàn)有承載力可實現(xiàn)路橋加固的目的，而改善路橋結(jié)構(gòu)性能及補強路橋構(gòu)件可實現(xiàn)路橋承載力的提高，從而實現(xiàn)路橋使用壽命的增加。路橋加固方式包括路橋體外預應力加固、路橋面補強層加固、路橋面結(jié)構(gòu)受力體系改善等。在路橋加固工程中，允許先在路橋構(gòu)件上施加預應力，從而致使在路橋構(gòu)件受拉區(qū)引起拉應力，并減小路橋構(gòu)件初彎矩拉應力，最終實現(xiàn)路橋構(gòu)件極限承載能力的提高，及鋼筋作用的最大化發(fā)揮。

5.5 預應力張拉技術(shù)

張拉前應對儀器設備進行校準標定。目前張拉設備都采用數(shù)控設備，預應力設備標定應與設計要求保持一致；預應力張拉時油表讀數(shù)及波紋管定位應精準；預應力張拉設計值域?qū)嶋H伸長值間差值應滿足6%標準值。

6 結(jié) 語

總之，高速公路的路橋預應力技術(shù)在施工中具有很重大的意義，對于實際工程施工中此技術(shù)存在的一些不足，我們的相關(guān)技術(shù)人員應該對其進一步的改善優(yōu)化，從而保障施工的質(zhì)量。

參考文獻

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作者簡介：張少杰（1982-），男，浙江諸暨人，本科，工程師，從事道路與橋梁施工管理工作。

秦君彪（1982-），男，浙江東陽人，本科，工程師，從事道路與橋梁施工管理工作。