高速公路橋梁施工中預應力施工技術(shù)應用研究

劉旭

山西德力公路工程技術(shù)咨詢有限公司 山西太原 030006

隨著我國高速公路運力需求的持續(xù)提升，對于橋梁建設(shè)施工來說工程規(guī)模越來越大，載荷要求和工程質(zhì)量要求也在不斷增強，針對這種現(xiàn)實需求，預應力技術(shù)在高速公路橋梁建設(shè)施工中的應用非常常見，此技術(shù)的運用能有效提升公路橋梁荷載特性，對橋梁工程施工質(zhì)量有著明顯的提升作用，因此，加強該領(lǐng)域的技術(shù)研究在現(xiàn)階段有著廣泛的價值和意義。

1 預應力施工技術(shù)簡述

預應力施工技術(shù)是指在公路橋梁常規(guī)施工的基礎(chǔ)上，改變橋梁應力特性，進一步提高橋梁結(jié)構(gòu)和承載能力的工程施工技術(shù)。在實際工程應用中，通常采用改變混凝土結(jié)構(gòu)的力學特性方式來防止橋梁出現(xiàn)裂縫。首先，在橋梁施工前應對混凝土結(jié)構(gòu)施加適當?shù)膲毫?，以改變其微觀結(jié)構(gòu)特性，混凝土施工產(chǎn)生的預應力降低或消除了外部荷載造成的拉伸應力，提前抵消一部分橋梁承重載荷，從而有效提高公路橋梁的穩(wěn)定性和承載能力。預應力技術(shù)具有降低自重、增強防滲、防裂、防滑、降低橋梁主拉伸應力、提高橋梁結(jié)構(gòu)剛度、施工方便、設(shè)計安全等優(yōu)點[1]。

2 高速橋梁施工預應力技術(shù)的應用實踐

2.1 T 型梁與空心板中的運用

在公路橋梁建設(shè)中，T 型梁是一種非常常見的橋梁承載結(jié)構(gòu)形式。T 型梁的主要技術(shù)特點表現(xiàn)為橋的橫截面是T 字型的。在公路橋梁的施工中，可以對T 型梁加載一定負荷的預應力，使T 型梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生反向的牽引力，增加其載荷承受能力，進而提升穩(wěn)定性。此外，在公路橋梁施工中，空心板也是廣泛應用的一種新型施工材料，空心板的主要優(yōu)勢在于其密度較小，自重較輕，無論是運輸還是現(xiàn)場安裝作業(yè)都很便捷，在小跨度的高速公路橋梁工程施工中應用最為常見，采用預應力技術(shù)對空心板施加預應力能夠提升板的承載性能，提升結(jié)構(gòu)的抗疲勞載荷特性，進而延長空心板的使用耐久度[2]。

2.2 橋梁預制板中的運用

混凝土結(jié)構(gòu)橋梁預制板是高速公路橋梁施工的重要組成部件，利用預應力技術(shù)會很大程度的提高混凝土預制板的載荷承擔能力，會對其抗疲勞，抗剪切等重要機械性能起到較強的提升作用，同時能夠有效降低高速公路橋梁混凝土預制板結(jié)構(gòu)的撓度和自重，降低施工材料和成本投入。此外，預應力技術(shù)應用于預制板的制作中可以提高預制板的抗震性能和穩(wěn)定性，性的提升。

2.3 受彎構(gòu)件中的運用

在高速公路橋梁工程建設(shè)施工中，受彎構(gòu)件在承擔橋梁載荷上起著非常關(guān)鍵的作用，受彎構(gòu)件的性能參數(shù)對高速公路橋梁的穩(wěn)定性、安全性和使用壽命起到了決定性作用。在受彎構(gòu)件中應該合理的運用預應力技術(shù)，一般可以采用高強度碳纖維等材料提高受彎構(gòu)件的機械強度和剛度性能，碳纖維的應力由混凝土的應變增量決定，如果初始應力增加，就破壞了碳纖維的應力較小的構(gòu)件，這樣碳纖維高強度的特點也就無法體現(xiàn)出來。所以，可以在粘貼碳纖維片材的時對碳纖維施加以預應力，讓碳纖維片材附有初始拉應力，從而有效地提高彎曲構(gòu)件的性能，，提升橋梁系統(tǒng)的穩(wěn)定性和承載力特性，在具體的施工實踐中，主要有先張法和后張法兩種使用技術(shù)，施工作業(yè)人員應根據(jù)不同的工況特點選擇恰當?shù)念A應力施工方案[3]。

2.4 橋梁加固中的運用

在公路和橋梁的加固中利用預應力技術(shù)時，應先對承載構(gòu)件施加預應力，使構(gòu)件在拉伸范圍內(nèi)產(chǎn)生拉伸應力，然后構(gòu)件在初始時刻減小拉伸應變，這樣可以提高橋梁承載構(gòu)件的極限承載能力。

3 高速公路橋梁預應力施工技術(shù)問題和防治措施

3.1 預應力張拉時間控制

在高速公路橋梁施工過程中，應在混凝土結(jié)構(gòu)強度滿足設(shè)計要求后，再進行進一步的預應力拉伸，在進行混凝土張拉時，應該嚴格依據(jù)設(shè)計標準重點控制預應力張拉時間，只有這樣預應力混凝土才能有最高的質(zhì)量性能，從而保證預應力技術(shù)效果和整個橋梁施工階段的質(zhì)量水平。

3.2 預應力管道堵塞問題和防控

高速公路橋梁施工預應力技術(shù)運用過程最容易發(fā)生的技術(shù)問題是預應力管道堵塞故障。造成管道堵塞的主要原因在于沒有準確的把控混凝土澆筑時間，一旦發(fā)生管道堵塞，會導致張拉鋼筋不能順利穿過預應力管道，從而導致橋梁結(jié)構(gòu)預應力拉伸效果不能滿足設(shè)計要求。為避免防堵管道堵塞，混凝土澆筑施工人員應嚴格把控混凝土澆注的時間，并重點控制混凝土的配比和灌注工藝。

4 結(jié)語

總而言之，預應力技術(shù)在混凝土橋梁施工過程中具有十分重要的價值和意義。只有控制相關(guān)技術(shù)要素，加強施工技術(shù)和質(zhì)量的管理和控制，才能有效的保證預應力混凝土橋梁工程的順利施工，并有效提高橋梁工程的施工質(zhì)量。施工中不僅要加強技術(shù)和施工工藝，同時也應該加強項目管理工作，結(jié)合施工現(xiàn)場實際問題和現(xiàn)實情況，全面加強橋梁施工作業(yè)的工藝水平，促進我國橋梁工程的施工質(zhì)量和建設(shè)安全水平得到整體的提升和優(yōu)化。