浅谈预应力技术在公路桥梁施工中的应用

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　　摘要：公路桥梁是社会现代化建设中的基础设施，公路桥梁是百年基业，一旦出现质量问题，直接影响人民生活。质量是建筑工程的灵魂，如果建筑灵魂缺失，建筑也就不复存在了。近年来，预应力技术广泛应用于公路桥梁施工当中，本文针对预应力技术在公路桥梁施工中的应用进行探讨。
　　关键词：预应力技术 公路桥梁施工工艺
　　 进入21世纪以来，经济飞速发展，人民生活水平的逐渐提高，交通运输业快速蓬勃的发展。对公路桥梁的需求越来越高。公路桥梁的交通承载能力，逐步被重视起来。在我国建筑工程领域，对预应力技术研发时间可以追溯到上个世纪50年代，预应力技术广泛应用于公路桥梁施工当中。
　　一、预应力技术的施工中的优势
　　 现代预应力技术，除了应用与公路桥梁建筑之中，还广泛应用于各种塔式结构、储罐结构、山体边坡锚固等各个方面。这是因为预应力技术可以有效的降低成本和节约施工建材，更是因为它有非常好的抗击裂缝的作用。由于工艺、结构、设计都相当可靠便捷，已经在我国大面积使用，对交通建设开发起到了重要作用，是公路桥梁质量的保障性技术。
　　二、预应力技术施工中出现的问题
　　（一）砼与早强剂问题
　　 近些年来，公路桥梁行业在施工中普遍使用早强剂。早强剂，是一种砼外加剂，能够提高砼的早期强度，同时对砼后期强度并无明显影响，其主要作用是加快水泥水化。早强剂种类为有机物类、无机盐类、有机类和无机物复合三类。一方面，行业内普遍的使用方法，在砼浇筑之后就进行张拉预应力。砼强度增长是需要一定时间的，而且特别要注意的是其弹性模量与强度模量增长速度并不一致，这就会导致公路桥梁承载力完全不足，大面积出现裂缝。
　　 另一方面，就是进行现场试块，对早期砼强度实地测量，盲目将其结果作为整个工程的强度，这种做法通常情况下都会给建筑工程事故埋下伏笔。据不完全统计显示，在使用这种方法进行强度测算的工程中，公路桥梁完工时的强度往往无法达到试块强度。这是由于预应力施工过程中，作业流程往往不够标准造成的。如果对无法完全掌控预应力，那么对公路桥梁的工程质量有非常的影响。
　　（二）钢绞线选择问题
　　 预应力钢绞线，通常其直径范围控制在9.53mm到17.8mm之间。目前国内外主流的预应力钢材为预应力钢筋、低松弛预应力钢丝、矫直回火力预应力钢丝、冷拉预应力钢丝等等。其中低松弛预应力钢丝由于轻便美观、高效经济在建筑工程中被广泛使用。如何选择合适的预应力钢绞线呢？一般情况下通过性能参数和标准判断选择。其性能参数包括：松散性、屈服荷载、断裂荷载、表面状态等等；其标准包括：尺寸公差、品种规格、破裂荷载等等。
　　（三）锚具选择问题
　　 锚具问题在近些的建筑工程问题中显得尤为突出。某些施工方为了降低工程成本，随意减小截面尺寸，甚至使用有技术争议的扁锚。
　　 锚具是锚与锚索及其配件的统称。通常我们使用在预应力砼中的锚具，应该是一个永久的锚固装置，使用在后张法构件或者结构中，在保持预应力筋拉力的基础上，其可以将拉力传递到砼内部锚固工具就是预应力锚具。可以分为摩阻锚固与机械锚固两个大类。摩阻锚固通过楔形锚具把预应力钢材挤压为一个整体，形成一个锚旋作用。摩阻锚固最大的特点就是锚力变化多样、吨位大、穿索简便；不足的是锚具应力的损失率较高、需要重复张拉等。机械锚固是把预应力钢材顶端进行一定的机械加工，使之形成锚定工作条件，再进行锚固。一般用于锚旋集束型高强钢丝与高强度粗钢筋，一定情况下也适用于单根、多根钢绞线的锚旋。机械锚固优点是锚具应力损失率小，在使用连接上比较便利，在为灌浆之前可重复张扣调整预应力。我国目前根据锚具的使用范围，制定了一系列的标准。
　　扁锚，作为锚具的一种，只在某些特定条件使用，如当结构截面尺寸受到限制或者构造连接等等。常见的扁锚张拉工艺为逐根张拉，目前我国整体张拉技术并不成熟，这就使张拉过程中，经常出现钢绞线受力不均。又因为扁锚使用扁波纹管留孔技术，这样就使得扁孔非常小，空气流通速度慢，孔道摩阻大，假如将其使用在特别长的工艺上，问题凸显的就更加严重。以某高速公路大桥为例，此高速公路为25m跨预应力空心板梁。该公路大桥使用扁锚预应力，出现严重大面积裂缝，在检查过程发现，只有两端的进2m范围中，有浆体存在于孔道之中，中间部分并不存在浆体，公路大桥通车后自然会出现裂缝。类似的例子层出不穷，由此我们可以看出，扁锚并不适用与空心版、腹板梁等结构。这里特别要注意的扁锚连接器，3孔与5孔连接器在目前相关设计中，并没有达到实际施工的要求，其非常容易发生偏心受力，建议在公路桥梁施工不要使用。
　　（四）孔道压浆问题
　　 我国交通部对孔道压浆问题进行了详细规定，特别提出对压浆不饱满的构件不允许使用。进行预应力孔道压浆有两个目的：一个目的主要保护钢绞线不生锈；另一个目的是成为钢绞线松弛后，向梁体传递应力的媒介。孔道压浆有一系列严谨的工艺流程，是施工人员必须遵守的。这里要特别注意，孔道压浆施工要保证预应力钢筋已经张拉完成，通常情况下把14D作为标准，同时要求工程监理在场同意方可进行施工。操作时应严格按照浆体配置标准进行配比，严格规范工艺流程，避免漏浆与漏灌的出现。
　　三、预应力技术施工中应用
　　（一）预应力应用于钢筋混凝土结构
　　裂缝在钢筋混凝土结构中时常出现，特别是在公路桥梁大型钢筋混凝土工程中经常出现。通过应用预应力技术，可有效规避构件与结构中出现的早期裂缝。具体使用方法，使用公路桥梁钢筋混凝土以前，对受拉区域先行加压，进行受拉区域的钢筋张拉，利用钢筋本身拥有的回缩力，使混凝土先受到钢筋对其的压力。这是因为混凝土构件与结构在外荷载对其施加拉力时，会抵消受拉区域中混凝土与压力，然后混凝土会受到拉力。通过这个方法，有效控制混凝土的自动伸长，规避裂缝的发生的机率。
　　（二）预应力应用于碳纤维片
　　 目前，公路桥梁对跨度构件的要求相对较高，在受弯构件与结构中，常见的多为大型钢筋混凝土T型梁和箱梁。受弯构件与结构，其建筑成本过高。将预应力技术植入碳纤维片之中，碳纤维片的特点可以更加有效的发挥出来。由于碳纤维片粘贴加固法，在工艺与成本上，相对简单合理，所以被广泛应用与公路桥梁改造加固项目中。
　　（三）预应力应用于混凝路面技术
　　混凝土路面技术，是指依靠水泥混凝土板形成路面。近年来，行业中兴起将预应力技术与混凝土路面技术相结合使用。其技术工作原理同钢筋混凝土有异曲同工之妙，都是依靠预应力对路面进行控制，规避裂缝形成。其与与钢筋混凝土结构最大的不同是，其对环境变化、交通荷载等原因也列入的工艺设计范围之中，充分利用混凝土板的收缩期，进行板底摩擦控制因素的研究。其可以有效的防治路面横向断裂收缩，目前这项技术已经进入成熟完善期被广泛使用。
　　总结：
　　总而言之，预应力技术经过数十年的研发，如今成为一项成熟的技术，广泛应用与建筑行业的方方面面，而预应力技术在公路施工中的应用意义是非比寻常，预应力技术随着时代时代发展不断完善、进步、发展。我们有理由相信，预应力技术会为我们留住无数经典建筑，更会为我们缔造粗更稳固的公路与桥梁。
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