谈预应力混凝土技术在路桥工程中的应用

张 孝 忠

(山西省吕梁公路分局孝义公路管理段,山西 孝义 032300)

0 引言

国家基础设施作为直接影响国际民生的项目，近年来越来越引起国家领导人和相关部门的重视，并不断扩展规划、加大投资力度。在目前的路桥施工建设中，预应力混凝土技术得到了越来越广泛的应用。该技术较强的抗裂性能、较强的刚度、强度以及较好的耐久性在很大程度上降低了应力的损失，延长了设施的使用寿命。

1 预应力混凝土技术简介

为了弥补混凝土过早出现裂缝的现象，在构件使用(加载)以前，预先给混凝土一个预压力，即在混凝土的受拉区内，用人工加力的方法，将钢筋进行张拉，利用钢筋的回缩力，使混凝土受拉区预先受压力。这种储存下来的预加压力，当构件承受由外荷载产生拉力时，首先抵消受拉区混凝土中的预压力，然后随荷载增加，才使混凝土受拉，这就限制了混凝土的伸长，延缓或不使裂缝出现，这就叫做预应力混凝土。

2 预应力混凝土技术在路桥施工中的优缺点

2.1 预应力混凝土技术的优点

2.1.1较强的抗裂性能

与普通的钢筋混凝土相比，预应力混凝土构件由于在承受外来载荷之前，其受拉区就已经存在了预压应力，所以，有外荷作用的时候首先是抵消预压应力，然后才是应对外荷应力，逐渐由受压转变为受拉状态，因而在很大程度上就增强了构件的耐拉性能，增强构件的抗裂性，延长构件的使用寿命。这种技术极其符合路桥建设的要求，提高路桥设施的质量，保障设施的使用年限。

2.1.2较强的刚度、强度

由于预应力混凝土有着较好的抗裂性能，因此该技术的构件在工作的时候也有着相对较大的弹性，因此与传统的钢筋混凝土相比将会不易变形，也就是其刚度也会相应的增加。除此之外，预应力混凝土技术可以在构件进行施加预压力的时候也会相应的减少构件的挠度，使其不易变形。再者，与普通钢筋混凝土技术相比，预应力混凝土技术在对其构件中的钢筋被预拉，从而加强了钢筋的耐拉性能，可以有效地利用高强度的钢筋，以减少对钢筋截面面积的需求。这就要求用高强度的混凝土搭配高强度的钢筋，达到最佳的效用。

2.1.3能够提高整体结构的抗剪性能

在预应力混凝土结构中，其纵向的预应力锚固能够起到一定的类似作用，这样能够避免结构出现斜向裂缝和变形现象，因此该技术结构对工程整体结构能够起到良好抗剪作用。

2.2 预应力混凝土技术的缺点

虽然预应力混凝土具有很多的优点，但在具体应用过程中也存在一定的局限性。主要表现在以下几个方面：

1)施工工序比较多，并且对施工技术要求较高。因此提高了该技术的使用门槛，建设单位需要配备专业的高技能人才。

2)该技术的实际应用需要有专门的配套设备，如张拉设备，锚夹具等等。

3)该技术的应用需要投入较高的设备和人工成本，相对于大部分普通钢筋混凝土构件就可以达成的施工来说，该技术的造价太高。

3 路桥工程中预应力混凝土技术的有效应用

3.1 路桥工程施工过程中预应力混凝土结构的设计

在路桥工程中应用预应力混凝土技术，预应力混凝土结构的设计则是整个施工过程的第一步，也是最为关键的一步。必须根据路桥工程项目的实际需求和相关标准进行设计，并从全局的角度出发，考虑项目整体结构对预应力混凝土结构的承载作用以及整体的实际功能。

3.2 预应力技术在路面中的应用

在当前的形势下，混凝土连续梁和混凝土路面在路桥施工过程中用的最为普遍。然而在路面和连续梁的钢筋混凝土中引用预应力技术，则可以利用预应力构件材料有效改善路桥的质量，减少裂缝的出现和扩大，这就充分彰显出预应力混凝土的优势。

3.3 预应力技术在受弯构件中的应用

在预应力技术得到不断发展的同时，也应用了一些新兴的材料，比如碳纤维等。使用碳纤维可以增加构件的强度，有利于施工的顺利进行。在对路桥中受弯构件进行加固时，通过对碳纤维材料进行预应力处理，一旦受弯构件受到损坏，就可以增强碳纤维材料的应力和强度，使得碳纤维材料在路桥工程中发挥更大的作用。

4 路桥工程施工中预应力混凝土技术应用的管理重点

预应力混凝土技术虽然具有很多的优点，但是目前在路桥工程实际工作中仍然存在一些问题，以致不能充分发挥预应力混凝土技术的主要作用。比如：1)张拉前裂缝，当构件中产生较大的温差时，在张拉前就会产生构件裂缝问题，这在实际工作很是常见。这将直接影响路桥工程的质量。2)堵塞，主要表现在波纹管堵塞和孔道堵塞。在波纹管产生堵塞的关键时期，由于工作人员的操作不当，造成弯头松动或是波纹管弯折，导致淤泥进入并造成波纹管堵塞，这将严重影响工程的进度。另外，如果内芯在水泥未凝固之前抽出，就很容易造成孔道堵塞，致使水泥不能顺利通过预应力钢筋，影响工程质量。

基于上述路桥工程施工过程中存在的问题，笔者认为，在今后路桥施工中有效应用预应力混凝土技术时，可以通过以下措施予以解决。

4.1 解决堵塞和裂缝问题的措施

为了切实减少和杜绝堵塞和裂缝的问题，首先在出现堵塞和裂缝之前，工作人员必须严格按照相关标准和操作规范进行作业，精准把握每一操作步骤的程度和时间，避免构件内产生加大温差，以提前降低出现裂缝和堵塞的可能性。另外，如果一旦管道发生堵塞，工作人员则要马上在管道外侧进行位置的标注。同时在开孔过程中切忌用力过大，一定要缓慢进行，彻底消除堵塞物。

4.2 提高张拉工艺施工质量的措施

张拉工艺对工作人员的要求较高，因此在新的张拉工艺开始实施之前，一定要对操作人员进行专业的培训，使其掌握先进工艺和操作流程，并经过严格的考核后方可上岗。此外，要加强对施工人员施工过程的管理，保证其能够严格按照操作规范和流程就行，提前做好防备。

同时，在进行张拉施工的过程中，要展开动态监督，及时发现施工过程存在的问题，并予以纠正。另外，用于张拉作业的主要设备比如锚具、夹具等一定要派专人妥善保管，并定期保养和维护，保证设备的性能，从而保证工程质量。最后，在实际的张拉工作中，一旦设备中存在较强的异响，无论什么情况，都必须立即停止作业，对设备进行检查，问题消除后方可复工。

最后，为确保路桥工程中预应力混凝土结构的质量，除了对主要的施工工艺和施工环节进行把控外，还需要严格把握材料的质量。材料的选购和验收都要达到工程质量的要求。对已经进入施工现场的材料要进行妥善保管，避免预应力混凝土结构受潮以及钢筋受潮生锈的现象，为确保路桥工程的质量奠定良好的基础。

5 结语

预应力混凝土技术在我国路桥工程建设中有着重要的作用和意义。为确保预应力混凝土的质量，就一定要对操作人员进行专业培训和严格考核，加强人员的安全意识和质量意识，严格按照操作规范和流程标准进行作业，从而从源头上杜绝裂缝和堵塞现象的发生，提高张拉工艺的施工质量；另外还要加强对主要材料的质量控制和储存，为提高路桥质量提供良好的保障，进一步确保预应力混凝土技术在我国的路桥工程建设中发挥更大的作用。

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