路桥施工中预应力技术的应用分析

方晨宁

(中国水利水电第十六局工程有限公司，福建福州350000)

0 引言

现阶段，人们对交通的运行安全提出了更高的要求，因此相关部门应当重视对于路桥施工质量的控制，确保路桥施工质量与安全性，以下围绕着预应力技术的应用展开分析。

1 工程概况

哈萨克斯坦库尔特- 布雷尔拜塔标段项目（KM2214-2295）（简称本合同项目）总长81km，起点距江布尔州与阿拉木图州交界处1km，终点处距阿拉木图市大约190km。该合同项目基本是在原有道路基础上进行拓宽，少量进行改线。新建道路为双向四车道沥青混凝土一级道路，基本宽度为25.5m。项目资金来源为欧行融资，业主为哈萨克斯坦投资发展部公路总局。该项目合同总金额为0.75 亿美金，合同工期为33 个月（990 天），质保期730 天，计划开工时间为2017年10月1日（具体以工程师下达开工时间为准），开工后18 个月内完成路面施工81km 单幅（投标时业主要求的施工节点）,竣工时间为2020年6月26日。

根据拟定的施工进度，各年度各主要分项的施工工程量如表1所示。

表1 施工进度表

哈萨克斯坦库尔特-布雷尔拜塔81km 项目桥梁特征与主要工程量如表2所示。

表2 哈萨克斯坦库尔特-布雷尔拜塔81km 项目桥梁特征与主要工程量表

2 预应力施工技术

预应力施工技术最早出现于20世纪50年代，但是最早只是在建筑工程中应用，在路桥工程中得以应用是20世纪80年代，随后得到了广泛的应用。预应力施工技术在路桥工程中主要应用于混凝土工程。通过该技术促使混凝土构造中产生预应力，从而使其外荷载所造成的拉应力得到有效降低或消除。

预应力施工技术有着十分鲜明的特点，其具备较强的使用功能、良好的受力能力以及优秀的耐久性[1]。

其一，在实际施工过程中，混凝土以及钢材是主要的建筑材料。由于这些材料具有良好的强度，使用较少的使用量就能够得到不错的强度效果，还能够独对结构截面适当缩减。面对当前我国异常紧张的土地资源，预应力施工技术的应用能够降低立交桥的高度，缩短引道长度，有效节约土地资源，提升路桥工程的社会效益和经济效益。同时，预应力施工技术的应用能够缩减工程自身重量，有效避免混凝土裂缝，建筑结构也得以缩减，提升了桥梁的质量与美观。

其二，一般情况下，在设计过程中不但要考量工程自身的功能，同时还应对城市规划以及各种管道等情况进行综合考量。因此，考量与分析桥梁结构应从多个方面入手，尤其是工程难度提升、要求提高的现状，对保障工程的受力能力有着十分重要的作用与意义。预应力施工技术的应用能够给路桥工程创造更加复杂的受力体系，赋予工程更好的受力能力。

其三，耐久性指工程的使用寿命。在应用预应力施工技术的过程中通常会采用高质量的建筑材料，因此能充分提升工程的抗渗性及抗裂性，减小裂缝的出现概率，避免环境中的碱、水、盐等因素对于路桥工程的侵蚀，工程的使用寿命得以延长。

3 预应力施工技术在路桥工程中的应用

3.1 监控技术的实施

3.1.1 仿真计算的方式

关于大跨度预应力的计算方式多种多样，其中以仿真计算最为常见也最为简便。对桥梁的设计运用分段计算悬臂施工系数就是仿真计算，进而对结构形变力以及压应力进行准确计算。在应用仿真计算的过程中，相关工作人员应当对桥梁的各个受力点进行计算模拟，为桥梁工程的施工打下良好的基础。

在此过程中，施工单位应当按照工程工序图、建筑施工图纸以及说明来确定施工流程。要根据施工图的设计选取挂篮以及支架的重量，再结合设备实际重量合理调整重压，此过程和混凝土的浇筑同时开展，准确地进行工程监控，为桥梁工程质量提供保障。

3.1.2 应力监控的方式

设备的性能精确程度以及使用期限的长短是建筑师进行应力监控时的重要考量因素。大多数情况下都会采用钢弦式应力测量计结合频率接收机作为应力监控仪器，对应力进行监控。这些实际测量出来的应变力数值也是建筑师进行混凝土应力设定的依据。

在应用钢弦式应力测量计的过程中，当出现测量长度高于两端固定的钢弦直径时，对钢弦施加震动力，在承受压力之后钢弦会出现形变。随后根据推算公式来计算出钢弦形变与混凝土形变之间的联系，进而计算出混凝土形变的应力值。

3.2 收缩裂缝以及冻胀裂缝

在施工过程中要充分避免收缩裂缝出现，应当尽量选择带热化的水泥材料，最大程度地减少水泥的使用量，科学合理地进行混凝土材料的配比，严格控制混凝土质量。各项施工和处理应当以相关的施工标准为依据，及时进行混凝土养护工作。而在冬季进行施工的过程中，施工部门应当对混凝土材料采取适当的保温措施。由于冬季整体气温较低，严重影响混凝土材料的温度，因此应当及时做好预防工作，避免在后期施工过程中出现混凝土结构受冻的情况。最后，要保证混凝土结构的密实性，尽量降低混凝土构件之间空隙，保障混凝土在温度较低的情况下仍然不会出现较为严重的膨胀，导致混凝土结构应力降低。在路桥施工中混凝土工程是相对较难的。首先，需要有完备的应急预案。基本应急预案包括泵送设备、搅拌设备、运输设备、供电设备等，以此保证混凝土施工连续进行。其次，混凝土的振捣技术要求。振动棒需要以垂直的状态进行工作，插入与拔出时的速度不同，前者需要快速进行，后者则需要缓慢进行，相应的振捣时间设定需要根据混凝土具体状况而确定[2]。

3.3 空心板梁钢绞线施工中的预应力

空心板梁钢绞线施工是路桥施工过程中的重要部分。在预应力钢绞线张拉过程中，应严格控制钢绞线的伸长值与张拉力。在控制伸长值时，实际长度与理论长度之间的误差不得超过6%，而张拉力大小需要借助压力表获取，并根据伸长值做核对和校验。开始张拉之前，先将千斤顶顶内空气排空。张拉时，为防止压力表指针冲撞零点限位柱，应缓慢调整油泵压力；如果同时张拉多根钢绞线，为保证其伸长量一致，两个千斤顶需要保持同步，固定横梁始终平行于活动横梁，完成千斤顶的一次张拉。进行钢绞线张拉操作时，应根据对称位置进行，为防止台座承受过大压力，靠近其截面重心位置的钢绞线需优先张拉，然后再张拉其他钢绞线。

4 结语

强化预应力施工是路桥施工过程中施工单位应当高度重视的内容之一，更是施工单位的必然选择。为了充分保障预应力施工技术的应用水平提升，施工单位应当充分掌握其在应用过程中的各个环节，并对以往应用过程中出现的问题采取针对性措施，充分发挥预应力施工技术的作用，提升路桥施工质量。