預應力施工技術在公路橋梁工程的應用

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摘要：公路橋梁工程是道路工程建設的制約性工程之一，而預應力施工技術極大影響了路橋建設質量。預應力施工技術能夠優化路橋性能、提高路橋質量、延長路橋壽命，在路橋鋼筋混凝土結構工程、路橋加固工程、多跨連續橋梁工程等工程領域有廣泛應用，但也存在未能嚴格落實施工規定致使預應力管道阻塞，受彈性模量影響混凝土收縮徐變，張力控制不到位，道孔預留與結構件預留拉力不足等問題。文章提出了嚴格執行施工規定、控制施工材料，重視混凝土收縮徐變、減少裂縫建材損耗，做好受力張力的分析與控制，重視預應力道孔預留檢查、使結構件預留拉力與需求相適應，嚴格控制水泥漿用量、添加劑含量與水量等建議。

關鍵詞：預應力施工技術；公路橋梁；道路工程

預應力施工技術以其工程機械重量小、穩定性能高、操作簡單、經濟成本較低等優勢成為我國路橋建設中不可或缺的施工技術，在我國道路工程中得到大規模應用。預應力施工技術運用于路橋建設，能夠一定程度上優化路橋性能、提高路橋質量、延長路橋使用壽命，提高路橋建設的安全性與穩定性，全面提升路橋經濟效益與社會效益。

1預應力施工技術運用于路橋建造的特點

預應力混凝土施工技術概念最早是由法國工程師弗雷西奈（F.Freyssinet）提出的。隨著預應力施工技術的不斷進步，該項技術在我國公路橋梁建設中的應用越來越廣泛。預應力施工技術能夠改善原有施工結構，增加負荷承受量，防止路橋間出現裂縫。在道路工程中利用預應力施工技術可以防控公路橋梁建設出現的各種應力問題，提高公路橋梁的穩定性與實用性。另外，預應力施工技術抗滲透能力強、防拉裂性能高，在路橋建造過程中，能夠提升路橋的結構性能，減輕路橋材料基本負重，使預應力抵消外來超負荷力，延遲路橋開裂時間，增加其使用年限，延長其使用壽命[1]。應用于不同地形、不同地域等施工環境的預應力施工技術，在不同施工環境中有不同的表現，有的地方能夠發揮其優勢，有的地方則可能受到某種限制。我們要密切關注施工過程中出現的預應力問題，并及時修正、優化施工方案。我國幅員遼闊，地形地貌復雜，平原地區、高山丘陵地區、荒漠沙漠地區等地形地貌千差萬別，熱帶亞熱帶、寒中暖溫帶和特殊的青藏高寒區等溫差巨大，在這些施工環境中建設公路橋梁采取的預應力控制技術應因時因地制宜。施工中預應力施工技術一旦出現失誤，就必然帶來難以估量的損失，輕者造成建筑損耗，重者造成重大施工事故，因此在施工過程中一定要提高處理與控制預應力施工技術細節的能力[2]。在公路橋梁工程實踐中，發揮預應力施工技術優勢是工程質量控制的關鍵。在我國極為復雜的公路橋梁施工環境中，應用預應力施工技術的主要優勢有：①我國公路選線選址、橋梁的橋型選擇等主要取決于自然地形和客觀需求，有的筆直、有的彎曲，有的平坦、有的起伏，這就為工程施工提出了不同要求，而預應力施工技術結構能夠最大程度保證公路橋梁的結構穩定性，提高路橋使用的安全性。②對于那些跨度較長、張力結構較大的橋梁來說，預應力施工技術能夠調整橋梁結構的內力，提高路橋的穩定性。③利用高密度混凝土結構可以增強路橋的抗壓性與抗張性，減輕路橋自身重量，從而延長公路橋梁的使用壽命。

2預應力施工技術在我國公路橋梁工程施工中的應用

①預應力施工技術在路橋鋼筋混凝土結構上的應用。大型的公路橋梁經常會出現裂縫等問題，此類問題多為路橋鋼筋混凝土的預應力穩定性差所致。在公路橋梁鋼筋混凝土結構施工中應用預應力施工技術，能夠有效解決大型公路橋梁建造或者使用過程中出現的巨大裂縫問題，增強路橋的穩定性。預應力施工技術應用于路橋鋼筋混凝土結構，有助于保障路橋路面質量，提高公路橋梁使用壽命。②預應力施工技術在公路橋梁加固工程施工中的應用。隨著道路工程技術的進步和路橋建設規模的擴大，預應力施工技術的應用范圍越來越廣，不僅新建在建路橋工程廣泛運用預應力施工技術，而且在既有路橋加固施工中的應用也越來越普遍。由于公路交通運輸壓力持續增加，公路橋梁生命周期內損毀情況不斷發生，公路橋梁的使用性能面臨諸多挑戰，對公路橋梁狀況提出了更高的要求。因此，要運用預應力施工技術對公路橋梁的主體結構進行加固，最大限度減少路橋損壞，提高路橋主體結構的強度與承載力度，延長公路橋梁的使用壽命。③預應力施工技術在多跨連續橋梁工程中的應用。多跨連續橋梁中間部分受力面積較小，整體重量較大，因此在建造與使用過程中，多跨連續橋梁由于壓力過大、張力不足、抗壓性能比較差，容易出現損壞與坍塌現象[3]。在多跨連續橋梁工程中運用預應力施工技術，能夠減少橋梁整體尤其是橋梁中部的重量，緩解建造過程中的混凝土張力與壓力，增強其受重能力，極大減少橋梁裂縫、防止發生坍塌等現象，提高多跨連續橋梁的穩定性與安全性。

3預應力施工技術在公路橋梁施工中存在的主要問題和應對策略

3.1存在的主要問題

我國公路橋梁建設工程浩大，按照2021年中共中央、國務院印發的《國家綜合立體交通網規劃綱要》的規劃，到2035年，僅國家高速公路網、普通國道網公路就將達46萬公里左右。工程質量乃百年大計，只有建立在高質量基礎上的道路工程建設才是符合交通強國要求的工程。預應力施工技術是保證施工質量的主要措施之一。我國公路橋梁建造過程中雖然已經廣泛應用預應力施工技術，但是在建造管道、建造張力、建造材料、建造標準等方面仍然存在一系列問題，這些問題如果得不到徹底解決，必將對公路橋梁工程建設質量產生不良影響，嚴重沖擊公路橋梁的穩定性、安全性。預應力施工技術在公路橋梁施工中存在的主要問題有：①有的施工單位不能嚴格落實施工規定，致使預應力管道阻塞。在公路橋梁施工實踐中，有的施工單位不能嚴格遵守施工規范，不能嚴格落實工程施工規定，為趕工期而不嚴格按照規定進行混凝土澆筑，從而導致出現鋼管堵塞等問題[4]。鋼管一旦堵塞，預應力施工鋼筋就不能夠順利從中通過，拉伸效果就得不到保障。在鋼筋拉伸過程中由于預應力孔道存在缺陷，就有可能出現連接不到位、鋼絞線堵塞、鋼絞線廢棄等現象，從而嚴重影響工程質量。②預應力受混凝土彈性模量影響而收縮徐變。在公路橋梁施工中，影響預應力施工質量的因素很多，其中最主要的有兩個，一是混凝土收縮徐變，一是混凝土彈性模量。這兩個因素會造成混凝土鋼筋結構的預應力損耗，進而可能會隨著工程進展而破壞預應力施工結構，導致混凝土結構出現開裂，從而影響公路橋梁的使用安全性與穩定性，甚至還會導致一系列預應力結構、張力抗壓力結構等發生改變。③預應力施工張力控制不到位。在公路橋梁工程施工中，如果預應力張力控制效果達不到工程技術規范要求，就會對公路橋梁工程整體產生一定影響。出現此類問題的原因，一是施工人員主觀上不重視，致使工程施工的預應力張力控制不符合工程設計標準，從而降低了路橋施工質量，影響了工程進度。二是受預應力施工技術制約，無法達到工程預期，影響了施工效果[5]。④道孔預留與結構件預留拉力不足問題。橋梁與公路建造結構中，會有扁錨與扁錨連接器使用問題，有時可能會出現扁錨張力不足，或者鋼絞線張拉過程匯總受力不均，出現預留孔道加勁不足現象。另外在公路橋梁建造過程中，可能在施工過程中還會出現結構預留拉力偏大或者偏小現象，對整個公路橋梁建造會產生一定不良影響。

3.2公路橋梁施工中預應力施工技術問題解決對策

①嚴格執行施工規定，控制工程材料質量。預應力施工技術在路橋建設工程中發揮著不可小覷的作用，但是隨著應用領域的擴大，一些始料未及的問題逐漸暴露出來。因此，在施工之前，路橋管理部門就要制定嚴格的施工規定，要求建設單位嚴格按照施工章程進行施工。同時，要不斷提高各類施工人員的專業能力與綜合素質，確保施工人員嚴格按照施工規定作業，杜絕施工失誤。另外，還要做好工程材料質量控制，嚴把建筑材料質量關，確保路橋建設質量。②重視混凝土收縮徐變等。在公路橋梁建造過程中要重視鋼筋混凝土收縮徐變，重視鋼筋捆扎工藝，重視混凝土結構匯總預應力施工，最大程度減少路橋表面裂縫。混凝土受外界環境因素如溫度、濕度影響比較大，因此，要利用預應力施工技術對混凝土建造結構的輔助作用，根據不同氣候環境和建設環境特點，嚴格遵守工程規范，優化混凝土重量結構，最大程度實現路橋的穩定性、安全性。③做好受力張力的分析與控制工作。為了更加充分發揮預應力施工技術在我國公路橋梁建造過程中的重要作用，工程管理部門與施工單位要做好預應力施工技術受力分析、張力分析、張力控制等工作，減少張力控制不足所致的預應力施工技術受阻。我們要做好張力控制與處理工作，滿足公路橋梁設計要求與工程要求，掌握張力預測方法，減少張力失控情況，提高公路橋梁建造工程的穩定性與耐用性[6]。④重視預應力道孔預留檢查工作，使結構件預留拉力與需求相適應。在公路橋梁施工建造過程中，要重視預應力施工技術結構中道孔預留工作，做好道孔界面處檢查，道孔與灌漿孔、排氣孔連接處檢查。要使結構件預留拉力與實際建造需求相互適應，避免出現預留拉力偏大或者偏小等情況，提高工程施工效率。⑤嚴格控制水泥漿用量、添加劑含量與水量。公路橋梁建設中離不開混凝土與水泥，要提高預應力施工技術在整體路橋建造中的應用效率，就應該嚴格控制水泥漿用量、水量、添加劑含量，按照標準比例進行攪拌。

4結束語

綜上所述，在公路橋梁建造過程中必須重視預應力施工技術，提高公路橋梁的穩定性、安全性，延長其使用壽命。要保障預應力施工技術能夠發揮應有的作用，就要嚴格遵行工藝規范，嚴格執行工程施工標準，提高各類施工人員專業素養。工程管理部門和施工單位都要高度重視預應力施工技術中存在的一系列問題，提高公路橋梁建造質量。

參考文獻：

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[2]杜江波，管秀洋，程寶康.淺談預應力技術在公路橋梁施工中的應用及質量控制[J].居業，2021（5）：79-80.

[3]劉宏志.預應力技術在公路橋梁工程施工中的應用[J].中國新技術新產品，2021（1）：113-115.

[4]謝玉招，王劍，張瑜.預應力施工技術在高速公路橋梁施工中的應用研究[J].黑龍江交通科技，2020，43（11）：101-102.

[5]黎建敏，普毅，盧晶晶，等.預應力施工技術在高速公路橋梁施工中的應用[J].中國新技術新產品，2020（6）：104-105.

[6]黃小勇.智能預應力施工技術在廣佛肇高速公路橋梁中的應用研究[D].重慶：重慶交通大學，2017.

作者：李濤 單位：安陽市公路事業發展中心