肖毅

（四川铁科建设监理有限公司　四川　成都　610031）

路桥施工中预应力技术的有效运用

肖毅

（四川铁科建设监理有限公司四川成都610031）

路桥施工中大量采用混凝土以及钢结构，使得在施工中结构各部件之间存在有多种多样的内部应力，为了消除结构部件间的内应力，提高结构稳定性能，保证路桥施工质量，因此需要在施工中对结构部件施加一个巨大的压力以消除结构件内部应力，并存留部分压应力以抵消使用服务中受到的较大拉应力带来的对结构部件应力平衡的破坏，即预应力技术。该技术在路桥施工中的应用已经相当广泛并极为成熟。

路桥施工；预应力；技术；施工质量

我国国民经济的快速发展使得城际、地区之间的交流和联系越来越紧密，在这一过程中催生了大量的路桥施工建设项目。然而，在路桥施工中，由于大量采用混凝土以及钢结构部件，使得建设设施各部件之间在连接点存在有巨大的应力或结构徐变，特别是在混凝土与钢结构的衔接处，巨大的内部应力使得建筑结构应力平衡无法得到有效的保障，而且，在实际服务使用过程中在外加载荷的作用下会导致结构局部形变，从而影响整体建筑施工结构的受力稳定性，最终造成路桥设施结构稳定性受到破坏，并且在外观上呈现出明显的裂缝、开裂等现象，极大地缩短了路桥设施的服务寿命。

1　预应力施工技术

预应力施工技术指的是在土建项目建设施工中对采用的工程钢结构构件和混凝土结构构件之间施加一定的预应力以提高构件的刚度，特别是受拉模块中的钢筋，从而使得其结构之间的咬合效果更为强烈，而且构件在预应力的作用下会使得其施工中在内部产生和积累的内部应力得到抵消，从而极大地提高了构件之间的结构稳定性，增强了建筑整体结构在外加载荷作用下的内部结构力学稳定性，从而提高构件的刚度、推迟构件出现裂缝的时间、增加了结构的耐久性，最终延长了建筑构件的服务使用寿命。

如在钢结构施工中，由于大量钢结构的使用使得各结构部件在焊接以及扣件连接时存在有较大的内部应力，且该内部应力沿构件延展方向累计，最终造成钢结构整体的内部应力平衡受到破坏，极大地影响了钢结构建筑设施在使用中受外加载荷的受力稳定性，导致其服务寿命大幅缩短。因此，在施工中常在焊接及扣件连接好之后对钢结构施加一个较大的压应力，以抵消掉结构内部存在并累计的内应力，从而改善其结构力学性能。

又如在受弯构件的荷载加上去之前给构件施加预应力，使得构件产生一个和与荷载作用产生的相反的变形，如此便抵消掉荷载对构件产生的变形形变效应，从而减缓了扣件开裂的时间和频次，提高了其使用寿命和服务质量。

2　预应力施工技术在路桥施工中的应用

路桥施工中，由于大量使用钢结构和混凝土构件，使得其构件各部分之间存在有较大的内应力，造成构件咬合紧密度不够的缺点，而且，路桥施工中常在外界高强度载荷的压力下导致其结构产生形变，特别对于大跨径桥梁施工中，其钢结构在桥体承担大载荷的条件下会产生应力徐变，如此便导致了其结构内部受力稳定性的破坏，从而导致其结构在服务中产生裂缝、开裂现象，影响使用质量。

因此，在路桥施工中，常利用预应力技术来消除结构内部存在累计的应力，并且给结构构件构筑一个相当量的与外加载荷相反方向的应力，如此便使得建筑构件在外加载荷作用下依然可以保持结构系统的受力稳定性。在路桥施工中预应力技术施工一般集中在路桥桥面混凝土施工、加固构件施工以及受弯结构施工方面。

2.1路桥桥面混凝土施工

对于路桥桥面混凝土施工，由于使用服务过程中，路面需要直接承担车辆附加的较大载荷，而车辆行进时受载路面较大压应力导致发生局部形变，由此路面内部混凝土组织与周边混凝土组织发生产生较大的拉应力，在拉应力作用过多、过强的条件下极容易使得桥路面产生开裂和龟裂，其实质是内部混凝土结构稳定性的破坏。因此，在对路桥桥面施工过程中，需要路面混凝土敷设作业时对混凝土预先施加一个较大的压应力以保持混凝土的内部应力在与外加载荷的作用下产生的拉应力的作用中相互抵消或尽量减少拉应力的大小，从而保证了混凝土路面的结构之间的稳定性。

在运用预应力技术施工的路桥桥面混凝土施工中，常采用预应力结构混凝土张拉技术，即在模板支护后进行的混凝土浇筑作业时，进行张拉应力施工，在有效控制混凝土结构强度和弹性模量的基础上控制混凝土的增长速度，从而增强混凝土结构的强度。而在实际施工中需要特别注意对早期混凝土浇筑的强度进行测试，否则其强度过低的状况下进行的预应力施工则会由于施加的预应力过大的缘故而导致混凝土内部结构发生局部固结错位或内部应力塌陷等问题，从而造成巨大的施工质量隐患。

2.2加固构件施工

路桥建设中常需要大量钢筋结构作为路桥设施的加固构件。一般在进行路桥加固作业时，采用改变结构体系、降低恒载等技术，然而，在经过桥面补强、粘贴钢板、增加横向联系加固之后应该对加固的构件进行预应力施工，这是主要由于在加固构件使用中，常常在路桥巨大拉伸的作用下导致加固构件之间或者加固构件内部存在有加大的拉应力，因此，需要在加固构件施工时沿轴线方向向内施加一个较大的压应力，并使之累计在构件内部，从而保证在结构拉伸过程中不会因外加拉应力较大而结构断裂。而在大跨度桥体的加固作业中，由于跨径过大，需要对梁的弯矩区运用粘贴碳纤维来进行加固，但在加固材料使用过多的情况下会产生结构自重大幅增加从而影响建筑结构整体受力平衡的问题，这就需要在实际使用中对梁受力正截面和受力斜截面等多个方向施加不同大小的预应力，从而提高梁自身的抗拉性能，从而达到加固桥体而不大幅增加桥体自重的目的。

2.3受弯结构施工

受弯结构施工在路桥施工中是极为普遍的，尤其在大跨径桥梁的项目建设中，常会用到各种钢筋结构来做受弯接头或支撑，而在受弯结构中运用预应力技术进行的施工一方面可以保证受弯结构在外界载荷作用时的内部应力受力稳定性，另一方面由于内部应力的存在可以在保证建筑结构刚性和强度的条件下节省建筑材料。

3　预应力技术在路桥施工中的优势

由于预应力技术施工在路桥施工中能够最大程度的保证路桥设施本体的内部构件荷载应力稳定性，因此在当前的路桥施工中得到了极为广泛的应用。综合国内外路桥施工建设项目的实际施工情况来看，预应力技术在路桥施工中的应用存在着以下几方面的优势：

3.1提高路桥施工的施工质量

在运用预应力技术进行的路桥施工中，由于预加的应力载荷作用，使得建筑结构内部构件之间存在有一定的压应力，从而使得其在实际使用过程中承受荷载条件下所受到的拉应力得到一定的消除和减弱，从而极大程度地避免了构件之间结构受力稳定性遭受破坏的可能性，极大地降低了路桥设施各部件之间出现裂缝和内部应力破坏的风险，提高了路桥施工的施工质量。

与此同时，运用预应力技术进行的路桥施工可以节省大量的建筑加固材料，使得桥体的自重大幅降低，从而最大幅度的避免了由于桥体自重而产生的较大的内部应力负载，提高了使用服务寿命。

3.2有效降低了路桥施工成本

在运用预应力技术进行的路桥施工中，由于大量减少了桥梁加固材料，使得建筑施工成本大幅降低。除此之外，由于预应力技术的使用，使得路桥设施能够在高负载的条件下正常稳定长时间运行，并且可以避免低负载长时间周期变化而带来的桥体构件裂缝的出现概率，从而极大地节省了路桥设施日常维护保养费用。

3.3使得路桥设施外观更加美观

在节省了大量桥梁体加固构件之后，路桥设施在外观上会显得更加的简洁、美观和大方。而且，在以后的日常维护与保养中，由于不再需要大量的附加加固措施，使得建筑设施整体流线较为匀称。

4　结语

然而，不得不提出的是，虽然预应力技术在路桥施工中存在有诸多的优势，但不正确的施工工艺却不仅不能提高路桥施工工程质量，反而会大幅降低工程施工的质量。如在路桥施工中，基桩和扣件的连接中，由于混凝土结构固化时间较长而且固化过程中所需的维护和保养条件较为苛刻，因此，在施加预应力时如果时间过早而混凝土尚未完全固结形成硬化结构，则巨大的压应力可能会导致混凝土内部出现大面积的应力塌陷造成局部错位、内部裂缝等；而施加预应力时间如果过晚则可能在混凝土已经成型的基础上对施加的预应力存在有一定的疲劳排斥，最终使得预应力施工质量不到位。因此，在进行预应力技术的施工作业时，对混凝土和钢结构的刚度和强度进行即时的检测是极为重要和必要的。

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