试析预应力混凝土在路桥施工中的应用

2020-11-27王振

商品与质量 2020年37期

王振

山东高速畅通路桥工程有限公司山东高密 261500

混凝土结构的主要构成元素是水泥、砂石等，混凝土作为建筑工程施工的原材料具备较多的应用优势，首先就是混凝土制作原材料的获取方式较为便利，并且在制作的过程中不需要耗费大量的人工，其次就是混凝土的运输相对廉价、便利，具备良好的抗腐蚀性，且具备较长的使用期限。

1 预应力混凝土概述

1.1 预应力混凝土的内涵

预应力混凝土的主要原理是在构件使用之间，在混凝土结构所承受压力的范围之内通过人工的力量对混凝土钢筋结构进行张拉，通过钢筋的回缩力量使原本的混凝土结构提前受到一个压力，混凝土钢筋结构在预先受力后会储存一部分压力，当混凝土结构施工后期或者竣工投入施工后承受了外部的压力，混凝土的预应力就会先与外部压力进行抵消，通过抵消作用，使得混凝土结构的受力性能得到了有效的提高，从而减少或者延缓混凝土结构裂缝的出现[1]。

1.2 预应力混凝土的分类

首先，全预应力混凝土对于构件裂缝的要求较为严格，不允许截面上的混凝土结构出现拉应力构件，而且其预应力构件的截面尺寸和预应力梁的挠度控制也极为严格。其次，部分预应力混凝土允许构件出现微小的裂缝，对于裂缝的要求是其最大宽度不能够超过允许值的构件。最后，无粘结预应力钢筋主要就是在钢筋的外部涂抹一层隔离物质，如沥青、油质、防锈漆料等，目的是为了降低钢筋构件的摩擦力增强钢筋构件的抗腐蚀能力，同时在钢筋构件上套一层塑料薄膜，当对钢筋混凝土结构进行张拉时，钢筋能够沿着纵向发生滑移。

1.3 预应力混凝土的优缺点

预应力混凝土还具备较好的刚性和抗裂性能，从施工成本的角度上看，预应力混凝土能够在一定程度上节省钢筋、混凝土的使用，实现整个施工结构自重的减轻，此外预应力混凝土还能够提升整体构件的稳定性能，不仅能够保证单结构抗压性的提高，对于周围混凝土结构的抗压性也存在着带动的作用。但是预应力混凝土的施工工艺较为复杂，对施工人员的操作要求较高，需要施工单位配备一套专门的设备才能够施工，相比传统的混凝土结构施工，预应力混凝土施工所需费用要高出很多[2]。

2 路桥施工中预应力混凝土的具体应用

2.1 选择钢材

路桥工程预应力混凝土技术的应用离不开钢材，此技术应用的钢材型号特殊，多为预应力钢筋、钢丝及钢绞线等钢材。其中钢绞线具有经济实惠、操作简单等优势，适应能力强，从各方面考虑都适合于路桥工程施工。由上可知，预应力钢绞线的应用可以降低路桥工程中钢材的使用量，实现节约资源的目的，且可以替代多种路桥工程材料发挥作用，节约工程的施工成本。在路桥预应力混凝土施工阶段，工作人员应结合工程需求与规范要求选择钢材，以钢绞线选择为例，材料选择阶段，工作人员应注意几何参数、断裂荷载与松散情况等问题的选择，提升钢材质量，满足施工要求，提升施工质量。

2.2 选择锚具

预应力张拉有两种：先张法和后张法。预应力锚具按照张拉类型确定。以后张法为例，后张法施工所需锚具主要是机械固定锚与摩阻锚固。完善一些钢制材料端部位置时，需要使用机械固定锚进行加工，机械锚固具有实用性强、损失低、使用便捷、不易受外界环境干扰等优势，主要应用于高强度钢丝或钢筋内部施工。摩阻锚固应用性能良好，种类众多，与楔形锚具配合下，预应力钢材拉紧效果更好。摩阻锚具具有吨位大、形式多、穿索简洁等优势，劣势是应力损失较大，连接与重复张拉便捷度低。综上，各锚具使用范围不同，锚具选择时，工作人员应结合工程实际情况做好锚具的选择[3]。

2.3 受弯结构

路桥工程受弯结构施工过程中，应用预应力能够实现很好的效果。主要优势在于施工过程简单、且具有碳纤维强度。碳纤维受混凝土应变增量值影响，应用效果随着增量值变化而发生改变。在混凝土应变增量初始值设置较大时，如果构件碳纤维的应力差，构件会受到一定程度的损害，抑制其正常功能的发挥。为此，在受弯结构施工过程中，应选择边熟贴碳纤维片材边施加预应力的方式，这样可以提高构件初始应力强度，保证其性能的发挥，保证路桥工程受弯结构的施工质量。

2.4 路面施工

路桥工程路面建设施工应用预应力混凝土施工技术的原理，与钢筋混凝土结构施工原理大体相同。在实际施工中，工作人员需要结合预应力钢筋的实际分配情况，进行路面混凝土的约束，避免过大约束产生路面裂缝。在路桥工程混凝土路面施工前，还应做好施工准备工作。例如，对路桥正常运营期间路面上的车辆通行压力、摩擦约束以及温湿度等因素对路面的影响等内容进行深入的分析与讨论，进而制定科学、合理的施工方案，最大程度的保证施工质量[4]。

2.5 多跨连续桥梁结构

多跨桥梁结构非常复杂，弯矩有两种：正弯矩、负弯矩，二者的弯矩作用存在很大差异。跨中位置桥梁结构下部受拉，受正弯矩作用，支座桥梁结构上侧受拉，受负弯矩作用。混凝土整体结构的受剪与抗拉能力较弱。因此，多跨连续桥梁施工时，需要借助预应力混凝土技术的加固能力，提升桥梁结构跨中与支座部分的受剪与抗拉能力，进而有效提升桥梁结构的稳定性，保证路桥施工质量与运营安全。