摘要：将预应力技术应用在路桥施工过程中，不仅能够有效节省工程成本，还可提升工程整体施工质量与效率。基于此，从受弯构件设计、选择施工材料、施工加固等方面阐述预应力技术在路桥施工中的应用途径，结合预应力技术在路桥工程应用中易出现的问题，重点探讨其解决策略，以期提升路桥工程整体施工质量与效率。
关键词：路桥工程；预应力技术；工程成本；施工工艺
1 引言
与其他基础施工技术相比，预应力技术在公路桥梁施工中的应用时间并不长，但应用该技术施工效果较好。预应力技术主要应用在受弯构件、混凝土空心板以及简支T梁及箱梁等方面，能有效提高公路桥梁结构的承载力和强度，但是其对张拉力控制、张拉时间具有严格的要求，并且还易造成钢筋管道堵塞，因此在施工中需要格外注意这几点内容，否则无法提高公路桥梁的施工质量。
2 预应力技术简述
随着工程技术人员的不断研究和探索，20世纪80年代在原有预应力技术基础上不断革新和完善，预应力技术取得明显的工程应用效果。路桥工程中广泛应用预应力技术的环节是钢筋混凝土结构的设计，该技术的使用可以有效提升混凝土结构的使用寿命。混凝土预应力的设计使用主要选取先张法和后张法配合，这2种设计方法均可依据施工环境和结构需求不断调整修改。路桥工程中其主要结构均采用了预应力技术，当内部构件接收到外加载荷时，受拉部分的钢筋构件会适当增加预应力，这样可有效提升构件刚度。预应力技术在混凝土结构工程的广泛应用可有效提升混凝土构件的应力，并降低和抵消构件生成的预应力。消弱外部载荷产生的拉应力，有效解决了抗拉强度已有的问题，还可以延长混凝土受拉区域的开裂程度，提升工程质量。路桥工程中高强度混凝土或钢材的使用，可以有效提升结构预应力的刚度、抗拉强度、抗疲劳性及抗渗性，节省材料成本，降低构件截面规格孔自身重量，进而降低混凝土的开裂和挠度。桥梁工程引入预应力技术的主要目的是延缓混凝土裂缝出现时间，增加混凝土的持久性，在保障路桥工程经济性的基础上，合理优化资源的利用，并增加路桥工程的使用年限，提升其结构的稳定性。
3 预应力技术的主要应用
3.1 受弯构件设计
受弯构件是路桥工程中不可缺少的组成部分，其施工质量直接影响着工程日后的使用情况。为提升受弯构件的整体预应力，当前路桥工程中多利用纤维容易携带、方便操作、高强度等基本特性，通过粘贴碳纤维片的方法，从而确保工程整体安全性、稳定性。预应力混凝土构件的具体要求有：（1）截面形式、尺寸：可使用I形、T形以及箱形等截面预应力受弯构件，其截面高度控制在~1/201~1/141之间；（2）布置预应力纵向钢筋：有折线、曲线以及直线三种布置方式，可根据工程实际情况，选择恰当的布置方式。设计预应力混凝土受弯构件步骤为：（1）确定预应力钢筋、截面尺寸、非预应力钢筋、混凝土的弹性模量以及强度，计算放张过程的混凝土强度等级，预应力钢筋的张拉控制应力。初步明确外荷载形成的内力、非预应力以及预应力钢筋形成的截面面积；（2）计算预应力损失值、混凝土有效预压应力值；（3）计算使用阶段的正截面承载力，数值符合要求情况下进入下一环节，不满足时重新开始第一步骤；（4）验算预应力钢筋的传递长度范围的抗力度、承载力，包括验算使用阶段的正截面抗裂度、裂缝宽度，计算使用阶段的斜截面受剪承载力，验算使用阶段的斜截面抗裂度；（5）验算变形结果，进入施工阶段，包括制作、运输、吊装等过程。
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3.2 曲线孔道灌浆密实的问题
针对曲线孔道灌浆密实问题，首先需要规范灌浆操作程序，合理设计。根据孔道选择适当的水泥浆，找到适合的搭配效果。所以，在施工准备阶段应进行适配。曲线孔道出现较大偏差时，需要在孔道设置沁水管，作为灌浆和排水之用。沁水管安装在梁顶上方，确保混合浆中水向上移动，水泥下降，确保灌浆密实。在选择灌浆方法时，需要按照曲线孔道高度、灌浆泵达到的最大压力选择灌浆方法。灌浆可以采取一次灌浆；但压浆过程中只能一次进行，不要反复压浆；否则分段灌浆将会发生憋气问题。孔道灌浆压力不可过大、过小。灌浆对施工人员提出了较高的要求，施工人员需要有专业的知识、较高的技术水平，掌握灌浆技术后投入工作，按照灌浆流程要求进行灌浆。当灌浆结束后，监测灌浆密实度，通过计算，测量出堵塞位置，进行清理、安装、注浆。在检查过程中如果发现漏浆，需要补充水泥浆将空气排出。
3.3 预应力张拉、加固的施工
张拉设备主要有4个组成部分，即穿心式千斤顶、油压表、高压油泵及外接式高压油管。其中，千斤顶的选取需结合张拉吨位来确定，常见的千斤顶有YCW250A型和YCW150A型。高压油泵常选择高工作效率、操作简单、50MPa额定油压的ZB4-500型电动轴向柱塞泵；油压表精度超过1.5级，量程控制在最大使用压力的1.4～2倍。施工前期需进行千斤顶和压力表的配套标定，依据标定结果得出相应的油表示数。此外，现场张拉施工时还需注意几点：正确安装锚具，确保混凝土强度达标；确保千斤顶张拉作用线和预应力筋轴线位于一条直线上；及时清除梁体表面的符浆、混凝土残渣，松散的混凝土需凿除；借助钢带条进行体外预应力索的整形工作，确保其形状规则；严格按照设计要求进行预埋设管道端口处密封装置、锚头内部密封筒、锚垫板的安装工作，采用棉纱及时清洁锚板孔、夹片齿及夹片外锥等材料，由专业人员及时修补体外预应力索的PE层刮伤位置。
4 提高预应力技术应用的措施
4.1 提高施工人员施工技术水平，严格控制张拉力
首先需对施工人员做好岗前培训，使其了解和掌握预应力技术相关工具的使用方法和作业流程，并且要求其在施工过程中做好自检和各项工序检查工作，对张拉力进行严格控制。施工人员还需按照路桥施工标准和规范要求进行施工，在应用预应力技术时，认真校对张拉力伸长值，控制好张拉误差和混凝土的弹性模量，以使桥梁内的应力降低，从而提高张拉后的纵向预应力。
4.2 采取后张法施工，把控张拉时间
为达到有效控制预应力张拉时间的目的，施工人员需把控好各个施工环节或采取后张法施工。首先，需严格把控混凝土制作过程中早强剂的添加时间和时机，尽量避免混凝土强度增加过快，然后按照施工要求和施工图纸标准，施工人员可进行下料长度布置，对预应力筋做好切割和保护处理，预应力筋必须采用切割机切割，不可使用气割或电割。切割时，将湿布覆盖在钢绞线的周围以减少钢绞线灼伤机率。最后进行预应力筋编束和安装预应力钢筋管道，需保证与应力筋的强度一致，管道安装需严格按照作业规范和流程进行，避免预应力筋外皮被刺破。
4.3 对预应力孔道进行仔细检查，提高水泥浆的流动性
在混凝土浇筑施工过程中，施工人员需对灌浆孔、孔道截面以及排气孔管连接处进行认真检查，保证其灌浆通畅。进行压浆处理时，施工人员需对高处孔眼认真观察，孔眼冒出浓浆后将排气口堵住，待浓浆流完后将孔口堵住，压浆处理作业便算完成。为提高水泥浆的流动性，施工人员对水泥使用剂量、水与外加剂的用量需进行严格控制，配制搅拌完成后及时使用，避免水泥浆发生离析，从而减少钢筋管道堵塞发生的几率。
5 结束语
预应力技术在路桥工程中的应用发展越来越迅速，是工程在设计与施工时，优先考虑的重要技艺。预应力的有效应用，可以缩短工期、减少消耗，保证工程质量。但在实际操作中仍然存在不足，对其进行优化与创新，使其发挥最大效益，有实际探究的价值。
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论文作者:宋建军
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第29期
论文发表时间:2018/3/8
标签：预应力论文; 混凝土论文; 技术论文; 构件论文; 孔道论文; 截面论文; 工程论文; 《建筑学研究前沿》2017年第29期论文;