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摘 要：随着科学技术的发展，我国公路桥梁建设中对施工技术进行了逐步的优化与完善。其中，预应力技术便得到了很好的应用。本文从预应力技术的概念及发展概况与现状出发展开阐述，并介绍了公路桥梁施工中预应力技术的发展现状以及存在的问题，叙述了预应力技术在公路桥梁施工的一些应用实例及相关控制要点，并对今后的发展方向进行探析。
关键词：公路桥梁；施工；预应力技术
1 预应力技术的概念与发展概况及现状
1.1预应力技术的概念
在工程结构构件承受外荷载之前，对受拉模块中的钢筋，施加预压应力，提高构件的刚度，推迟裂缝出现的时间，增加构件的耐久性。对于机械结构来看，其含义为预先使其产生应力，其好处是可以提高构造本身刚性，减少振动和弹性变形这样做可以明显改善受拉模块的弹性强度，使原本的抗性更强。在结构承受外荷载之前，预先对其在外荷载作用下的受拉区施加压应力，以改善结构使用的性能的结构型式称之为预应力结构。如木桶，在还没装水之前采用铁箍或竹箍套紧桶壁，边对木桶壁产生一个环向的压应力，若施加的压应力超过水压力引起的拉应力，木桶就不会开裂漏水。在圆形水池上作用预应力就像木桶加箍一样。同样，在受弯构件的荷载加上去之前给构件施加预应力就会产生一个和与荷载作用产生的变形相反的变形，荷载要构件沿他作用方向发生变形之前必须最先把这个与荷载相反的变形抵消，才能继续使构件沿荷载方向发生变形。这样，预应力就像给构件多施加了一道防护一样。
1.2预应力技术的发展概况
预应力技术虽然是新兴技术，相对的发展较晚，但是其原理与思想的利用早在我国的古代便产生了。古时先辈发明木锯，事先对其施加预拉力以抵抗在使用过程中的摩擦力。直到1886年之后，美国与德国相继将预应力技术与混凝土结构相结合， 1928年法国将高强度钢丝应用于预应力混凝土, 20世纪 40年代后才被逐渐的应用开来。我国于1956年首次建成了一座预应力混凝土桥梁。随后，我国开始大范围的将预应力技术应用到公路桥梁的施工中，并且起到了显著的效果。
1.3公路桥梁施工中预应力技术的发展现状
我国公路桥梁施工中预应力技术发展至今也才六十余年，但是因为其自身的优势在行业中得到了非常大的发展空间，应用的十分广泛。目前，在混凝土与预应力材料、张拉锚固体系及设备、预应力施工工艺以及预应力结构体系等方面都有了长足的发展。
预加应力材料就是为混凝土施加预应力的各种材料 ,包括高强钢筋、钢丝、钢绞线、复合材料预应力筋, 以及用作预加应力材料的高强钢管、钢梁等。我国公路桥梁现在一般应用预应力材料有高强钢筋、高强钢丝和高强钢绞线三种预应力材料。
随着科学技术的不断发展，我国公路桥梁预应力构件的施工工艺也在逐步的完善。比如，为了避免后张法预应力钢筋构件在施工中预留穿筋管道的繁琐流程，成功的应用了无粘结预应力筋和后粘结预应力筋作为预应力筋。同时，为了避免因传统的施工工艺造成的金属管道锈蚀现象，已经普遍采用具有防水、抗氧化并且耐腐蚀特性的塑料波纹管。近几年中，电热法、自张法等张拉工艺及预弯预应力混凝土也在被逐渐的展开应用。
由于早期全预应力混凝土的弊端逐渐的显露出来，如今一般都采用的是局部预应力混凝土，即双向预应力混凝土。双向预应力混凝土桥梁以其自身的优点实现了良好的经济效益和社会效益，所以在施工中渐渐都倾向于采用双向预应力混凝土。
2公路桥梁预制构件预应力技术的应用
2.1公路桥梁预制板中预应力技术的应用
对于预制板，可以说是我国公路桥梁施工中的老牌预制构件了，可谓是传统结构的代表型构件。那么将预应力技术应用在预制板中，利用高强度低松弛预应力钢绞线的特性作为预制板中的钢筋，可以对加强预制板的稳固性与抗震性能起到显著的效果。
2.2公路桥梁混凝土结构中预应力技术的应用
预应力在混凝土结构中的应用还是相当广泛的，典型的代表有：混凝土箱梁以及路面、多跨连续梁以及T梁等。预应力技术与混凝土结构相结合的优势在于加强混凝土结构的强度与材料应力，协助混凝土受拉，辅助混凝土受压，能够在一定程度上加强公路桥梁的安全性以及延长混凝土结构的使用寿命。
2.3公路桥梁受弯构件中预应力技术与碳纤维的应用
说起预应力技术在公路桥梁中的应用，那么就不得不提受弯构件与碳纤维。碳纤维是一种具有较强拉应力的材料，将其加入到受弯构件中，即使荷载超出了极限压应力的情况下，也能够在一定程度上保护受弯构件的安全，为提高施工质量提供了保障。
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2.4公路桥梁连续梁施工中预应力技术的应用
预应力混凝土技术是预应力技术在公路桥梁施工中的常见技术体现。其中包括了悬臂施工技术、顶推技术和移动模架施工技术。
悬臂技术通常包括悬臂拼装技术与悬臂浇筑技术。两种技术的区别在意前者是利用吊机设备进行施工，后者是利用挂篮设备。但是，总的方向都是从桥梁中心同时向两侧施工直至最终合拢。顶推技术一般在等截面连续梁施工中较为常见，在加入预应力筋后进行梁体现浇，然后利用滑动装置与千斤顶的预应力将梁体逐步推进直至完成。移动模架造桥技术是较为先进的技术，与传统的施工技术有着很大的不同。这种技术的应用大大提高了施工速度，缩短工期，但是其施工成本也是相对较高的。
3公路桥梁施工中预应力技术的相对缺陷
通过前文的叙述，预应力技术在公路桥梁施工中的优点是毋庸置疑的，但是在发展速度过快的情况下，难免会出现一些不足。其不足之处主要有构件质量的缺陷、对预应力构件张拉过程中的控制不足、采用后张法施工时预留的钢筋孔道的畅通无法完全保证以及施工过程中施工人员的专业技术不足等。
（1）预应力构件的质量缺陷主要体现在构件张拉前产生的裂缝并扩大引发构件断裂的现象，这是对施工极其不利的。
（2）在没有合理的规划和安排下进行的预应力张拉，没有科学的计算导致无法把握好预应力张拉尺度，预应力构件没则有达到最佳效果。
（3）在混凝土没有凝固到位时进行抽芯会引起预留孔道的堵塞，为后期穿筋带来阻碍。
（4）施工人员的专业素质在预应力构件施工过程中也是很重要的，这项工作对施工技术的要求相对较高，所以需要专业素质较高的施工人员。
4公路桥梁施工中预应力技术的控制要点
（1）锚具：选择正确的锚具是张拉预应力钢筋能否成功的重要前提，是张拉质量的重要控制要素。一方面，如果在公路桥梁的施工过程中，施工企业为了降低成本而不顾国家的相关规范规定，不按照实际情况选择恰当的锚具，则会对施工的质量产生很大的隐患。比如扁锚具的使用是有相应条件的限制的，不是任何情况都能应用的。锚具的成本高造成了很多施工企业的望而却步，铤而走险选择价格低廉但是质量相对较差的锚具，只是预应力技术达不到预想中的效果，影响了施工的质量。另一方面，通常情况下在钢筋密集处安装锚具，这对混凝土的振捣工作带来了困难。在这种情况下仍需要振捣到位，保证振捣工艺的正常进行以确保混凝土的性能得以发挥，在容易产生裂缝的位置以人工振捣为主，辅以机械的轻微振捣。结束混凝土浇筑工作后即使对预留孔道进行清理与封闭，避免空孔道因杂质进入而堵塞。
（2）预应力材料的选取：公路桥梁的施工中主要应用的预应力材料为预应力钢筋、普通预应力钢绞线与低松弛钢绞线等。选择合适的预应力材料能够减少波纹管裂缝的产生。其中低松弛钢绞线是现在施工中应用较多的预应力材料，从性价比等综合因素的考虑具有较大的优势。每种预应力材料都有其相应的特性，有着不同的作用，在材料选取时应该结合工程实际与材料的特性选择最合适的预应力材料，才能将预应力技术更好的应用到施工中。
（3）加强施工技术人员的专业水平：上文中已经提到过施工人员的专业素质在预应力技术引用中有着很重的作用。提高相关人员的专业水平，无论是施工管理人员还是操作人员，多多学习预应力技术的有关知识，对于工作的顺利实施和质量的保证都是有着直接和关键作用的。
5公路桥梁施工中预应力技术的发展方向
目前，我国公路桥梁施工中预应力技术的应用还处在发展阶段，未来的发展会更加的晚上，技术更为先进。笔者认为，在体外预应力技术方面有着很大的发展空间。体外预应力是后张预应力体系的重要分支之一,体外预应力混凝土结构有很多优点,预应力筋套管布置简单,调整容易,简化了后张法的操作程序,大大缩短了施工时间；同时由于预应力筋布置于腹板外面,使得浇注混凝土方便；由于预应力筋的位置,减少了施工过程中的摩擦损失且更换预应力筋方便易行。但目前国内对这一方面的研究很少,对于体外预应力筋的受力性能研究不多,因此为了使得体外预应力技术得到更大的使用,有必要对这一结构形式进行研究。体外和体内预应力结构在结构构造上的根本区别就是预应力筋位于混凝土结构的外部,仅在锚固及转向块处可能与结构相连,因此,体外索的应力是由结构的整体变形所决定的；而在体内有粘结预应力结构中,力筋位于混凝土结构的内部,与结构完全粘结,在任意截面处都与结构变形协调,因此力筋的应力是与某个混凝土截面息息相关的.传统上来说,体内预应力筋是不被看作一个单独构件的。而体外筋在混凝土体外,自然成为一个相对于组成结构整体的单独构件,其较体内筋要重要许多。所以在承受动力荷载的体外预应力结构设计中,必须考虑到体外筋与结构是独立振动的,应防止二者共振,而且当体外预应力筋在动力荷载（如车辆等）作用下发生共振时,就易发生锚具的疲劳破坏和转向构件处的预应力筋的弯折疲劳破坏。在地震区时设计还必须考虑采取相应措施,提高体外预应力结构的抗震性能。
6结语
虽然预应力技术在我国公路桥梁的施工中应用的较晚，但是因为其自身的优势发展的十分迅速，应用的越来越广泛，在公路桥梁的施工中占据了相当重要的地位。在快速发展的同时，产生了一些问题，相信随着预应力技术的不断更新与进步，施工工艺的逐步完善能够克服这些问题。在未来，预应力技术在公路桥梁的施工中的应用仍有着较大潜力与发展空间，需要我们不断的探索和努力，将预应力技术更加完美的应用的公路桥梁的施工中，为国家的现代化建设做出贡献。
参考文献
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[3] 周舟.预应力在公路桥梁施工中的应用和相关问题探析[J].江西建材,2014(17):161.
论文作者:张逢冬
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年1月下
论文发表时间:2017/5/11
标签：预应力论文; 桥梁论文; 技术论文; 构件论文; 公路论文; 混凝土论文; 应力论文; 《建筑学研究前沿》2017年1月下论文;