摘要：预应力技术不仅用于公路桥梁结构，而且也运用到桥梁的维修和加固、大件提升、顶推施工、边坡或山体锚固等方面，其应用范围还在不断扩大应用前景会与日俱增。
关键词：公路桥梁；施工；预应力技术
1预应力桥梁的特点
1.1抗裂性好，刚度大，提高构件的抗剪能力
由于对构件施加预应力，大大推迟了裂缝的出现，在使用荷载作用下，构件可不出现裂缝，或使裂缝推迟出现，所以提高了构件的刚度，增加了结构的耐久性。试验表明，纵向预应力钢筋起着锚栓的作用，阻碍着构件斜裂缝的出现与开展，又由于预应力混凝土梁的曲线钢筋合力的竖向分力将部分地抵消剪力。
1.2节省材料，减小自重
其结构由于必须采用高强度材料，因此可减少钢筋用量和构件截面尺寸，节省钢材和混凝土，降低结构自重，对大跨度和重荷载结构有着明显的优越性。
1.3提高受压构件的稳定性和耐疲劳性
对钢筋混凝土柱施加预应力，使纵向受力钢筋张拉得很紧，不但预应力钢筋本身不容易压弯，而且可以帮助周围的混凝土提高抵抗压弯的能力。具有强大预应力的钢筋，在使用阶段因加荷或卸荷所引起的应力变化幅度相对较小，故此可提高抗疲劳强度。
2公路桥梁预应力应用技术探讨
2.1预应力钢绞线技术
在道路桥梁的施工中，预应力钢绞线拥有节约钢材、安全稳固的特点，发挥着十分可观的社会效益和经济效益。国内外在预应力钢材方面都投入了大量的科研经历，如预应力钢丝、低松弛预应力钢丝，预应力钢绞线和低松弛钢绞线等都被广泛的开发利用。这其中效果最为优良、效率最高、施工最为便捷的要数构件美观的低松弛钢绞线技术。施工方会根据钢绞线表面状态、松散性、几何参数、断裂荷载、屈服荷载等方面的性能，辅以钢绞线品种、规格、尺寸、造价等方面的因素综合考量，来选择预应力钢绞线。在很多世界著名和重要的工程中，预应力钢绞线技术都得到了广泛的应用。一些大型的桥梁、高跨度的房屋、高架桥等对于预应力钢绞线的依赖性也越来越高。
2.2预应力在混凝土空心板中的应用
混凝土空心板是一种横截面为多道圆孔的一种建筑材料，具有重量轻、便于安装和运输等特点，混凝土空心板在小跨径公路桥梁中的应用最为普遍。通常情况下，当公路桥梁跨径16-25m时，采用先张法张拉单根低松弛度的钢绞线；后张法则使用扁锚或者群锚中等张拉吨位。
2.3预应力技术在桥梁受弯构件中的应用
碳纤维凭借其较高的强度及简单的施工工艺,成为公路桥梁常用的加固材料,采用碳纤维片材对钢筋混凝土公路桥梁受弯构件的加固工程中得到了广泛的应用。但是由于在对受弯构件进行加固之前结构本身就已存在一定的初始内力,混凝土内已经具有一个初始的压应变和拉应变,因此要使用预应力技术防止受压区混凝土的压应变达到混凝土极限压应变,提高受弯构件的极限承载力和极限拉应变,增加公路桥梁的承载力。
2.4预应力在混凝土箱梁中的应用
箱梁的内部为空心状，在梁的上部同样有翼缘，根据箱体数量不同可以分为单箱梁、多箱梁等，根据制作材料可以分为混凝土箱梁以及钢板箱梁等，其中混凝土箱梁又分为现浇箱梁和预制箱梁。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当混凝土箱梁跨径为40-60m时，需要配置横向和纵向双向预应力钢绞线，采用先张法张拉高强度、低松弛钢绞线；后张法则使用群锚中等张拉吨位。当混凝土箱梁悬臂板的长度在4.0m以上时，需要使用扁锚3-5根钢绞线为一束箱梁的施工方法。当混凝土箱梁跨径70-200m的大跨径连续桥梁中，采用变截面箱梁，此时需要给桥梁配置纵向预应力、竖向预应力以及横向预应力钢绞线，因此也成为大跨径三向预应力混凝土桥。
3预应力技术在公路桥梁施工中的应用
3.1预应力技术在受弯构件中的应用
由于碳纤维具有较高的强度,并且施工也比较简单,因此采用碳纤维片材对钢筋混凝土受弯构件进行加固的方法得到广泛的应用。但是由于在对受弯构件进行加固前结构已存在初始内力,混凝土已具有初始的压应变和拉应变,因此当受压区混凝土的压应变达到混凝土的极限压应变时,受弯构件达到了极限承载力。
3.2预应力技术在加固施工中的应用
道路桥梁加固一般是通过对构件的补强和对结构性能的改善来恢复或提高现有道路桥梁的承载能力,以延长其使用寿命,适应现代交通运输的高要求。然而,实际上卸载的目的就是为了减小加固施工时混凝土的初始应变。此时可预先对构件施加预应力,使受压区产生拉应力,受拉区产生压应力,减小构件在初弯矩作用下的拉应变和压应变,以提高在构件达到极限承载力时的应变增量和加固钢筋的应力,使加固钢筋得到充分发挥。
3.3预应力技术在钢筋混凝土多跨连续梁的应用
多跨连续梁有正弯矩区和负弯矩区,一般在支座处为负弯矩,跨中为正弯矩。当梁的抗弯承载力和抗剪承载力不满足要求时,需要进行加固处理。跨中正弯矩区抗弯承载力不满足时,可用粘贴碳纤维的方法进行加固,施工相对比较容易,其主要的原因是所加纵筋锚固的问题不宜解决。
4公路桥梁施工中预应力技术的措施
4.1梁体扭曲措施以及工字梁破碎措施
工字梁进行张拉时，如果梁体出现侧线扭曲现象，则需要利用张拉的逐级分次对称。当张拉为第一次，张拉控制应力的50%为施加逐孔预应力，张拉第一次顺序为右侧对角线和左侧对角线进行交叉。但是位置不够、马蹄宽度小，所以张拉为逐孔进行。当张拉第一孔时，达到50%之后就可以进行千斤顶的拆卸，然后移动到第二孔，还是按照这个规律进行。当张拉第二次时，在张拉第一次顺序逐孔的基础上进行80%张拉。张拉第三次时，在张拉第二次顺序逐孔的基础上进行100%张拉。工字梁破碎是指张拉后工字梁的梁底端呈现混凝土破碎现象，它的措施主要有两步。第一，梁体预制中设置一块橡胶板，橡胶板的厚度为2-3cm之间，长度为1m，设置到底模的端部。当梁体进行张拉之后，就会让橡胶板受到压力而产生变形，从而增加了受压面积，让集中压应力在梁端混凝土中越来越小，保证了梁端底部混凝土没有出现破碎现象。第二，当梁体预制过程中，设置一块倒角，倒角的竖向为10cm，梁长为20cm。当梁体进行张拉之后，就会有效的进行受压面积底部的增大。
4.2先张法施工工艺和后张法施工工艺
（1）先张法
在混凝土灌筑之前，先将由钢丝钢绞线或钢筋组成的预应力筋张拉到某一规定应力，并用锚具锚于台座两端支墩上，接着安装模板、构造钢筋和零件，然后灌筑混凝土并进行养护。当混凝土达到规定强度后，放松两端支墩的预应力筋，通过粘结力将预应力筋中的张拉力传给混凝土而产生预压应力。
（2）后张法
先灌筑构件，然后在构件上直接施加预应力的方法。一般做法多是先安置后张预应力筋成孔的套管、构造钢筋和零件，然后安装模板和灌筑混凝土。预应力筋可先穿入套管也可以后穿。等混凝土达到强度后，用千斤顶将预应力筋张拉到要求的应力并锚于梁的两端，预压应力通过两端锚具传给构件混凝土。为了保护预应力筋不受腐蚀和恢复预应力筋与混凝土之间的粘结力，预应力筋与套管之间的空隙必须用水泥浆灌实。水泥浆除起防腐作用外，也有利于恢复预应力筋与混凝土之间的粘结力。
结束语：
预技术从兴起到如今的广泛应用，从理论研究到工程实践，其发展的技术也较为承受。针对与预应力的独特的优越性能，其在我国公路桥梁的工程建设中发挥着越来越重要的作用。但是预应力的技术在不断创新，相关规定也在不断完善，很多现实问题就会迎刃而解。
参考文献：
[1]杨晓翔：《公路桥梁施工中预应力技术应用》，《中国高新技术企业》，2015年10期
[2]黄银香：《公路桥梁施工中预应力技术探析》，《中国新技术新产品》，2016年08期
[3]何彬：《道路桥梁施工中预应力的应用及存在的问题》，《中国水运(下半月)》，2016年06期
论文作者:孙长城
论文发表刊物:《防护工程》2019年第3期
论文发表时间:2019/5/16
标签：预应力论文; 混凝土论文; 构件论文; 桥梁论文; 应变论文; 应力论文; 钢筋论文; 《防护工程》2019年第3期论文;