公路桥梁施工中的预应力技术分析

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收稿日期：2017-02-06作者简介：张小帅（1980—），男，工程师，研究方向为公路桥梁施工。

公路桥梁施工中的预应力技术分析张小帅（邢台路桥建设总公司，河北邢台054001）

摘要：预应力技术能够有效减少路面裂缝的产生、提高工程质量、延长公路使用寿命。为此，阐述了公路桥梁常用的预应

力加固技术，包括体外预应力加固技术、预应力碳纤维加固技术以及黏结预应力加固技术，分析了预应力技术的优缺点，探讨了预应力技术在公路桥梁施工中的具体应用，可为相关施工提供参考。关键词：公路桥梁；施工；预应力

中图分类号：U415.6文献标识码：B

1公路桥梁常用的预应力加固技术（1）体外预应力加固技术体外预应力加固技术，是通过在公路或桥梁外的预应力钢筋，对其施加预应力，形成一个加固稳定的体系。预应力钢筋一般采用具有防腐蚀功能的钢绞线等材料。这种预应力技术当前已经趋于成熟，具有良好的加固效果，能够承受较大的压力。通过这种加固技术对旧的公路或桥梁进行加固，通常能够提高30%~40%的负荷能力，同时还能防止公路桥梁受到压力或环境因素的影响产生变形，施工一般也较为便利，不对交通造成太大的影响。这种加固技术在施工投入上也比较经济合理，所以，体外预应力加固技术被广泛应用于桥梁的临时加固和提高桥梁公路荷载等级的施工方案中。（2）预应力碳纤维加固技术预应力碳纤维加固技术，是将高强度的纤维板条，借助锚具等设备，粘贴在公路或桥梁的外部。碳纤维材料一般要具有很高的强度、韧度和弹性，才能在加固公路和桥梁中承受二次受力时适应相应的变形。碳纤维材料一般不能直接粘贴，否则性能将不能完全发挥出来，因此，还要借助碳纤维增强塑料来增强其性能。碳纤维有助于预应力的提高，通过其高强度性能的发挥，能够有效防止公路桥梁的变形或裂缝的产生[1]。这种加固模式目前还存在着一些问题，因此其技术推广和应用还受到一些限制。（3）黏结预应力加固技术黏结预应力加固技术使用钢绞线或钢筋材料，借助锚具等设备固定在公路或梁体上，对其施加一个预应力，然后向公路桥梁喷洒具有抗拉能力的复合砂浆，使公路桥梁和钢筋融为一体，成为稳定的预应力体系。其中，使用的复合砂浆因为具有黏着性能强的特点，可以将两者完全连接，从而使整个加固体系具有良好的抗拉性，还能防止钢筋不受到腐蚀。这种加固技术也具有很多优点，因此在公路和桥梁的建筑中受到重视，该方法使得预应力钢筋便于

拉伸、结构稳定、施工技术简单，适合在公路、小跨度桥梁和立交桥的工程中投入使用。图1是预应力加固法的示意图。

2预应力技术特点2.1预应力加固技术的优点

（1）对于老旧的桥梁和公路，预应力加固技术可以有效提高其荷载能力和稳定性。原来的桥梁和公路设计以及基础支撑方式对加固的性能会有一定影响，但是，使用预应力加固技术一般能够将稳定性能提高到所需的程度。（2）预应力加固可以提高整体结构的抗拉性。这种加固方式所使用的材料较少，因此对桥梁施加的压力也比较小，能够很好地减少公路桥梁的受力，提高自身的刚度。（3）投入的人力物力较少，能够有效缩短施工的周期，减少经济成本的投入。（4）施工的程序少，几乎不造成交通通行的堵塞。（5）在短期施工和永久性加固方面都能投入使用。2.2预应力加固技术的缺点

（1）对于预应力的锚固点和转向块的受力分析较为复杂，因为这一板块受力较为集中[2]。（2）对于体外预应力加固方式，由于加固的材料在桥梁外部，钢筋就容易受到外部环境的影响和空气腐蚀。2.3预应力加固技术的力学分析

（1）预应力技术，就是将梁体原有的受力情况进行改变，使整体结构更加稳定。在进行加固工作后，新结构的受力情况与原来的受力会发生变化，将自身内力进行重新分布。

锚具主梁楼板次梁

柱

转向块钢绞线图1预应力加固法示意图

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（2）加固过后的结构会具有柔韧性，成为带拉杆的稳定结构。这种结构与其他的加固结构也存在差异，原来结构的受力分为活载和恒载，加固后，预应力筋的拉力范围是基于上部恒载的情况下读取的，也就是俗称的带载加固。所以在对预应力筋进行应力增量的计算时，还要考虑活载的情况。因此，在对结构进行受力分析时，可以分为活载作用和施加预应力两个部分。图2是对梁体体外预应力施工分析图。

1000~1400粘贴钢板Ⅳ

100100Ⅳ

4500/2桥跨中心线ⅢⅢ粘贴钢板30×60+20=1820

571.5571.5757575

半Ⅳ-Ⅳ

115

图2体外预应力施工分析图3预应力技术在公路桥梁施工中的具体应用3.1在碳纤维片中的应用

公路桥梁一般跨度较大，因此对于其结构的韧性要求较高，这就要求受弯结构一般都采用大型的钢筋混凝土T形梁。这种梁体结构又叫箱梁，在其内部的部分受力区域比较集中，这部分混凝土受到的压力就比较大，要使得该结构的韧度和稳定性得到保障，就要投入大量的成本和资金，如果将其改为碳纤维片，就能有效地节约成本，还能满足性能要求。碳纤维本身具有良好的韧度和强度，投入使用的工艺也比较简单，因此这种技术得到了广泛的应用。将预应力技术与碳纤维片相结合，通过两者优势的结合，有效提高了桥梁公路的结构稳定性。3.2在钢筋混凝土架构中的应用

在公路和桥梁的施工和后期运用中，裂缝的产生是一个很大的问题，特别是对于大型公路桥梁的钢筋混凝土结构中。如果将预应力技术应用到这种结构中，能够有效减少钢筋混凝土裂缝的产生，延长公路和桥梁的使用寿命。具体的施工工艺是：在公路和桥梁的钢筋混凝土结构构建之前，先向结构中的受拉区域施加一个压力，使钢筋受到力量过后产生拉伸，在弹性形变内，钢筋会自动回缩。这样的方式能够使钢筋预先受到一个拉应力，混凝土在受到外部拉力和压力的时候，就需要先抵消这个拉力。这种技术能够有效减少混凝土的拉伸，防止裂缝的产生。3.3在钢筋混凝土路面中的应用

混凝土路面中，预应力的应用也是一个重点环节。这

项应用在近几年才发展起来，但是投入使用的情况较为迅速。这项技术与在钢筋混凝土架构中的使用较为类似，通过预应力对路面进行约束，减少甚至杜绝混凝土裂缝的产生。但是，路面极易受到环境、温度和负载的影响，想要提高这项技术的使用效果，还要加强前期的实地考察工作。通过混凝土裂缝的产生与环境温度、负载和摩擦之间关系的研究和分析，在原本施工的基础上增加一个合适的纵向预应力，来抵消横向的收缩，使得路面混凝土的施工更加全面合理，技术更加有保障。3.4在多跨度连续梁中的应用

对于公路和桥梁的多跨度连续梁施工，应用预应力技术，可以很好地提高梁体的稳定性和安全性。多跨度连续梁结构较为复杂，其中包括负弯矩区和正弯矩区。正弯矩区分布在梁体的正中，负弯矩区分布在支座上。多跨度连续梁要求具有很高的抗剪能力和抗拉能力，对于没能达到要求的连续梁，就要进行后续的加固工作。将预应力技术运用到这项工程中，可以有效提高连续梁的稳定性，当然，施工前同样要做好预案工作，以便及时应对突发情况。

4结语预应力技术对于目前我国的公路和桥梁施工中具有重要的作用，能够有效减少路面裂缝的产生、提高工程质量、延长使用寿命。但是，这项技术现在还存在很多问题有待解决。随着科学技术的提高，要不断总结施工经验，（下转第36页）

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工设备，看其各方面质量是否达标，客观评价路面情况，为提高公路路面施工质量提供保障。2.2健全质量监督体系，注重公路路面检查在公路路面工程建设中，施工企业必须结合各方面情况，优化完善已构建的质量监督体系，采用先进的技术，借助信息化手段，构建“科学、合理”的监控系统，全方位动态监控公路路面施工，及时发现存在的隐患，避免工程项目成本的增加，有效提高其施工质量。同时，施工企业应安排相关人员，随时检查施工设备、施工材料等，有效提高公路路面整体质量。相应地，施工企业要借助质量监督管理体系，明确不同岗位工作人员职责，有效防止出现“一人多岗、一岗多人”现象，确保公路路面各施工工序有序进行，动态控制施工成本。2.3控制公路路面平整度与裂缝在公路路面工程施工中，相关人员要动态控制路面平整度，要根据混合料性能、特点等，准确把握配合比，提高其稳定性，混合料运输时间要小于半小时，避免出现离析现象。在摊铺、碾压混合料过程中，施工人员要动态把控温度，避免出现裂缝问题，提高公路路面的平整度；将适量的高效缓凝减水剂添加到混合料中，增强公路路面的抗折强度、摊铺平整度；也可以将适量的粉煤灰等添加到混合料中，提高应用到公路路面中的混合料抗磨性、黏聚性等。此外，还要采用适宜的修补方法，科学修补公路路面裂缝，提高路面平整度，要做好路面的养护工作，有效提高公路路面整体质量。2.4提高施工人员综合素质，加强工序管理2.4.1提高施工人员综合素质公路路面工程施工前，施工企业必须对施工人员进行必要的安全教育，强化其安全意识。施工企业要根据施工人员施工情况，对其进行针对性培训，学习最新公路路面施工知识、方法等，学习相关的法律法规。根据公路路面施工特点、难易点，开展多样化实践活动，多层次提高其施工技能；施工人员应具备必要的职业道德素养，规范施工，在实践中积累丰富的工作经验，有效应对施工中出现的各类突发事件，有效提高公路路面施工质量。2.4.2加强工序管理

在公路路面质量管理中，施工企业必须加强工序管理，要求管理人员全方位动态监督管理公路路面各施工环节，公路工程技术人员也要随时到施工现场，针对性指导施工人员，尤其是核心工序。同时，施工企业要加大底基层工序管理力度，对施工人员提出明确要求，准确把控高程精度，做好放样工作，确保后续工序施工顺利进行。

3结语在公路路面工程建设中，施工企业要意识到提高公路路面施工质量的重要性，根据建设地区公路路面情况，采用多样化的检测方法，科学检测公路路面，优化完善质量保障体系，加大监督管理力度，以降低建设地区公路路面施工成本，提高公路路面各方面性能，有效提高路面施工质量。

参考文献：[1]王广.公路路面工程施工质量控制研究[J].中国新技术新产品，2014（20）：104.[2]彭红梅，万明飞.公路路面工程施工检测与质量控制分析[J].江西建材，2014（17）：180.[3]沈应祥.关于公路路面工程施工及质量控制的研究[J].黑龙江交通科技，2014（8）：56.[4]刘启顺.分析公路路面工程施工检测与质量控制[J].广东科技，2010（4）：188-189.[5]郭琦.公路路面工程施工检测及质量控制[J].交通建设与管理，2014（Z2）：86-87.（编辑：曹艳华）

（上接第34页）施工人员要提高预应力技术施工水平，在未来，会有更多科技设备投入在这项技术中来，我国公路桥梁的建设工作也将迈入新的台阶。参考文献：[1]赵志学.公路桥梁施工中预应力技术分析[J].江西建材，2015（5）：129.[2]唐志玉，杨顺贵.公路桥梁施工中预应力技术分析[J].建筑工程技术与设计，2015（33）：81.[3]郝平元，张立娟.公路桥梁施工中预应力技术分析[J].建筑工程技术与设计，2014（36）：116.[4]陶志平.公路桥梁施工中的预应力技术分析[J].城市建筑，2016，23（26）：297.[5]费强.公路桥梁施工中预应力技术分析[J].建筑工程技术与设计，2016（31）：2231.[6]周健.公路桥梁施工中预应力技术分析[J].建筑建材装饰，2016（2）：77，79.（编辑：曹艳华）