1.王光霖 2.杨文帅
2.1.泰安市公路事业发展中心第二工程部 山东省泰安市 271000 2.泰安市公路规划设计院 山东省泰安市 271000
摘要：预应力技术的应用，对路桥工程使用寿命、承载力的提高有着重要的意义。预应力施工技术，能够使路桥工程更加经济、轻巧与美观，有效增加桥梁工程施工寿命，同时预应力混凝土技术所具有的高抗裂能力、自重轻等优点,可以增大桥梁刚度，加大桥梁跨径，增强行车舒适感。本文主要探讨了路桥施工中预应力技术应用与质量控制。
关键词：路桥施工；预应力；技术应用；质量控制
引言：预应力指在结构构件承受外荷载之前，对受拉混凝土施加预压应力。从机械结构来看，其含义为预先使其产生应力，可提高构件的刚度，推迟裂缝出现的时间，增加构件的耐久性。预应力引起的张拉力随着时间的推移而减小，这称为长期预应力损失。这种损失是设计和分析此类桥梁时需要考虑的最重要因素之一。
1. 路桥施工中预应力技术应用存在的问题
现今桥梁预制多采用早强剂或提高混凝土配置强度，梁体浇筑后4—5天混凝土强度就能达到设计强度的75％以上，有的甚至达到90％以上，而《公路桥涵施工技术规范》对龄期也未作明确要求，所以梁体混凝土浇筑一般4—5天后即开始张拉。先张法施工采用砂箱放张法时，如选用砂的级配不好，砂的空隙率大，张拉后砂箱的压缩引起预应力损失偏大。相较之下，后张法现浇混凝土箱梁桥是最受欢迎的桥型。
由于混凝土的徐变和收缩以及钢的松弛，使预应力引起的拉力会随着时间的推移而减小，这称为长期预应力损失。目前，许多桥梁使用不同的标准来预测长期预应力损失。路桥施工中，预测的多样性主要来自于两个错误来源。第一种误差来源于不准确的材料特性即混凝土徐变收缩系数，另一种是分析方法过于简单化。工程中预应力技术的应用是通过预应力技术在混凝土工程中的应用，构建预应力混凝土构件，以此使混凝土产生的预应力状态用以减小或抵消外荷载所引起的拉应力，提供更准确的徐变和收缩应变，以一个简单、更全面的分析程序来预测长期预应力损失，包括重要的结构和材料水平参数。预应力技术借助于混凝土较高的抗压强度，弥补抗拉强度的不足，达到推迟受拉区混凝土开裂的目的。 [1]
2.路桥施工中预应力技术应用
2.1对预应力混凝土结构的长期预应力损失进行预测
在公路桥梁施工中可以利用先进的技术来提升施工质量和效率，预应力技术可以在确保经济快速发展的前提下，实现公路桥梁施工的整体质量与安全目标，特别是在现代大型公路桥梁的设计和施工中预应力技术更是具有举足轻重的作用。混凝土结构预应力分析，需要考虑混凝土的徐变、收缩。明确预应力建筑材料属性，是分析的前提。它们对混凝土结构有着长期影响，所以最终的预应力损失通常由徐变、收缩和松弛引起的各个损失分量和决定。对于预测长期预应力损失已经进行了重要的研究，由此产生了许多用于桥梁设计的规范。即使在相同的环境条件下，现有的预应力损失估算方法往往也不能准确的估算预应力损失。在使用中，由于预应力的作用，桥梁的横截面面积通常会受到较大的剪切力和轴向变形的影响，因此截面上的横向剪切变形是不可忽略的。在二维分析程序中，通常忽略预应力损失的变形，包括本节介绍的一些方法。此外，水平钢筋(Strups)的影响也不包括在分析方法中，尽管非预应力钢(一般是纵向加固)的效应被认为是后张箱梁桥体系。
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2.2计算材料性能
预应力材料是指对混凝土施加预应力的各种材料，包括高强钢筋、钢丝、钢绞线、复合材料预应力筋等，其应具有高强度、良好塑性、低松弛等特点。复合材料预应力筋如：玻璃纤维增强聚合物（GFRP）、芳纶纤维增强聚合物（AFRP）及碳素纤维增强聚合物（CFRP）预应力筋。它们具有质轻、高强、耐腐蚀、耐疲劳，非磁性等优点，目前主要用于桥梁加固领域。金属预应力筋主要有：精轧螺纹钢筋、高强钢丝、钢绞线，高强预应力钢棒等。
针对以上的预应力材料，计算出的徐变、收缩和松弛不纳入损失预测。在某些情况下，徐变和收缩是通过存在经验常数从实验得到的，但这些常数，只适用于非常特殊的条件。因此，由于缺乏与规范的徐变和收缩有关的适当输入，妨碍了规范的整体适用性和稳健性。预应力混凝土结构预应力损失的预测,可提高构件的刚度，推迟裂缝出现的时间，增加构件的耐久性。通过假设不同温度循环中的应力状态，可以在多个温度循环后，得到一种准稳态应力。采用适当的预应力损失估算方法，需要考虑徐变和收缩值，才能得到准确的结果。[3]在具体的公路桥梁施工中要加强对预应力材料的应用与控制，使预应力材料能够更为全面地展现出效果和价值，在确保公路桥梁施工质量和目标的同时，使预应力技术得到更为深刻而全面的实践，进而在公路桥梁建设行业中做到技术水平、管理质量的综合提升。
3.路桥施工中预应力质量控制
3.1伸长量的计算
均匀放张，多根整批预应力筋放张，宜采用砂箱法或千斤顶法。张拉过程中，道路桥梁千斤顶的工具锚住预应力筋使其伸长，量测到的伸长量实际包括了千斤顶内工作长度部分的伸长量。[4]有些技术人员在计算理论伸长量时疏忽了千斤顶内工作长度的伸长量，而在实际量测的伸长量数值中，却已经包括了工作长度的伸长量，导致计算的伸长量误差超过+6％。[5]所以不管是运用哪一种伸长量的计算，我们在工作的时候需要考虑到长度的伸长量，这些伸长量需要和现场的实际条件符合，否则就会导致伸长量的误差。实际测量的时候也要考虑的工作长度的伸长量，这样在计算的时候才会尽量的减少伸长量的误差。而且在实际计算的过程之中，测量的数量应该扣除预应力的最初阶段回缩量，利用这样的方法可以加强预应力施工的优化设计。在目前的施工阶段，我们需要利用多种方法进行结合，而且考虑到预应力的实际工况，采取科学准确的方法。
3.2优化下部结构
后张法施工指的是先浇筑水泥混凝土，待达到设计强度的75%以上后再张拉预应力钢材以形成预应力混凝土构件的施工方法。先制作构件,并在构件体内按预应力筋的位置留出相应的孔道;最后在孔道中灌入水泥浆,使预应力筋与混凝土构件形成整体.后张法预制混凝土桥梁下部结构可大大减少交通干扰。由于桥梁下部结构具有更大的优化设计空间,因此根据工程地质条件和桥梁整体受力情况进行下部结构优化,主要优化桥墩形式及桩基础,在保证全桥安全的基础上减少工程量,节省资金投入,达到良好的经济效果。另外，下部结构构件可能暴露在腐蚀性环境中，如除冰盐、海水、酸雨、污染空气和富含硫酸盐的土壤。在粘结后张法施工中，水泥浆能够防止氯化物进入钢材。
结束语：预应力技术，是当今路桥施工领域发展速度最快、用途最为广泛、最有发展潜力的一门科学技术。我们要切实抓好每道工序、每个环节的质量控制，确保路桥工程的质量。
参考文献：
[1]石伟宝.路桥施工中预应力技术应用与质量控制研究[J].建筑与装饰,2020,(6):105,108.
[2]曾曦.路桥施工中预应力技术的应用及实施要点研究[J].大众标准化,2020,(4):82-83.
[3]孙志强.预应力施工技术在公路桥梁工程施工中的应用[J].科学与财富,2020,(17):354.
[4]朱怀宇,于富生.预应力技术在市政路桥施工中的创新应用分析[J].信息记录材料,2019,20(4):58-59.
[5]李长青.高速公路路桥施工中预应力技术的应用研究探讨[J].建筑工程技术与设计,2020,(8):2264. DOI:10.12159/j.issn.2095-6630.2020.08.2183.