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预应力技术在公路桥梁施工中的优化应用策略向世荣

发表时间：2021/6/16 来源：《建筑科技》2020年11月上作者：向世荣

[导读] 伴随着社会经济的发展，我国工程建筑也迅猛发展起来，预应力技术在公路桥梁施工中得到广泛应用。本文先阐述了预应力技术的作用，预应力技术可以提高公路桥梁结构的耐久性和承载能力，同时也能提高公路桥梁的整体承重力，文章就公路桥梁施工中预应力技术的优化应用策略进行分析研究。希望给研究本课题相关人员提供理论参考。

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摘要：伴随着社会经济的发展，我国工程建筑也迅猛发展起来，预应力技术在公路桥梁施工中得到广泛应用。本文先阐述了预应力技术的作用，预应力技术可以提高公路桥梁结构的耐久性和承载能力，同时也能提高公路桥梁的整体承重力，文章就公路桥梁施工中预应力技术的优化应用策略进行分析研究。希望给研究本课题相关人员提供理论参考。
关键词：预应力技术；公路桥梁；施工技术
        前言
        1预应力技术的作用
        公路桥梁关系着一个城市的发展，是城市建设的核心纽带，是两个城市间进行经济贸易和信息交互的有力保障，公路桥梁的安全性和稳定性是城市建设工程中必须要重视的问题。随着社会经济的迅速发展，公路桥梁施工技术越来越先进，预应力技术得到广泛运用。预应力主要是为了改良公路桥梁施工中的结构，在公路桥梁施工过程中，为了防止公路桥梁结构的破坏，在结构上施加的预应力，确保和超负荷的拉应力完成抵消掉。预应力技术是经常用于混凝土结构、预应力混凝土结构的一种技术。在实际施工过程中，混凝土结构在受到超负荷压力之前，一定要对混凝土施加压应力，减少或者直接抵消拉应力，保证结构的完整性，不产生裂缝或者产生裂缝的时间比较晚。
        1.1提高公路桥梁结构的耐久性
        预应力技术可以提高公路桥梁结构的耐久性。在公路桥梁施工过程中使用预应力技术可以提高桥梁结构的质量，从而延长公路桥梁的使用年限，使公路桥梁在后期投入使用中不容易损坏。公路桥梁都是建设在自然环境中，后期使用时必须会遭到自然环境的破坏和影响，施工时采用好的材料，运用预应力技术，保证桥梁结构的完整性，避免公路桥梁产生裂缝或者产生裂缝时间较晚，从而提高公路桥梁的使用寿命。
        1.2提高公路桥梁结构的承载能力
        预应力技术可以提高公路桥梁结构的承载能力，公路桥梁中主梁结构是主要的承载能力结构，主梁结构的设计及其质量直接关系到整个公路桥梁的稳定和安全。在施工过程中如果主梁结构设计的跨度太长，必然会导致整个主梁结构的承载能力降低，后期投放使用中可能会出现公路桥梁质量问题。在公路桥梁施工中采用预应力技术，一是提高了主梁结构的承载能力，二是提高了混凝土的承载能力，全方面地从公路桥梁的各个角度来提高承载能力。
        1.3提高公路桥梁的承重力
        预应力技术可以提高公路桥梁的承重力，公路桥梁的质量在很大程度上受其承重力的影响，如果公路桥梁承重力差，会直接影响公路桥梁的使用寿命，公路桥梁的承载结构主要是将公路桥梁表面所承受的垂直压力进行隔离分解，保证主梁结构以外的其他结构所承受的承重力在其安全标准范围内，预应力技术可以提高结构对抗压力的能力，公路桥梁施工过程中，在承重力薄弱的地方使用预应力技术，能更好地提高这些薄弱地方的承重力，从而提高整个公路桥梁的承重力，确保公路桥梁的稳定性。
        2预应力技术的广泛应用
        2.1新建工路桥梁工程中预应力技术的应用
        随着社会经济的迅猛发展，城市化建设的加快，我国社会交通道路网也快速发展起来，国民经济发展的速度与道路交通的建设紧密相联。我国公路桥梁施工过程中很多都需要跨越沟壑、穿过泥沙漂流和崇山峻岭，有的甚至需要下穿道路，这就要求公路桥梁都具备桥墩高、跨度大的特点。

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特别是最近几年国民经济的迅猛发展，我国交通道路网开始朝向江河、海域等区域延伸，公路桥梁的桥墩越来越高、跨度越来越大，例如2018年10月24日通车的港珠澳大桥，属于世界级跨海大桥，主体桥梁工全长约22.9 千米，港珠澳大桥的通车代表着我国公路桥梁迈向一个新的纪元。预应力的材料和技术可以满足公路桥梁施工中桥梁跨度大的要求。在公路桥梁施工中采用预应力技术，可以增加主桥的箱梁、吊索、索塔质量，也可以增加小箱梁、空心板和现浇箱梁的稳定性，满足了目前公路桥梁施工中对桥墩高、跨度大的要求，预应力技术加快了我们公路桥梁的发展速度。
        2.2公路桥梁受弯构件中预应力技术的应用
        碳纤维材料凭借自身的强度高、简单的施工工艺，成为目前公路桥梁施工过程中对受弯构件进行加固的首选材料。公路桥梁施工过程中，应用粘贴方法对碳纤维材料进行加工，是可以提升水泥钢筋的受弯能力。从工程力学角度出发，应用预应力技术对公路桥梁受弯构件加固，让混凝土最原始的力量聚合在一起，加上在预应力技术下混凝土本身压应力增加，从而降低或者消除了拉应力，混凝土本身的质量给碳纤维材料的使用创造了良好的条件。公路桥梁施工中使用预应力技术可以有效地预防施工受压区混凝土的压缩应变不超过混凝土极限压缩应变的标准，混凝土使用过程中产生的高强度抗压抵销了低强度抗拉能力，保证了混凝土受拉伸位置出现裂缝的时间有所推迟，从而有效地提高公路桥梁受弯构件的最大承截力和最大拉伸应变，公路桥梁受弯构件的承载力提高了，整个公路桥梁的承载力也得到了提高。
        2.3 公路桥梁加固中预应力技术的应用
       随着我国交通运输的快速发展，公路桥梁的车流量日渐增大，承载的运输量也增大，有的公路桥梁的车辆通行量接近饱合值，再加上公路桥梁本身的造价成本极高，所以对公路桥梁的质量问题要做好防护措施。公路桥梁基本上都处在自然环境里，随时使用年限的增长，必然会出现一定程度的损坏，为了延长公路桥梁的实际使用寿命，确定其质量和使用安全，必须对公路桥梁进行养护和加固。公路桥梁加固的目的是为了提高整体结构和综合性能，公路桥梁加固工程通常是对构件的强度进行补强和对结构性能进行提高，让公路桥梁的当前承载力得到保持或者提升。公路桥梁加固过程中，为了降低混凝土的初始应变值，可以先采用预应力技术对构件进行施压，使构件的压实区域先产生拉应力，构件的受拉区域先产生压应力，降低构件在初始作用力下的压缩应变和拉伸应变，让钢筋强度得到充分发挥。预应力技术可以最大程度地对公路桥梁结构进行加固和完善，让公路桥梁发挥最大承载力。
        2.4钢筋混凝土多跨连续公路桥梁中预应力技术的应用
        从工程力学角度来看，多跨连续桥梁分为正弯矩区、负弯矩区两个受力区。在压力的作用下，在梁的下部产生的弯矩区叫正弯矩区，正弯矩在跨中，下部配置受拉钢筋和正弯矩钢筋；在支座位置的叫负弯矩区，下部配置受拉钢筋和负弯矩钢筋。当连续公路桥梁的极限抗弯承载力和极限抗剪承载力不能满足使用时，就要考虑采用预应力技术对其进行加固，同样，当桥梁的正负弯矩区的抗弯能力不能满足使用时，也可以采用预应力技术进行加固。这时可以采用施工工艺相对简单、加固成本较低的粘贴碳纤维方法对桥梁抗弯能力差、搞剪能力低的薄弱环节进行加固，这种加固方法节约资金，效果明显。
        结语
        预应力技术在公路桥梁施工之中的优化应用，在当今的公路桥梁工程之中显得尤为重要，因此施工方的管理人员以及技术人员应当对此加大学习以及掌握的力度，寻找自身工作之中的问题，并且找出原因，避免以后再次发生，不断加强预应力技术的应用水平，推动基础设施建设整体水平的提升。
参考文献
[1]张俊斌，李胜阳.试述道路桥梁施工中预应力的应用及存在的问题[J].山东工业技术，2018（15）：326，421.
[2]李坚.我国预应力混凝土连续梁桥的发展与工程实践[J].城市道桥与防洪，2001(3).
[3]李梅.道路桥梁施工中预应力的应用[J].工程技术研究，2019，4（2）：213-214.