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摘 要: 近年来，预应力混凝土结构凭借其能够充分利用材料高强性能、减小结构自重、防止混凝土裂缝以及增大桥梁跨度等优点在我国公路桥梁工程中得到了广泛的应用，然而预应力技术在公路桥梁施工中的应用还存在一些问题。笔者首先介绍了预应力技术在公路桥梁中的各种应用，然后根据文中提到的几个问题列出了具体的改善措施。
关键词: 预应力技术; 公路桥梁; 施工
Abstract: In recent years, the prestressed concrete structure by virtue of its ability to make full use of material strength performance, reduces the weight of structure, prevent concrete cracks and increase the span of bridge has been widely used in our country in the highway bridge engineering, however, there are still some problems in application of Prestressed Technology in the construction of Luqiao bridge. The author firstly introduces the various application of prestressed technology in highway bridges, and then according to the problems mentioned in this list the specific improvement measures.
Keywords: prestressed technology, roads and bridges, the construction;
中圖分类号：U415.6
0 前 言
预应力作为一项被广泛应用到建筑和道路行业中的新技术，是现代科学不断发展和进步的产物，与传统的公路桥梁建设技术相比，由于预应力技术起步较晚，在公路桥梁建设中还存在部分不足。随着预应力技术应用领域的不断扩展，预应力技术在其实际应用中存在的很多问题都将得到有效地解决，预应力技术的发展空间也将越来越广泛。
1 预应力技术在公路桥梁施工中的应用
1. 1 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。
1. 2 预应力技术在公路桥梁加固施工中的应用
公路桥梁加固工程通常就是通过对构件强度的补强和对结构性能的提高来维持或者提高当前使用公路桥梁的承载力，延长桥梁的实际使用寿命，满足我国日益增长的现代交通运输要求。为了减小在加固施工时混凝土的初始应变值，可以考虑预先对构件施加预应力，使构件的受压区预先产生拉应力，受拉区预先产生压应力，从而减小构件在初始弯矩作用下的压应变及拉应变，增大构件达到极限承载力时所产生的应变增量以及加固钢筋时的应力，充分利用加固钢筋的强度。
1. 3 预应力技术在钢筋混凝土多跨连续公路桥梁中的应用
从受力上分析，多跨连续梁桥有正弯矩区和负弯矩区两种受力区，支座处一般为负弯矩，跨中处则多为正弯矩。当连续梁桥的极限抗弯承载力和极限抗剪承载力不满足使用要求时，则需要考虑使用预应力技术对其进行加固处理。而桥梁跨中正弯矩区极限抗弯承载力不满足使用要求时也可采用预应力技术加固，可以使用施工相对容易的粘贴碳纤维的方法对薄弱部位进行加固。
1. 4 预应力技术在避免桥梁钢筋混凝土结构裂缝中的应用
混凝土裂缝是公路桥梁常见的病害，特别是跨海跨河大桥等大型公路桥梁的施工更是经常出现混凝土裂缝，严重影响桥梁的整体强度和刚度。目前，国内将预应力技术应用到钢筋混凝土当中的施工实例已有很多，能够有效地避免混凝土出现裂缝，并取得了显著的效果。预应力技术在预防公路桥梁混凝土裂缝中的应用就是在公路桥梁混凝土结构或构件使用之前，对桥梁受拉区的混凝土施加预应力，对混凝土钢筋张拉后，钢筋通过本身的回缩，使得受拉区能够预先存在预应力钢筋施加的压力。
2 预应力技术在公路桥梁应用中的问题
2. 1 预应力钢筋管道堵塞问题
由于部分工程中施工人员专业技术和经验存在缺陷，在预应力混凝土的浇筑过程中有时会出现野蛮施工的情况，甚至还有一部分工程没有对混凝土做好及时的养护措施，都很有可能引起预应力钢筋预留管道出现堵塞，使得预应力钢筋的张拉工作不能够顺利进行，影响到预应力钢筋张拉的实际效果，导致预应力钢筋的理论计算值与实际拉长值存在较大的误差，为桥梁的施工工期和预算产生较大影响。
2. 2 预应力钢筋张拉伸长量不足
在实际施工中还经常出现预应力钢筋伸长量不足的现象，其主要原因包括两点: 一是预应力钢筋预留管道不顺直，使得预应力钢筋与管道内壁的摩擦力增大，在控制张拉应力不发生变化的前提下，预应力钢筋的平均张拉应力受摩擦力影响而降低，导致钢筋伸长量不足; 二是实际工程中采用的预应力钢筋的弹性模量与理论计算时所采用的弹性模量数据有一定的误差，可能使计算出的伸长量与实际伸长量不同。伸长量的和预应力筋的张拉力计算采用下面的公式:
式中 ΔL—预应力筋理论伸长值，( mm) ;
PP—预应力筋的平均张拉力，( N) ;
L—从张拉端到计算截面孔道的长度;
AS—预应力筋截面面积，( mm2) ;
ES—预应力筋的弹性模量，( N/mm2) ;
P—预应力筋张拉端的张拉力，( N) ;
θ—从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和，( rad) ;
k—孔道每延米局部偏差对摩擦的影响系数;
μ—预应力筋与孔道壁的摩擦系数。
2. 3 预应力混凝土张拉前出现裂隙的问题
钢筋混凝土结构在使用荷载作用下出现裂隙是不可避免的，对于部分预应力 B 类构件也是容许出现一定程度裂隙的，但是在预制场内预制构件时则应尽可能减少出现裂隙。混凝土构件张拉前出现的裂隙往往是由于干缩和温差造成的，裂缝通常出现在构件表面处，也常出现在箍筋位置，宽度较小、分布不均，梁板类构件多沿构件短方向分布，平行于短边，深进和贯穿的裂缝也多与短边方向平行，裂缝一般沿构件全长分段出现，也有部分裂缝从构件顶面延伸到构件侧面。
3 预应力技术在公路桥梁施工中的应用
3. 1 工程概况
某立交桥为设在转盘上方的 A 线、B 线、C 线和 D 线两层高架桥，其中 A 线桥为预应力混凝土的连续梁桥，在A 线桥的施工过程中采用后张法预应力箱梁的结构，预应力钢束采用 1 860 级钢绞线，预应力筋采用∮15. 2 低松弛钢绞线，预应力张拉控制应力 бcon =1 350 MPa。锚具及配套设施采用 OVM 系列。预应力结构采用塑料波纹管真空灌浆技术。其主要设计参数中孔道摩阻系数为 0. 25，孔道偏差系数为 0. 0015，锚具变形及钢筋回缩量为 6 mm，锚口摩阻损失系数 0. 025。预应力孔道采用塑料波纹管，张拉完后波纹管内灌 40 MPa 水泥浆。
3. 2 预应力钢筋预留管道施工
預应力筋预留孔道的尺寸与位置应正确，孔道应平顺、畅通，避免出现塌孔现象，端部的预埋钢垫板应垂直孔道中心线。预留孔道位置偏差和检验方法见表 1 所示。
要避免预应力赶紧预留管道堵管问题不仅要严格按照安装管道的施工规范进行施工作业，还要对管道内部做好定位工作，防止管道出现弯折或扭曲。在实际施工中，也
要杜绝野蛮作业的情况，组织专业人员对施工人员进行跟班并控制好抽芯时间。
遇到预应力钢筋预留管道堵塞问题时，应首先根据预应力钢筋的坐标曲线计算出漏浆孔管道堵塞的准确位置，在避开混凝土梁主筋的位置用冲击钻进行开孔，逐渐将波纹管中残留的水泥浆块清除掉，使预应力钢筋能够顺利的穿过波纹管并能够在预留孔道中自由伸缩，然后在张拉结束后用高等级微膨胀混凝土将孔洞填满。
3. 3 预应力钢筋的张拉伸
在进行张拉作业前，必须对千斤顶、油泵进行配套标定，并每隔一段时间进行一次校验。有几套张拉设备时，要进行编组，不同组号的设备不得混合。当梁体混凝土强度达到设计规定的张拉强度( 试压与梁体同条件养生的试件) 时，方可进行张拉。在计算预应力钢筋张拉的理论伸长量时，所取的预应力钢筋弹性模量必须通过适量的可行性试验计算得出。бcon 为张拉时的控制应力( 包括预应力损失在内) ; 两端同时张拉时，两端千斤顶升降压、画线、测伸长、插垫等工作应一致; 梁的竖向预应力筋可一次张拉到控制应力，然后持荷 5 min 后测伸长和锚固。
3. 4 两次张拉工艺
预应力梁在混凝土强度达到设计强度等级值之前，如达到 60%以上，先张拉一部分力筋，对梁体施加较低的预压应力，使梁体能承受自重荷载，提前将梁移出生产梁位。因为混凝土强度早期发展快，后期强度增长慢，所以采取早期部分施加应力，可大大缩短生产台座周期，加快施工进度。预制梁移出生产台座后，继续进行养护，待达到混凝土设计强度后，进行其它力筋的张拉工作。预应力梁进行早期张拉力筋的根数、位置和锚头局部承压力均需通过验算后确定。
3. 5 预应力钢筋施加预应力张拉要点
应尽量减小力筋与孔道摩擦，以免造成过大的应力损失或使构件出现裂缝、翘曲变形。力筋的张拉顺序应按设计规定进行。若无规定时，应综合以下两方面因素核算确定: 其一，避免张拉时构件截面呈过大的偏心受力状态，应使已张拉的合理线处在受压区内，边缘不产生拉应力;其二，应计算分批张拉的预应力损失值，分别加到先张拉的力筋控制应力值 бcon 内，但 бcon 不能超过有关规定，否则应在全部张拉后进行第二次张拉，补足预应力损失。
4 结 语
从我国的实际应用情况来看，预应力技术在我国公路桥梁的施工中有着巨大的应用优势，同时也得到了广泛应用。我们必须从常见的问题和缺点上，积攒经验和教训，做好施工准备和质量监督，充分发挥预应力技术在公路桥梁施工中的长处，为国家和社会创造效益。
参 考 文 献:
［1］陈 娇．公路桥梁预应力混凝土施工技术解析［J］．交通与工程，2009，( 12) ．
［2］徐东辉．公路桥梁预应力混凝土施工中的常见问题和处理［J］．科技资讯，2011，( 7) : 97 －98．
［3］俞建辉，王建国． 浅谈公路桥梁施工中预应力的应用及存在的问题［J］．中国高新技术企业，2010，( 3) : 45 －47．
[4] 成扬. 公路桥梁施工中预应力技术探讨[J]. 内蒙古公路与运输.2011(12)
关键词: 预应力技术; 公路桥梁; 施工
Abstract: In recent years, the prestressed concrete structure by virtue of its ability to make full use of material strength performance, reduces the weight of structure, prevent concrete cracks and increase the span of bridge has been widely used in our country in the highway bridge engineering, however, there are still some problems in application of Prestressed Technology in the construction of Luqiao bridge. The author firstly introduces the various application of prestressed technology in highway bridges, and then according to the problems mentioned in this list the specific improvement measures.
Keywords: prestressed technology, roads and bridges, the construction;
中圖分类号：U415.6
0 前 言
预应力作为一项被广泛应用到建筑和道路行业中的新技术，是现代科学不断发展和进步的产物，与传统的公路桥梁建设技术相比，由于预应力技术起步较晚，在公路桥梁建设中还存在部分不足。随着预应力技术应用领域的不断扩展，预应力技术在其实际应用中存在的很多问题都将得到有效地解决，预应力技术的发展空间也将越来越广泛。
1 预应力技术在公路桥梁施工中的应用
1. 1 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。
1. 2 预应力技术在公路桥梁加固施工中的应用
公路桥梁加固工程通常就是通过对构件强度的补强和对结构性能的提高来维持或者提高当前使用公路桥梁的承载力，延长桥梁的实际使用寿命，满足我国日益增长的现代交通运输要求。为了减小在加固施工时混凝土的初始应变值，可以考虑预先对构件施加预应力，使构件的受压区预先产生拉应力，受拉区预先产生压应力，从而减小构件在初始弯矩作用下的压应变及拉应变，增大构件达到极限承载力时所产生的应变增量以及加固钢筋时的应力，充分利用加固钢筋的强度。
1. 3 预应力技术在钢筋混凝土多跨连续公路桥梁中的应用
从受力上分析，多跨连续梁桥有正弯矩区和负弯矩区两种受力区，支座处一般为负弯矩，跨中处则多为正弯矩。当连续梁桥的极限抗弯承载力和极限抗剪承载力不满足使用要求时，则需要考虑使用预应力技术对其进行加固处理。而桥梁跨中正弯矩区极限抗弯承载力不满足使用要求时也可采用预应力技术加固，可以使用施工相对容易的粘贴碳纤维的方法对薄弱部位进行加固。
1. 4 预应力技术在避免桥梁钢筋混凝土结构裂缝中的应用
混凝土裂缝是公路桥梁常见的病害，特别是跨海跨河大桥等大型公路桥梁的施工更是经常出现混凝土裂缝，严重影响桥梁的整体强度和刚度。目前，国内将预应力技术应用到钢筋混凝土当中的施工实例已有很多，能够有效地避免混凝土出现裂缝，并取得了显著的效果。预应力技术在预防公路桥梁混凝土裂缝中的应用就是在公路桥梁混凝土结构或构件使用之前，对桥梁受拉区的混凝土施加预应力，对混凝土钢筋张拉后，钢筋通过本身的回缩，使得受拉区能够预先存在预应力钢筋施加的压力。
2 预应力技术在公路桥梁应用中的问题
2. 1 预应力钢筋管道堵塞问题
由于部分工程中施工人员专业技术和经验存在缺陷，在预应力混凝土的浇筑过程中有时会出现野蛮施工的情况，甚至还有一部分工程没有对混凝土做好及时的养护措施，都很有可能引起预应力钢筋预留管道出现堵塞，使得预应力钢筋的张拉工作不能够顺利进行，影响到预应力钢筋张拉的实际效果，导致预应力钢筋的理论计算值与实际拉长值存在较大的误差，为桥梁的施工工期和预算产生较大影响。
2. 2 预应力钢筋张拉伸长量不足
在实际施工中还经常出现预应力钢筋伸长量不足的现象，其主要原因包括两点: 一是预应力钢筋预留管道不顺直，使得预应力钢筋与管道内壁的摩擦力增大，在控制张拉应力不发生变化的前提下，预应力钢筋的平均张拉应力受摩擦力影响而降低，导致钢筋伸长量不足; 二是实际工程中采用的预应力钢筋的弹性模量与理论计算时所采用的弹性模量数据有一定的误差，可能使计算出的伸长量与实际伸长量不同。伸长量的和预应力筋的张拉力计算采用下面的公式:
式中 ΔL—预应力筋理论伸长值，( mm) ;
PP—预应力筋的平均张拉力，( N) ;
L—从张拉端到计算截面孔道的长度;
AS—预应力筋截面面积，( mm2) ;
ES—预应力筋的弹性模量，( N/mm2) ;
P—预应力筋张拉端的张拉力，( N) ;
θ—从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和，( rad) ;
k—孔道每延米局部偏差对摩擦的影响系数;
μ—预应力筋与孔道壁的摩擦系数。
2. 3 预应力混凝土张拉前出现裂隙的问题
钢筋混凝土结构在使用荷载作用下出现裂隙是不可避免的，对于部分预应力 B 类构件也是容许出现一定程度裂隙的，但是在预制场内预制构件时则应尽可能减少出现裂隙。混凝土构件张拉前出现的裂隙往往是由于干缩和温差造成的，裂缝通常出现在构件表面处，也常出现在箍筋位置，宽度较小、分布不均，梁板类构件多沿构件短方向分布，平行于短边，深进和贯穿的裂缝也多与短边方向平行，裂缝一般沿构件全长分段出现，也有部分裂缝从构件顶面延伸到构件侧面。
3 预应力技术在公路桥梁施工中的应用
3. 1 工程概况
某立交桥为设在转盘上方的 A 线、B 线、C 线和 D 线两层高架桥，其中 A 线桥为预应力混凝土的连续梁桥，在A 线桥的施工过程中采用后张法预应力箱梁的结构，预应力钢束采用 1 860 级钢绞线，预应力筋采用∮15. 2 低松弛钢绞线，预应力张拉控制应力 бcon =1 350 MPa。锚具及配套设施采用 OVM 系列。预应力结构采用塑料波纹管真空灌浆技术。其主要设计参数中孔道摩阻系数为 0. 25，孔道偏差系数为 0. 0015，锚具变形及钢筋回缩量为 6 mm，锚口摩阻损失系数 0. 025。预应力孔道采用塑料波纹管，张拉完后波纹管内灌 40 MPa 水泥浆。
3. 2 预应力钢筋预留管道施工
預应力筋预留孔道的尺寸与位置应正确，孔道应平顺、畅通，避免出现塌孔现象，端部的预埋钢垫板应垂直孔道中心线。预留孔道位置偏差和检验方法见表 1 所示。
要避免预应力赶紧预留管道堵管问题不仅要严格按照安装管道的施工规范进行施工作业，还要对管道内部做好定位工作，防止管道出现弯折或扭曲。在实际施工中，也
要杜绝野蛮作业的情况，组织专业人员对施工人员进行跟班并控制好抽芯时间。
遇到预应力钢筋预留管道堵塞问题时，应首先根据预应力钢筋的坐标曲线计算出漏浆孔管道堵塞的准确位置，在避开混凝土梁主筋的位置用冲击钻进行开孔，逐渐将波纹管中残留的水泥浆块清除掉，使预应力钢筋能够顺利的穿过波纹管并能够在预留孔道中自由伸缩，然后在张拉结束后用高等级微膨胀混凝土将孔洞填满。
3. 3 预应力钢筋的张拉伸
在进行张拉作业前，必须对千斤顶、油泵进行配套标定，并每隔一段时间进行一次校验。有几套张拉设备时，要进行编组，不同组号的设备不得混合。当梁体混凝土强度达到设计规定的张拉强度( 试压与梁体同条件养生的试件) 时，方可进行张拉。在计算预应力钢筋张拉的理论伸长量时，所取的预应力钢筋弹性模量必须通过适量的可行性试验计算得出。бcon 为张拉时的控制应力( 包括预应力损失在内) ; 两端同时张拉时，两端千斤顶升降压、画线、测伸长、插垫等工作应一致; 梁的竖向预应力筋可一次张拉到控制应力，然后持荷 5 min 后测伸长和锚固。
3. 4 两次张拉工艺
预应力梁在混凝土强度达到设计强度等级值之前，如达到 60%以上，先张拉一部分力筋，对梁体施加较低的预压应力，使梁体能承受自重荷载，提前将梁移出生产梁位。因为混凝土强度早期发展快，后期强度增长慢，所以采取早期部分施加应力，可大大缩短生产台座周期，加快施工进度。预制梁移出生产台座后，继续进行养护，待达到混凝土设计强度后，进行其它力筋的张拉工作。预应力梁进行早期张拉力筋的根数、位置和锚头局部承压力均需通过验算后确定。
3. 5 预应力钢筋施加预应力张拉要点
应尽量减小力筋与孔道摩擦，以免造成过大的应力损失或使构件出现裂缝、翘曲变形。力筋的张拉顺序应按设计规定进行。若无规定时，应综合以下两方面因素核算确定: 其一，避免张拉时构件截面呈过大的偏心受力状态，应使已张拉的合理线处在受压区内，边缘不产生拉应力;其二，应计算分批张拉的预应力损失值，分别加到先张拉的力筋控制应力值 бcon 内，但 бcon 不能超过有关规定，否则应在全部张拉后进行第二次张拉，补足预应力损失。
4 结 语
从我国的实际应用情况来看，预应力技术在我国公路桥梁的施工中有着巨大的应用优势，同时也得到了广泛应用。我们必须从常见的问题和缺点上，积攒经验和教训，做好施工准备和质量监督，充分发挥预应力技术在公路桥梁施工中的长处，为国家和社会创造效益。
参 考 文 献:
［1］陈 娇．公路桥梁预应力混凝土施工技术解析［J］．交通与工程，2009，( 12) ．
［2］徐东辉．公路桥梁预应力混凝土施工中的常见问题和处理［J］．科技资讯，2011，( 7) : 97 －98．
［3］俞建辉，王建国． 浅谈公路桥梁施工中预应力的应用及存在的问题［J］．中国高新技术企业，2010，( 3) : 45 －47．
[4] 成扬. 公路桥梁施工中预应力技术探讨[J]. 内蒙古公路与运输.2011(12)