路橋施工中預應力技術應用探析
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作者: 梁勇 高志勇
摘要：在我國公路橋梁建設中，預應力結構的應用愈來愈多。本文淺析預應力技術概況和優點，總結預應力技術在公路橋梁和城市立交中的應用情況。希望能對工程實踐有一定的作用，并期望著預應力技術不斷完善和改進。
關鍵詞：橋梁；預應力技術；應用
1、預應力技術概述
自上個世紀50年代開始，建筑工程中開始應用預應力技術，到了上世紀80年代，該技術在路橋工程中開始被推廣并得到了較為廣泛的應用。具體的施工技術是在混凝土工程中應用預應力技術，構建預應力混凝土構件，使其產生的預應力用來削弱外荷載所引起的拉應力作用，也就是借助混凝土抗壓強度高的特點來彌補其抗拉強度低的不足，進一步推遲受拉區混凝土開裂。
2、預應力技術優點分析
2.1使用功能分析
路橋工程中預應力混凝土結構所用的都是高強度鋼材與高標號混凝土材料，有效地節省了材料，促使結構截面尺寸減小了，使得橋梁建筑高度得到了有效的降低。這些點特別適合于現代的橋梁，特別是多層立交，高度的降低，必然縮小引道的長度，使行車縱坡降低，有效地減少占地，社會經濟效益得到了有效地提高。同時，該技術結構剛度大，有效降低了結構自重，有效防止了開裂和減少撓度，行車舒適，建筑高度變薄，促使結構更加經濟、輕巧、美觀。
2.2受力特性分析
橋梁的建設在滿足整體交通功能要求的同時，還受到其他外部因素的制約，如總規劃、現有建筑和地下管等諸多因素對其都有一定的影響，因此，應結合多種因素來確定橋梁的結構?，F代的公路橋梁呈現出彎多、斜橋多、坡多、異形橋多，同時為了達到增大橋下凈空的目的，又呈現出獨柱墩及少柱墩多，大懸臂多等特點，對于多層立交還表現為高橋墩多，高等級道路表現出來的多車道、寬橋多等“幾多”現象。這些都屬于特殊的橋梁結構，都存在著特殊的受力條件，因此，在設計上必須做到精確地分析和合理地布局，確保正確地設計。預應力是一個相當復雜的空間力系，存在于這些特殊的橋梁結構中，對其影響影響因素我們必須實施綜合考慮，以確保其結構內力值趨于最小，促進其結構更為合理化。
比如，彎梁的彎扭內力可以借助預應力空間效應來抵消；再比如，該技術應用于在多梁格的寬橋，其橫向的預應力可以用于調整改善主梁的受力，使其平衡等等。大量實踐表明，預應力的存在為改善橋梁受力條件起到的作用還是相當明顯的。
2.3橋梁耐久性分析
橋梁的耐久性，也就是橋梁的使用壽命，預應力混凝土構件具有較大的剛度進和強度，有著很好的抗滲性能和很強的抗裂能力，其抗剪能力和抗疲勞性能均很好，諸多的優點能有效降低和避免混凝土裂縫的出現，間接且有效地防止了水氣侵入銹蝕鋼筋的作用，明顯抵抗了凍融、化冰鹽、堿集料等反應的作用，促使橋梁的使用壽命大大提高。
數據顯示，普通鋼筋混凝土結構橋梁遭受破壞的原因大多是由于混凝土堿集料反應或因此而導致的凍融，化冰鹽，水氣侵入等因素造成的，歸根究底鋼筋混凝土結構裂縫是最為主要的原因。同時，大量實踐也證明了同一時間修建的預應力混凝土橋，卻很少產生此類破壞現象。
3、預應力技術在公路橋梁上的應用
預應力技術在公路橋梁上已經相當成熟，被廣泛運用于空心板、簡支T 梁、連續箱梁、連續剛構、組合梁、大跨徑的斜拉橋；此外預應力技術還被用于公路橋梁頂推法施工、大件提升、邊坡或山體錨固等等。施工方式也有多種形式：有先張法預制吊裝，后張法現澆；也可以先預制后現澆，分段澆筑等等。
3.1預應力混凝土空心板
對于跨徑在16m到25m之間的公路橋梁，預應力混凝土空心板是比較好的選擇，一般選擇高強、低松弛鋼絞線作為預應力材料。在施工方式上的選擇上一般為：先張法采用單根銅絞線；后張法采用扁錨或圓錨（群錨），中等張拉噸位。
3.2預應力混凝土簡支T 梁
對于跨徑在20m到50m之間的公路橋梁用的相對較多，因為預應力混凝土簡支T 梁跨徑大多在20m到50m之間，選擇高強、低松弛鋼絞線作為預應力材料。施工方式的選擇上一般為：后張法采用群錨，中等張拉噸位；預制拼裝。編有標準圖，同時有配套架橋設備?，F實生活中，行車條件要求愈來愈高，以往的簡支改為橋面連續，現在大多采用現澆梁端濕接縫，在支負彎矩區橋面板中采用扁錨預應力鋼絞線，橋面呈現出“準連續”結構。
3.3預應力混凝土箱梁
對于跨徑在40m到60m之間的公路橋梁，等截面連續箱梁是較好的選擇，選擇強、低松弛鋼絞線作為預應力材料?？v向預應力大多采用的是中等或偏的張拉噸位，結合具體情況采用連接錨具續配置縱向預應力鋼束；如果箱梁懸臂板懸出長度超過4.0m ，在國內常用的方法是支架現澆或滑模逐孔澆筑。
對于跨徑在70 m 到200m 之間的公路橋梁，通常采用變截面連續箱梁，三向預應力混凝土結構。即在連續箱梁配置縱、橫預應力鋼束的基礎上，此外，在箱梁腹板中配置豎向預應力。施工方法大多采用的是懸臂澆筑，或預制拼裝。
4、預應力技術在立交橋中的應用
4.1箱形預應力叉口橋
該橋型俗稱“褲衩型橋”，常見于在匝道與主橋以及匝道與匝道的相交或分叉處，這種橋型被大量運用于立交橋設計中。在叉口處，考慮到分孔要求還有墩柱設置條件等因素的限制，應采用連續分叉的型式，除了施工工藝和構造上解決預應力束的設置以外，這種橋梁的關鍵還有確定兩叉口部分的受力條件和預應力束的橫向分配。
4.2預應力獨柱彎橋
橋梁和道路的線型不可能都是直線型的。該結構在1986年在國內的應用是用于北京東直門立交的建設之中，該橋是全國獨柱彎橋的首例。其結構特點主要是彎橋除了導致彎扭禍合的計算外，還引起了重力偏心對扭矩的調整。這種橋型其結構目前仍處于高速發展之中，加上曲線橋梁與道路線型能很好的擬合，所以，在全國各地的路橋建設中應用非常廣泛。
4.3點支承的異型板橋
這種橋型結構又被稱作為“無梁板橋”，該結構對于各種各樣的異型平面的橋型都可以應用，其板體結構帶來極小的建筑高度，最小能甚至能夠達到跨徑的三十七之一。同時，橋下凈寬非常的大，加上墩柱就直接支承在板體上，沒有蓋梁的設置，橋下，車輛、行人的通行都非常的方便，用于立交橋是再合適不過的選擇。
該橋型結構最早是用于北京市廣安門立交橋的建設之中，在實際建設中橋的最大跨徑為26m，板的厚度為0.76m，并運用了雙向預應力。
5、結語
在我國公路橋梁建設中預應力結構和技術發展速度愈來愈快。對于量大面廣的中、小型公路橋梁和城市立交橋幾乎都應用了預應力混凝土結構；對于跨度大的橋梁，在設計和選擇上，應用預應力結構和技術亦是被優先考慮的對象。隨著預應力結構和技術的發展，其在公路橋梁上的運用也愈來愈多，呈現出逐年上升的態勢，發展前景非常廣闊，讓我們一起期望預應力技術不斷完善和改進。
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