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摘 要：预应力技术是当今公路桥梁施工领域中发展最快、用途最广的一门科学技术，预应力施工及其配套技术、设备也得到不断完善。本文根据实际情况简单分析了预应力技术的发展状况以及在公路桥梁中的运用。
关键词：预应力 施工技术 公路桥梁
中图分类号：X734 文献标识码：A 文章编号：
预应力的基本原理早在古代就有所运用——木锯。然而这个原理直到19世纪才被运用到混凝土中，其后在20世纪40年代后才得到广泛应用和发展。我国在20世纪50年代开始进行对预应力混凝土结构的试验研究，此后我国的公路桥梁建设中广泛运用预应力混凝土结构，甚至扩大到海洋工程压力容器、高层建筑等新型领域。
一、预应力技术的发展状况
尽管预应力技术诞生时间并不长，但是预应力混凝土凭借其安全可靠的结构、优良的抗裂性等优点而在公路桥梁设施的建设中得到越来越广泛的运用。自1937年世界第一座预应力混凝土桥梁建成以来，混凝土材料、预应力施工工艺等都在预应力混凝土结构发展过程中得到不断发展、完善。
1、混凝土材料
目前工程实施中广泛采用的是可以充分发挥材料强度的高强混凝土，这种混凝土可以有效的减少自重和截面尺寸，从而提高跨越能力。而预应力混凝土恰恰就是要求混凝土应具有高强度、低收缩徐变、高弹性模量、缓凝早强等特点。这样一来，便可有效减少预应力损失，提高设备的利用率和构件的生产率，为加速施工提供了保障。
2、预应力施工工艺
随着新型材料的不断涌现、科技的不断进步以及相关设备性能的不断优化与提高，预应力的施工工艺也得到了不断地完善与提高。首先，混凝土结构的施工提倡在运用立模现浇整体施工技术的同时，预制标准构件施工法，以桥梁工程为例，根据不同的结构以及实际的施工环境在“就地浇注施工法”、“逐孔施工法”、“悬臂施工法”以及“顶推施工法”等不同施工方法中进行选择。其次，预应力材料张拉工艺也得到了很大的发展，近年来兴起的“自张法”、“电热法”等张拉方法较机械张拉法先进，张拉技术日趋成熟。再者，经过实践，通过在混凝土内部预留孔道来进行体内后张预应力混凝土结构的施工，孔道的制作既可采用埋预应力管道方式成型，也可以采用后粘结预应力筋和无粘结预应力筋作为预应力筋，亦可采用先预埋后抽芯的方式，这些方法都简化了预留管道的施工过程，提高了施工效率。
3、预应力技术的发展方向
大跨度结构及不容许开裂的结构中。随着科技的发展，各种新技术、新材料以及新的设计理念会不断涌现，预应力技术会日臻完善，其在未来的发展可以概述为以下几点：首先，预应力技术的应用范围与日俱增，之前的预应力技术主要应用于传统方向的公路桥梁、压力管道、油罐和水塔等混凝土结构的建设，经过不断推广，预应力如今开始在边坡稳定、深基坑开挖、大面积重荷载基础底板、加固工程及大型结构吊装就位等领域发挥它举足轻重的作用。在今后，它必将在更多的新领域中得到广泛应用。其次，未来的预应力混凝土会克服现在一些混凝土材料耐久性弱的缺陷，向着易密实、易浇注、不离析、韧性好、高早强、高密水、耐疲劳、耐磨损、低徐变、低水化热及抗腐蚀等优良性能的高性能混凝土方向发展。最后，预应力张拉锚固体系性能也会更加完善，今后因锚具变形而造成的预应力损失将会更小，施工的过程也会灵活方便、安全可靠。
二、公路桥梁中预应力技术的运用
1、预应力钢绞线
在公路桥梁中使用预应力钢绞线可以节省至少1/3以上的钢材，有着十分显著的经济效益和社会效益。目前，国内外工程领域使用的预应力钢材主要有冷拉预应力钢丝、预应力钢筋、低松弛预应力钢丝矫、普通预应力钢绞线、直回火预应力钢丝以及低松驰钢绞线等。其中的低松弛钢绞线是最新的一代，具有高效、施工方便的优点，可以使构件轻薄美观。在选择预应力钢绞线的时候，施工方会以钢绞线性能参数（表面状态、几何参数、松散性、断裂荷载、屈服荷载、松弛、伸长率等）和钢绞线标准（品种规格、尺寸公差、破断荷载等）作为选择的参考因素。在世界各地的重要建筑工程中，预应力钢绞线已经得到了广泛的运用。
2、预应力锚具
当公路桥梁的施工采用后张法预应力混凝土结构形式时，会使用预应力锚具进行施工。而目前所使用的锚具主要有两种——摩阻锚固和机械锚固，前者是利用楔形锚具将预应力钢材“挤紧”形成锚旋作用的原理，其特点是锚具应力损失较小、连接比较方便并且可以在未灌浆前重复地张扣或放松使预应力得以调整；后者则是通过在预应力钢材的端部采用机械加工而形成一个适宜锚碇工作的条件来加以锚固，通常用于锚旋集束型高强钢丝或者高强度粗钢筋。
3、预应力体系设计
在预应力混凝土结构设计的实践中，通常先假定预应力钢束的分布图，然后进行应力分析和检查结构各部截面的应力状态。预应力损失的计算包括瞬时损失和后期损失两个方面，前者是在钢束锚固前或锚固时可能出现的损失值，后者是在钢束锚固后发生的损失，它包括因钢束松弛和棍凝土收缩、徐变及后期预应力束张拉而造成的损失。在我国公路和铁路桥梁工程中，常采用预应力混凝土连续梁桥这种桥型，因为它整体性能好、具有很强的抗震性，特别是在主梁变形挠曲线平缓，桥面伸缩缝上一般仅设二道，行车舒适。而这种预应力混凝土桥梁的预应力体系的设计一般采用OVM和XYM体系，这种体系在顶板纵向钢束都是采用平竖弯曲相结合的空间曲线，将锚固集中在腹板顶部承托上，使底板钢束尽可能的靠近齿板处锚固。这样的顶板布束使预应力具有最大力臂，能较大限度地发挥力学效应，以较短的传力路线分布在全截面上。同时，顶、底板钢束若按S线型锚固于设计的位置上，则能够消除集中锚固点所产生的横向力。
4、预应力施工管理
在橋梁施工过程中，技术人员应根据专项施工组织方案对预应力筋的编号、张拉力、张拉顺序、油压表读数及张拉时的注意事项等向施工作业人员进行详细交底，保证施工过程的规范、有序，确保控制好非预应力钢筋的绑扎、解决好堵管问题、做好表面温度裂缝的预防工作。同时，为了使整个工程更加规范，施工方还应建立施工质量管理责任制、对全体工程施工人员进行技术交底、质量教育和培训、加强施工工艺管理和产品保护。
结束语：预应力技术从发明到如今的广泛应用，已有几十年的历史，从理论到工程实践经过几代人的研究和不断创新，已发展为比较成熟的技术。而我国自五十年代以来，预应力技术发展迅速，在改革开放以后，更是迎来了我国公路桥梁建设的黄金时期，预应力技术也由于其独特的优越性能，而在公路桥梁的工程建设中发挥着越来越重要的作用。相信不久的将来，我国的预应力技术会在科研工作者及工程技术人员的努力下，达到并超过世界先进水平，为我国基础设施建设优质的飞速发展奠定基础。
关键词：预应力 施工技术 公路桥梁
中图分类号：X734 文献标识码：A 文章编号：
预应力的基本原理早在古代就有所运用——木锯。然而这个原理直到19世纪才被运用到混凝土中，其后在20世纪40年代后才得到广泛应用和发展。我国在20世纪50年代开始进行对预应力混凝土结构的试验研究，此后我国的公路桥梁建设中广泛运用预应力混凝土结构，甚至扩大到海洋工程压力容器、高层建筑等新型领域。
一、预应力技术的发展状况
尽管预应力技术诞生时间并不长，但是预应力混凝土凭借其安全可靠的结构、优良的抗裂性等优点而在公路桥梁设施的建设中得到越来越广泛的运用。自1937年世界第一座预应力混凝土桥梁建成以来，混凝土材料、预应力施工工艺等都在预应力混凝土结构发展过程中得到不断发展、完善。
1、混凝土材料
目前工程实施中广泛采用的是可以充分发挥材料强度的高强混凝土，这种混凝土可以有效的减少自重和截面尺寸，从而提高跨越能力。而预应力混凝土恰恰就是要求混凝土应具有高强度、低收缩徐变、高弹性模量、缓凝早强等特点。这样一来，便可有效减少预应力损失，提高设备的利用率和构件的生产率，为加速施工提供了保障。
2、预应力施工工艺
随着新型材料的不断涌现、科技的不断进步以及相关设备性能的不断优化与提高，预应力的施工工艺也得到了不断地完善与提高。首先，混凝土结构的施工提倡在运用立模现浇整体施工技术的同时，预制标准构件施工法，以桥梁工程为例，根据不同的结构以及实际的施工环境在“就地浇注施工法”、“逐孔施工法”、“悬臂施工法”以及“顶推施工法”等不同施工方法中进行选择。其次，预应力材料张拉工艺也得到了很大的发展，近年来兴起的“自张法”、“电热法”等张拉方法较机械张拉法先进，张拉技术日趋成熟。再者，经过实践，通过在混凝土内部预留孔道来进行体内后张预应力混凝土结构的施工，孔道的制作既可采用埋预应力管道方式成型，也可以采用后粘结预应力筋和无粘结预应力筋作为预应力筋，亦可采用先预埋后抽芯的方式，这些方法都简化了预留管道的施工过程，提高了施工效率。
3、预应力技术的发展方向
大跨度结构及不容许开裂的结构中。随着科技的发展，各种新技术、新材料以及新的设计理念会不断涌现，预应力技术会日臻完善，其在未来的发展可以概述为以下几点：首先，预应力技术的应用范围与日俱增，之前的预应力技术主要应用于传统方向的公路桥梁、压力管道、油罐和水塔等混凝土结构的建设，经过不断推广，预应力如今开始在边坡稳定、深基坑开挖、大面积重荷载基础底板、加固工程及大型结构吊装就位等领域发挥它举足轻重的作用。在今后，它必将在更多的新领域中得到广泛应用。其次，未来的预应力混凝土会克服现在一些混凝土材料耐久性弱的缺陷，向着易密实、易浇注、不离析、韧性好、高早强、高密水、耐疲劳、耐磨损、低徐变、低水化热及抗腐蚀等优良性能的高性能混凝土方向发展。最后，预应力张拉锚固体系性能也会更加完善，今后因锚具变形而造成的预应力损失将会更小，施工的过程也会灵活方便、安全可靠。
二、公路桥梁中预应力技术的运用
1、预应力钢绞线
在公路桥梁中使用预应力钢绞线可以节省至少1/3以上的钢材，有着十分显著的经济效益和社会效益。目前，国内外工程领域使用的预应力钢材主要有冷拉预应力钢丝、预应力钢筋、低松弛预应力钢丝矫、普通预应力钢绞线、直回火预应力钢丝以及低松驰钢绞线等。其中的低松弛钢绞线是最新的一代，具有高效、施工方便的优点，可以使构件轻薄美观。在选择预应力钢绞线的时候，施工方会以钢绞线性能参数（表面状态、几何参数、松散性、断裂荷载、屈服荷载、松弛、伸长率等）和钢绞线标准（品种规格、尺寸公差、破断荷载等）作为选择的参考因素。在世界各地的重要建筑工程中，预应力钢绞线已经得到了广泛的运用。
2、预应力锚具
当公路桥梁的施工采用后张法预应力混凝土结构形式时，会使用预应力锚具进行施工。而目前所使用的锚具主要有两种——摩阻锚固和机械锚固，前者是利用楔形锚具将预应力钢材“挤紧”形成锚旋作用的原理，其特点是锚具应力损失较小、连接比较方便并且可以在未灌浆前重复地张扣或放松使预应力得以调整；后者则是通过在预应力钢材的端部采用机械加工而形成一个适宜锚碇工作的条件来加以锚固，通常用于锚旋集束型高强钢丝或者高强度粗钢筋。
3、预应力体系设计
在预应力混凝土结构设计的实践中，通常先假定预应力钢束的分布图，然后进行应力分析和检查结构各部截面的应力状态。预应力损失的计算包括瞬时损失和后期损失两个方面，前者是在钢束锚固前或锚固时可能出现的损失值，后者是在钢束锚固后发生的损失，它包括因钢束松弛和棍凝土收缩、徐变及后期预应力束张拉而造成的损失。在我国公路和铁路桥梁工程中，常采用预应力混凝土连续梁桥这种桥型，因为它整体性能好、具有很强的抗震性，特别是在主梁变形挠曲线平缓，桥面伸缩缝上一般仅设二道，行车舒适。而这种预应力混凝土桥梁的预应力体系的设计一般采用OVM和XYM体系，这种体系在顶板纵向钢束都是采用平竖弯曲相结合的空间曲线，将锚固集中在腹板顶部承托上，使底板钢束尽可能的靠近齿板处锚固。这样的顶板布束使预应力具有最大力臂，能较大限度地发挥力学效应，以较短的传力路线分布在全截面上。同时，顶、底板钢束若按S线型锚固于设计的位置上，则能够消除集中锚固点所产生的横向力。
4、预应力施工管理
在橋梁施工过程中，技术人员应根据专项施工组织方案对预应力筋的编号、张拉力、张拉顺序、油压表读数及张拉时的注意事项等向施工作业人员进行详细交底，保证施工过程的规范、有序，确保控制好非预应力钢筋的绑扎、解决好堵管问题、做好表面温度裂缝的预防工作。同时，为了使整个工程更加规范，施工方还应建立施工质量管理责任制、对全体工程施工人员进行技术交底、质量教育和培训、加强施工工艺管理和产品保护。
结束语：预应力技术从发明到如今的广泛应用，已有几十年的历史，从理论到工程实践经过几代人的研究和不断创新，已发展为比较成熟的技术。而我国自五十年代以来，预应力技术发展迅速，在改革开放以后，更是迎来了我国公路桥梁建设的黄金时期，预应力技术也由于其独特的优越性能，而在公路桥梁的工程建设中发挥着越来越重要的作用。相信不久的将来，我国的预应力技术会在科研工作者及工程技术人员的努力下，达到并超过世界先进水平，为我国基础设施建设优质的飞速发展奠定基础。