公路桥梁施工中预应力技术及质量控制措施研究

叶 涛

新疆维吾尔自治区交通建设管理局 新疆 乌鲁木齐 830049

在现阶段公路桥梁工程建设期间，预应力施工技术应用范围更广，预应力结构连续性可直接影响到桥梁安全运营水平。与普通施工工序相比，预应力施工技术更为复杂，施工效果会受到人员因素、环境因素，技术应用水平等因素影响 ，需要明确预应力施工要点，制定出专项可行的施工质量管理体系，确保预应力施工技术能够在加强桥梁工程结构稳定性、承载力中发挥出重要作用。

1 公路桥梁工程预应力施工技术种类

公路桥梁工程预应力施工技术主要就是使用钢筋或钢索预张力的反力作用，在混凝土受载前预先受压，使公路桥梁工程在运营阶段能够抵抗住较大的拉应力，从根本上保障桥梁结构整体承载水平。与普通混凝土桥梁结构相比，预应力桥梁的稳定性更强，但施工期间难度也较大，涉及更多专业技术。具体来说，桥梁预应力施工技术可分为以下几种类型：

1.1 预应力张拉施工

预应力张拉施工技术主要就是在混凝土构件中提前施加拉力，确保被施加预应力的张拉构件能够在承载应力的同时产生一定变形效果，确保结构能够承受住应有荷载力[1]。预应力张拉施工技术的应用能够从根本上提升构筑物刚性，规避公路桥梁工程振动与弹性变形问题，切实保障桥梁结构的稳定性与可靠性。

在预应力张拉施工工作开展过程中，预应力张拉工作需要首先进行预应力钢束穿束，然后安装锚具、千斤顶与张拉设备。在设备安装检验通过后进行张拉锚固处理，按顺序拆除千斤顶与张拉设备，对构件进行压浆与养护处理。

在预应力张拉过程中，锚具夹片应当做好防潮与防锈蚀工作，避免锚片在锈蚀后出现滑丝问题。夹片安装时需要确定孔道内是否存在杂物，防止混凝土浇筑过程中出现污染问题。在开始张拉时，需要首先观察锚环，确保锚环能够与垫片紧密贴合在一起。在张拉工作完成后，还需要对钢筋的伸长直进行校核，避免出现钢筋张拉不足或者张拉超标问题。

1.2 装配式施工

预应力桥梁施工期间还需涉及到装配式施工技术。要求相关工作人员应当从公路桥梁工程实际建设特征角度出发，选择适宜结构的起吊设备，将预应力结构起吊至指定位置，分结构开展各类施工工作[2]。在所有结构均配备就位后，需要对结构进行装配处理，使用装配式施工技术夕阳，从根本上保障施工质量与效率，使预应力公路桥梁工程能够遵照预期施工目标有序开展。

1.3 顶推施工

顶推施工技术应用在截面尺寸相同的预应力施工中，在使用该施工技术时，需要保证每一节桥梁结构强度应当被控制在10-30m范围之内。在工程施工期间应当首先完成箱梁预制工作，然后采用水平液压设备对箱梁结构顶推进行就位连接，切实保障连接工作可靠性。在箱梁前端位置需要设置钢导梁，如箱梁跨度超过50m，则需要配备临时支墩结构。顶推施工技术能够有效控制预应力桥梁高空施工量，保障工程安全高效开展。

2 公路桥梁工程中预应力施工技术的应用积极作用

2.1 增强受弯构件各项性能

在现阶段公路桥梁工程加固工作中为使用碳纤维施工材料增强结构整体刚度及承载力，延长工程全寿命运营周期[3]。通过将预应力技术应用在公路桥梁工程受弯构件中，可以有效避免受压区混凝土结构压应力过大，超过混凝土自身极限压应变值引发断裂问题，从根本上提高混凝土受弯构件的极限承载力与极限拉应变值，增强公路桥梁工程整体承载力。

2.2 辅助加固工作有效开展

在桥梁加固工程开展过程中，需要通过加强构件强度提高各项性能，切实保障道路公路桥梁工程承载力，使公路桥梁工程能够切实满足日渐增长的交通通行要求。同时，通过高质高效使用预应力技术，还可以减少加固期间混凝土的初始应变值，使构件在受压区域先产生拉应力，在受拉区域先产生压应力，有效控制构件在初始弯矩作用下的压应变值与拉应变值，增强钢筋结构整体强度。

2.3 提升复杂桥梁结构建设水平预应力

从受力角度分析，钢筋混凝土多跨连续桥梁结构可分为正弯矩区与反弯矩区两种类型。其中，支座一般位于负弯矩区，跨中位于正弯矩区。在多跨连续桥梁结构极限抗弯承载力、极限抗剪承载力与预期设计目标存在一定差距的情况下，可使用预应力技术对该桥梁结构进行加固处理。

3 公路桥梁工程预应力施工质量管控要点

城市化发展进程的不断加快使公路桥梁工程建设规模日渐扩大，预应力技术被更加广泛地应用在公路桥梁工程建设过程中，对推动地区交通事业发展意义重大[4]。当前预应力技术主要被应用在桥梁受弯构件及桥梁加固环节。但受各类因素影响，在预应力施工过程中依然存在较多质量问题，难以从根本上保障公路桥梁工程整体施工水平。因此为充分发挥出预应力技术的积极作用，施工部门还需加强预应力技术应用期间管理力度，制定出专项可行的预应力施工技术方案。具体而言，公路桥梁工程预应力施工技术的应用要点主要体现在以下几个方面：

3.1 预应力计算

在公路桥梁工程实际施工期间，需要采用预应力技术对桥梁整体的预应力进行分析。基于公路桥梁工程箱梁结构，利用软件模拟的方式开展对称悬臂浇筑工作，在现场搭设托架使两边跨能够同时施工。预应力施工工作应当结合工程实际施工要求开展。如在箱梁施工过程中，可以借助比例法与规范化确定施工期间的钢绞线材质，对预应力筋进行规模生产。结合预应力计算结果控制预应力筋的伸长值，确保该预应力的施工质量与实际标准相符。

对公路桥梁工程施工阶段预应力计算结果进行细致分析，发现极限状态时桥面板与底板的拉应力超过了3MPa[5]。但由于此种极限状态不会频繁发生，因此可以判定公路桥梁工程相关结构预应力性能符合实际设计要求。在道路桥梁预应力施工时，因桥梁混凝土结构浇筑的受弯及受拉性比较差，还需要采用预应力机组的方式增强桥梁结构中的弯拉性能，增强工程整体受力水平。

将预应力技术应用在公路桥梁工程施工计算过程中，能够使设计与施工人员更加清楚地了解到预应力结构在工程施工中占据了重要地位，观测预应力钢筋在张拉一直到锚固期间的受力以及变形状态，从而对现有公路桥梁工程施工方案进行不断完善。通过精准计算出公路桥梁工程施工时间的预应力钢筋伸长值，对公路桥梁工程预应力能够产生的应力应变效果进行控制，切实保障工程整体施工质量。

3.2 预应力工作台搭设

在搭建模板制作平台时，需要对模板所处区域的地基结构进行压实处理，在基础层中铺设砂浆片石，将片石厚度设置为30cm。采用C25混凝土对工作台进行浇筑处理，将厚度为6mm的钢板作为底模，长度及宽度需要分别设置为26m与0.6m[6]。在工作台两侧埋设厚度为5cm的槽钢，将槽钢结构与钢板结构牢固焊接在一起，并使用砂轮对缝隙进行打磨处理，消除工作台底膜毛刺，从根本上保障底模的稳定性与可靠性。为防止应力过大导致底膜断裂问题，还需要在每一片预应力梁端头2m范围内铺设钢筋网，并在每个底膜顶部位置设置13cm的预拱度，确保工作台能够在保障预应力公路桥梁工程施工工作顺利开展中发挥出重要作用。

3.3 钢筋安装

为充分发挥出预应力技术在提高公路桥梁工程整体建设水平中的重要作用，还应当结合预应力计算结果，明确预应力施工要点，优化现有施工方案，选择适宜的钢筋安装技术手段。

首先，重点关注道路桥梁施工期间的钢筋安装过程。预应力技术可切实保障工程实际建设质量，促进工程有序开展。在工程施工中需要依照更为严格的要求安装钢筋，避免预应力筋在安装期间出现破损等问题，增强预应力结构整体的力学性能。在预应力筋安装期间，还需要注重控制钢束的伸长值，要求相关工作人员对此数值进行精准计算，选择适宜的钢筋材料。

其次，安装公路桥梁工程预应力构件时，需严格检查桥梁结构内波纹管，出现质量问题及损坏的波纹管需要直接弃用，避免其对工程后期整体建设质量造成不利影响。

3.4 张拉

在张拉环节，夹片与锚板锥口不可附着泥浆或其他杂物，也不得出现锈蚀情况。锚具安装后应当进行及时张拉，避免锈蚀作用出现滑丝或缎丝的问题。在选择限位板过程中，需要结合钢绞线实际外径情况选择。注重对缴纳系统使用前进行标定。

张拉锚固后应当及时进行压浆处理，压浆需要控制在48小时之内完成。如因特殊条件导致压浆时间延长，则需要采用保护措施避免锚固装置及钢绞线出现锈蚀情况。

在距离锚具75mm以外使用切割机以及相关保护对策，锚具附近的温度应控制在150℃以下，避免夹片受热退火出现滑丝问题。

张拉工作开展前还需要对张拉系统进行全面检查，张拉期间千斤顶后方需禁止站人。检查静载锚固与低负荷性能试验，确保侧锚板、连接器体内锥孔、夹片等外表面清洁[7]。用汽油或煤油清洗锚板油污、接设备内锥孔与夹具的内外表面。注重分析张拉环节滑丝问题发生原因，结合此些原因制定专项可行解决对策。

3.5 混凝土浇筑

在公路桥梁工程预应力施工时，还需要做好混凝土浇筑工作，控制粘结段长度，注重考虑到钢绞线穿束其间的张拉伸长值，使桥梁预应力筋两端的粘结段数值能够基本保持一致。在桥梁孔道灌浆施工期间，需要确保预应力筋施工质量检验合格，对预应力筋的伸长时进行按数计算与实时分析，使最后计算出的应力指标能够在混凝土受力性能设计期间发挥出重要参考作用。

配合使用真空辅助压浆技术手段，在压浆前需要按照设计要求合理设置浆液配比值，加入适合的外加剂。对抽真空设备及压浆机运行状态进行全面检查，在压浆管道两端安装短管接头，梁体一端接口上安装压浆管及压浆机，另一端预留接口上安装抽真空机。严格遵照从下至上的压浆顺序，确保压入的水泥浆液始终饱满密实。

在压浆机启动前，还需要将压浆管中的水彻底排除，将孔道内抽真空度维持在-0.06MPa-0.10MPa。初始注浆速度需要控制在较慢状态，在压力无异常时可更换快速挡压浆。在水泥从抽真空端透明真空管流出时需要关闭真空机阀门以及真空机，打开排废管道阀门，使水泥将从管道内流出。

混凝土浇筑完毕后还应当依照安装顺序拆卸真空泵，并将真空泵中的搅拌机、橡胶管以及阀门都清洗干净。在初凝完成后拆下两端短管接头，除去承压板表面杂物。

3.6 浆体质量管控

公路桥梁工程预应力施工环节，也需要重点管控注浆浆体的含水量。对施工期间没有及时使用，流动性下降的水泥浆液，应禁止向内再添加额外水，要求浆液搅拌过程中应当对水泥、外加剂的含量进行严格管控。搅拌设备中的浆体需要每次使用时全部卸除干净，不得使用一边出料一边进料的方式。如果在压浆过程中发现管道内残有杂物或脏水，应当立即使用空压机等方式将管道内的杂物与水清除干净，避免此些杂物进入到浆液中，对整体预应力结构的承载效果造成不利影响。

4 公路桥梁工程常见预应力施工问题及解决措施

4.1 预应力筋管道堵塞

在应用预应力技术过程中，由于一部分施工人员操作不当，在浇筑完成后没有及时清理机械设备，导致预应力钢筋管道出现堵塞问题，使预应力张拉工作难以正常开展。

为降低管道堵塞问题发生概率，需严格遵照管道施工规范开展施工作业。做好管道内定位工作，避免管道出现弯折或扭曲。要求施工人员需严格依照相关规定开展抽芯。

4.2 钢筋张拉度不足

预应力钢筋张拉不足原因主要为预留管道不顺直，钢筋平均张拉应力以及摩擦应力会受影响而降低。在弹性模量计算期间的模量数据存在误差，导致计算伸长值与实际伸长值不同。

在预留预应力钢筋管道过程中，需要对管道内每一处坐标要进行精准计算，使管道线性平滑顺直，防止因施工导致管道局部弯曲问题出现。在混凝土施工前还需要对钢筋质量进行严格检查，检查通过后才可开展后续预应力施工作业。

4.3 预应力设置不合理

在实际施工过程中，如材料与设备均准备完毕，需开展预应力筋的下料操作。施工人员应当严格遵照设计规范要求控制预应力切割长度。在具体切割过程中，还需要控制切割误差，防止对预应力筋造成二次磨损。

预应力技术的实施需要着重从材料的基本性能与施工技术角度出发。预应力计算工作开展期间需要注重控制混凝土受弯构件的张拉控制应力，结合建筑工程具体施工要求以及工程结构受外部荷载力作用影响的具体情况，估算预应力损失值。

为避免在预应力施工过程中存在张拉龄期过早情况，还需细致分析能够影响预应力量损失的各类原因，并在预应力施工问题解决后才可进行曲线放线定位。

5 结语

总而言之，预应力桥梁结构对保障公路桥梁工程建设质量与效率、延长公路桥梁工程全寿命周期意义重大、为从根本上提升预应力桥梁结构施工水平，相关工作人员还需结合工程组的现场具体条件选择适宜的施工方式，制定出专项可行的施工技术管控方案，确保预应力桥梁能够始终与高质高效开展阶段。