浅析公路桥梁施工中预应力技术存在的问题及应用

李鹏飞

摘要：随着我国公路交通事业的发速发展，公路交通建设工程的建设量与建设要求也随之逐年提高。为更好的适应现代交通公路运输事业的需要，在现代的交通工程的建设中越来越多的先进的施工工艺与原材料被应用于其中，预应力技术便是其中之一。下面文章将结合作者多年的工作实践经验，对公路桥梁施工中预应力技术的应用进行简单的论述。

关键词：公路桥梁；施工项目；预应力

Abstract: With the rapid development of China''s road transport, construction and construction requirements of road traffic construction projects also will increase year by year. The following article will be combination of years practical experience, a simple discussion of the application of prestressing technology in highway bridge construction.Key words: roads and bridges; construction projects; prestressed

中图分类号：U445文献标识码： A 文章编号：2095-2104（2012）05-0020-02

在我国现阶段的公路桥梁的施工过程中，预应力技术已经被普遍的应用于其中，为优化我国现代化的公路桥梁建设起到了积极的推进作用。随着预应力技术应用的不断深入，其所暴露出的各种问题也将随着施工技术的不断完善而逐一的加以解决。

1预应力技术的优势

预应力技术的应用打破了传统的分体化、大工程量的施工模式，其广泛应用于桥梁的主结构和边坡锚固等方面，因其施工操作灵活、安全，减少了钢筋混凝土的使用量，而极大地缩短了建筑工程的施工工期，降低了工程的资金成本投入。此外，预应力技术的应用还使得桥梁自重量下降，增强了桥梁的抗裂、抗渗和结构整体性刚度。

2预应力在公路桥梁施工中的应用

2.1预应力钢绞线的选择

近几年，国内外选择预应力钢材主要是预应力的钢筋、冷拉钢丝、低松弛钢绞线等。其中，低松弛钢绞线的最新一代具有经济、使用方便、建筑美观等优点，已在桥梁、核电站等大型建筑上得到很好运用，也越来越受到国内外大型施工企业的重视。

相比其他钢材，预应力钢绞线的使用可节约1/3左右材料，其经济、社会效益也逐渐凸现出来。选择预应力钢绞线主要考虑性能参数(几何参数、伸长率、松弛情况等)；在标准方面，考虑规格、尺寸、延伸率等。

2.2预应力锚具选择

选择预应力锚具，主要考虑机械锚固与摩阻锚固两方面。机械锚固是用机械加工的方式形成一个适合在预应力钢材端部使用的锚碇工作条件，并加以锚固；摩阻锚固主要是将预应力钢材形成锚旋作用将其“挤紧”，这一类型品种繁多，应用也相对广泛，穿索较方便，但损失较大，在连接方面不够便捷。

2.3预应力效应分析

在预应力混凝土施工实践中，首先假定预应力钢筋的分布图，然后对整体所能承受的极限状态进行应力分析，详细检查各截面应力的具体状态，当其不能满足施工实际要求时，应当改变钢筋的分布，以求设计出能够满足应力的有效分布图，即预应力筋、锚具和体系设计都取决于效应的分析。在损失方面主要包括瞬间损失与后期损失两种。

2.4预应力技术在路桥钢筋混凝土结构中应用

混凝土裂缝是常见的质量通病，尤其是在大型公路桥梁施工中极容易出现混凝土裂缝。将预应力技术应用到钢筋混凝土当中，可以避免出现裂缝，而且效果显著。预应力的集中应用是在公路桥梁混凝土的构建和结构使用之前，将受拉区的混凝土施压，在进行混凝土钢筋的张拉后，钢筋通过自身的回缩，让受拉区能预先感受到钢筋施加的压力。

2.5预应力技术在混凝土路面的应用

公路桥梁预应力技术在混凝土路面的应用，其原理大致和钢筋混凝土结构中的应用相似，都是依靠预应力钢筋的配置对路面混凝土进行相关约束，使得路面延缓出现裂缝，甚至不出现裂缝。运用好混凝土路面的预应力技术，前期准备工作必不可少，路面交通荷载力、温度、湿度、摩擦约束等都要进行深入探讨，防止在施工期间出现收缩裂缝。这一技术在目前项目建设中已日趋成熟。

3公路桥梁预应力技术存在的问题

3.1预应力张拉的时间问题

近几年，为了提高混凝土预应力的早期强度，大多采用添加早强剂的方式，在混凝土浇注3 d之后，开始张拉，张拉后等待混凝土到达一定强度。若混凝土强度增加过快，弹性模量增加过于缓慢，就会使预应力的损失有所增加，使桥梁承载能力不足，从而出现较多的裂缝。另外，采用早期强度的混凝土做检测试块来代替实际强度，也存在一些问题。实践证明，早期使用早强剂的混凝土都不能达到实际标准。

3.2预应力钢筋管道堵塞问题

由于施工人员的技术经验不足，在混凝土浇筑中很容易出现野蛮作业的情况，或者是没有做好及时的保护措施，都有可能造成预应力钢筋的管道出现堵塞，使张拉预应力的钢筋不能够顺利通过，从而影响张拉的实际效果，导致预应力钢筋的实际伸长值与理论值出现较大差别，这也会给路桥的成本、工期等造成相当大的麻烦。所以，避免预应力堵管不仅要求严格按照安装管道的相应规范来实施，对管道内部做好精确定位，防止管道出现弯折、扭曲等现象；在现场施工中，也应尽量避免野蛮作业，安排专业人员进行跟班；对于孔道的施工，要控制好抽芯时间。

3.3张拉力控制问题

由于预应力施工技术起步相对较晚，公路桥梁预应力施工没有较为明确的规范，张拉控制不够严谨。大多工程都采用1.5级油压进行计量，且施工人员也没有进行相关专业培训，对于张拉的控制忽高忽低，导致实际误差较大。尤其是进行多束张拉的时段，由于对张拉的控制不够周全，各束张拉力不同，也会对预应力钢筋混凝土结构产生严重影响。因此，要加强施工人员的专业技术培训，提升整体设备条件，规范施工。

在后张法预应力钢绞线的张拉过程中，主要受到管道弯曲、管道偏差引起的摩擦力的影响。在钢绞线张拉时，钢绞线顺着管壁滑移，和张拉方向产生的摩擦力相反，这样使得每一段的伸长值都有所不一，其理论计算法为：

式中△L—预应力筋理论伸长值，mm；

PP—预应力筋分段平均张拉力，N；

L—预应力筋分段长度，mm；

AP—预应力筋截面面积，mm2；

EP—弹性模量，MPa；

p—预应力筋张拉端的张拉力，N；

K—孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数；

μ—预应力筋和孔道壁的摩擦系数；

θ—张拉端面到截面曲线部分切线的夹角之和，(°)。

在进行分段计算时：

式中PZ—分段的终点力，N；

Pq—分段的起点力，N。

其他同上。

3.4收缩徐变过大

在公路桥梁预应力施工中，由于混凝土路面收缩徐变过大引起的预应力损失会对工程质量产生严重影响，因此，施工中不能过多使用外加剂来增加和易性，应尽量采用强度高、水灰比小的混凝土，通过高质量的收缩与低徐变量来控制工程质量。

4 做好公路桥梁预应力施工的相关对策

4.1预应力张拉设备的质量控制

预应力张拉作业离不开张拉设备 ，千斤顶、压力表、油泵等张拉设备在张拉作业中起着非常重要的作用。在施加预应力之前必须对张拉设备进行仔细的核查：千斤顶及配套的油泵和油压表一起核查，核查时千斤顶的活塞运行方向要与实际张拉作业的状态相一致，为保证张拉设备的可靠，配用预应力千斤顶的额定张拉值应比预应力控制张拉力大百分之三十以上。当千斤顶使用超过半年或在使用过程中出现不正常现象，必须再次进行校核。

4.2防止预应力损失过大

由于有的施工行为不够规范 ，致使实际施工情况与原估算应力损失的施工情况不完全相符，导致实际预应力损失大于原估算值。加强预应力材料检验和各工序的质量控制。严格按照有关规范组织施工，避免因预应力材料不合格或施工行为不规范而造成预应力损失过大。控制梁体混凝土龄期。梁体张拉前，除对梁体混凝土强度有要求外，对龄期也应进行控制，避免过早张拉。在设计时就规定龄期须达到 l0天以上方可张拉，以便减少混凝土收缩和徐变引起的预应力损失和梁体反拱度过大，还要采用级配良好的石英砂。

4.3 公路与桥梁竣工验收阶段的技术管理

路桥工程的整个施工准备、施工过程进行全方位 的检验和考核，而施工单位不仅要提供路桥施工的完整原始资料、前期的试验数据及其各种材料、设备的自检资料，并进行科学的、规范化的整理和分析，路桥工程验收人员应严格按照国家相关路桥工程验收的各项程序流程，对工程的施工全过程中的所需建设材料以及半成品和质量检验结果、材料配 比和试验数据、施工地基处理和隐蔽工程施工记录、所用的仪器设备的自检报告和测定的原始数据及分析报告、施工中的各项质量控制指标的试验记录和质量检验汇总表以及施工过程中遇到的非正常情况记录等资料进行科学地分析和鉴定，

4结语

预应力技术无论是从理论上还是工程实际运用 ，都已经过几代人的不断研究和创新，已发展为一种比较成熟的技术，并且预应力技术已在道路和桥梁施工中普遍运用。然而,造成预应力桥梁施工中仍存在许多不足，要结合实际问题作出应有的分析，保证施工的质量以及日后公路桥梁在使用当中的表现随着近几年预应力工艺的不断发展和相关材料的改进，在公路桥梁工程实际施工中会出现更多技术方面的问题，有待施工技术人员吸取经验，做好总结。

参考文献

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