公路桥梁施工中预应力技术的应用探讨

肖振纲

（中国路桥工程有限责任公司，北京 100011）

公路桥梁施工中预应力技术的应用探讨

肖振纲

（中国路桥工程有限责任公司，北京 100011）

当前我国进入了飞速发展的时代，公路桥梁工程已成为我国最多的工程种类。交通基础设施建设得到了加强，公路桥梁工进入了黄金建设时期。随着施工技术的发展，预应力技术已成为我国公路桥梁工程施工中的重要技术，它对推动我国公路桥梁工程基础建设，增强桥梁的稳定性起到了重要作用。随着预应力技术应用得越来越广泛，我们对其应用做了相关的总结，对预应力技术的应用存在的问题及控制对策提高了相应的建议，以供同行参考。

公路桥梁；施工技术；预应力；对策；应用

公路桥梁工程施工是当前我国的基础性建设，预应力技术的出现和发展对建筑行业的推动也起到了非常重要的作用。上世纪90年代，预应力技术开始出现并得到了逐步的应用，经过10多年的发展应用已成为了一项全面成熟的技术。相对于传统技术而言，预应力技术的应用有着很大的优点，并已逐渐形成了完整的应用体系。但是当前预应力技术在工程的应用过程中还是存在着一些尚未解决的实际问题，不利于企业和行业的发展。本论文立足于工作实践，对公路桥梁工程中的预应力技术的应用做了全面的归纳总结，对预应力技术应用过程中存在的问题做了全面的剖析，最后提出了相应的对策，以期增加企业的经济效益。

1 公路桥梁施工中预应力技术的应用

1.1 预应力在受弯构件中应用

碳纤维的强度比较高，在工程的施工过程中比较间接方便，一般都是对施工碳纤维片材进行粘贴，起到增加了钢筋混凝土硬度的作用，其加强方式比较特别。当原始的加固结构存在部分内力时，增加初始应变会导致构件碳纤维的变化范围变小，抑制了建材的高强度性能。

1.2 预应力在混凝土简支T梁中的应用

当前我国使用的预应力混凝土简支T梁普遍采用20-50米的跨径，采用高强、低松弛钢纹线，后张法、群锚、中等张拉吨位，预制拼装，并且必须配套架桥设备，并编有标准图。随着行车条件的提高，当前都普遍采用现浇梁端湿接缝，在支负弯矩区桥面板中配扁锚预应力钢纹线，形成桥面连续进了一步的“准连续”结构。

1.3 预应力技术在路桥钢筋混凝土结构中应用

我国建筑工程当中混凝土裂缝已成为了一种很常见的病害，特别是在大型的公路桥梁施工中更多出现。预应力技术的采用可以解决钢筋混凝土的裂缝问题。施工过程中对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，从而可以达到防止出现裂缝。

1.4 预应力技术在加固施工中的应用

道路桥梁加固中的粘贴碳纤维布加固法等，实际上卸载的目的就是为了减小加固施工时混凝土的初始应变，此时可预先对构件施加预应力，使受压区产生拉应力，受拉区产生压应力，减小构件在初弯矩作用下的拉应变和压应变，以提高构件达到极限承载力时的应变增量和加固钢筋的应力，使加固钢筋得到充分发挥。

2 公路桥梁工程中预应力技术关键技术分析

2.1 张拉操作过程分析

预应力技术应用施工过程当中，要重点关注钢绞线穿束施工前应确保钢绞线质量达标，并在张拉纤配用千斤顶、油表等进行检验。钢绞线张拉施工过程需要规范，严格按程序进行相关的操作，在经过调整后起伸长值控制在5%的误差范围内。要张拉施工的同时需要按以下几点操作：（1）伸长量偏高、偏低并不影响大局，主要要保证伸长值不超过离散程度即可。（2）可以通过选用有经验的施工人员在施工现场逐根调整每一根钢绞线的张拉速度或油表开关大小来提升张拉质量，确保伸长量朝离散中心靠拢，尤其是对于伸长量较小的钢绞线更因如此。（3）对于长束绞线而言应该采取千斤顶整束张拉的方式进行，在使用千斤顶逐根张拉后，由于已手里的钢绞线对于正张拉的钢绞线有较大的缠绕挤压模阻值，因此在张拉时应尽量采用小千斤顶来确保单根张拉钢束的伸长量达标。

2.2 压浆过程的分析

一般来说，孔道压浆主要有保护钢绞线、延长使用寿命和作为梁体传力结构两方面的作用，且我国相关施工规范要求压浆强度不得低于40MPa。对于孔道灌浆的施工没有太好的办法，也无法保证二次压浆的操作性。预应力技术应用施工中大部份使用普U3型号的活塞式水泥泵，因此只要能够配合进出口节门一般都能够有效提升压浆质量，还需要关注几个几个方面的问题：水泥浆内应添加适当的膨胀剂等添加剂；从低向高压浆，从而有利于水、气泡排除，在关闭压浆口后应保持0.6-0.8MPa左右的压强；只要出现有坡降的情况就应该在坡顶设施排气孔，确保压浆的密实度达标。

3 公路桥梁工程中预应力技术应用存在的问题分析

3.1 波纹管堵塞的问题

波纹管堵塞问题主要是指在混凝土浇筑后波纹管出现堵塞的现象，发生了堵管会导致后期预应力钢纹线穿束无法通过或张拉预应力时钢纹线实际伸长值与设计计算值相差很大，这就导致施工过程出现困难，影响工程的进度。波纹管堵塞问题的出现主要有以下几点：安装波纹管的过程未认真严格，现现定位不精确的现象；混凝土的振捣过程的操作失误导致水泥浆渗漏到波纹管。

3.2 预应力结构砼开始张拉的时间问题

前几年在施工过程中为了提高混凝土的早期强度，我们都会在施工过程中加入一定的早强剂，达到解决早期强度不够的目的。在实际过程中一般在浇筑砼3天后就可以开始张拉预应力了，但是由于砼强度的增长是一个较为缓慢的过程，在此时间内砼的强度和弹性模量并不是同步增长的，一般为砼强度增长快、弹性模量增长慢，因此过早的张拉预应力会是的预应力损失加大，砼出现早期形变，严重时甚至导致桥梁承载力的缺失，出现大量裂缝。除此之外，如果采用现场试块所测的的早期砼强度等级来替代现场结果的实际砼强度也存在较大问题，而且通过最后试验验算结果表明，其实际强度也并未达到现场所测强度，甚至出现过低的情况。

3.3 扁锚和扁锚连接器应用的问题

就扁锚的应用而言，它主要是在结构界面尺寸受到限制的条件下加以使用的，例如桥梁结构先简支后连续在支座负弯矩处构造连接，或用于桥梁横向整体连接使用，并不起到实际的承重作用。当前很多企业出于经济利益的出发点，为减少界面尺寸广泛采用了扁锚，甚至还有技术人员把这一做法认为是技术创新，这都是错误做法。扁锚的张拉工艺从过程上来看是逐根逐根张拉的，由于整理张拉的设备和技术方面并不成熟，随着时间的推移在强拉过程中因为钢绞线受力不均会出现工程安全问题。此外，由于扁孔本身空间较小，在外孔压浆时也更为困难，很难做到孔道压浆的均匀、饱满。我们通过一工程案例来说明一下，某高速公路30 m跨预应力空心板梁，使用的是扁锚预应力，在出现质量事故后敲开检查发现只有梁两端2.5m内有浆体，中间孔道儿乎没有，因此如果成桥通车，必然会出现大面积的伸缩裂缝，危害桥梁安全。因此建议腹板、空心板梁、箱梁底板等重要部位严禁使用扁锚，同理，对于扁锚连接器的使用也要更加小心，因其并非成熟产品，尤其是3孔和5孔连接器，起设计、构造根本不合理，一旦应用将会产生较为严重的后果。

4 提高公路桥梁施工中预应力技术的有效控制的对策

4.1 加强预应力应用前期工作的质量控制

一般而言，在预埋阶段主要是要控制好预应力筋的曲线形状，只有这样才能够确保个控制点标高的牢固、准确，同时在开展其他工序是也不会对波纹管产生破坏和影响，保证标离控制点阵及曲线形状准确无误，即使出现预应力筋预埋同其他工序出现冲突的情况下也能够得到技术的处理。此外，预应力筋的张拉主要是为确保张拉应力能够达到桥梁的设计要求，因此我们必须要保证预应力筋的伸长值变化在规范及设计范围之内。

4.3 加强钢筋安装过程的质量控制

在绑扎钢筋的过程中要特别注意，切忌出现猛放、猛插、随意丢弃的现象，避免刺破和磨损预应力筋表皮。其次，在进行钢筋的焊接施工时不可将预应力筋作为搭线，如果不可避免的要在预应力筋附近展开焊接工作，那么必须要做好相关保护措施。需要注意的是，在绑扎钢筋的过程中必须要先绑扎梁内的预应力筋，然后再绑扎板内的预应力筋，且只有等预应力筋铺设完成之后方可绑扎梁内的预应力筋，从而更好地实现预应力筋的穿筋定位。

4.4 加强浆体的质量控制

通常条件下在施工过程中必须要严格利用水壁，尤其是对于未能及时使用而流动性降低的水泥浆来说，可以通过加水的方法来提升其流动性。其次，在搅拌浆体的过程中要对水泥、添加剂、水的用量进行严格的管控，每次搅拌机内的浆体都要全部卸除，绝对不可采用一般进料、一边出料的方法。如果在压浆前发现管道内有残留的水分、污物等，则必须立即使用空压机等设备迅速清楚管道内赃物。

4.4 加强混凝土浇筑的质量控制

混凝土浇筑工序中必须要严密封堵外露的孔道、灌浆孔、排气孔与预应力孔道，从而避免因异物进入孔道而出现的孔道堵塞问题，特别是下层孔道的灌浆孔与排气管孔，它们不紧具有较大的刹那孤独且斜向伸出板面，因此必须要加以牢固固定。其次，在混凝土浇筑过程当中要注意防防止振动棒解除孔道与预应力锚具，避免导致孔道损伤和位移现象的出现。另外，如果在这一工序中在孔道部位设置了较为密集的钢筋，则很可能出现因振捣不均而出现塑的沉缩裂缝，因此在必要的情况下还应该适度用短钢筋铺设并辅之以人工振捣，从而确保混凝土浇捣的密度度。待混凝土浇筑工序完成之后要立即对相关孔道进行检，并及时封堵孔道避免异物进入，确保后续施工工作能够顺利进行。

5 结语

随着社会经济的发展，信息技术的不断进步，公路桥梁施工过程中的预应力技术也得到了发展，在理论上有了一套完整的知识体系，在实践当中得到了各个方面的具体应用。这对于推动建筑行业技术的前进发展起到了重要的作用。在公路桥梁的预应力技术施工过程中尽管还是存在着这样那样的问题，这就需要我们的路桥施工技术人员及时发现问题，进行相关的技术攻关，解决在应用中存在的问题。对预应力技术应用的归纳总结有利于技术的推广，同时也有利于预应力技术的发展和应用，期待能推动我国建筑行业的发展。

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