论公路桥梁施工中预应力技术的应用

刘忠 白晓虹

摘要：在当前我国公路建设大跨越发展的今天，大力开展预应力技术结构设计与施工方法的研究，对我国发展高效预应力混凝土在我国建筑工程中应用意义重大。本文为此详细地阐述了公路桥梁施工中预应力的施工技术与应用措施。

关键词：公路桥梁预应力施工

进入新世纪以来，预应力技术成为桥梁建设的主流，公路预应力桥梁的设计、施工和管理成为公路管理的重要内容，其能在承载能力极限状态下，则有较好的延性和吸收能量的能力，以满足公路桥梁对预应力框架各种性能的要求【1】。本文在探讨公路桥梁预应力技术应用优劣势的基础上，提出了其施工工艺建议。

1 预应力公路桥梁的优劣势

在公路桥梁施工中，预应力技术的应用具备以下优势： (1)施工方便。比如体外索套管的布置和调整容易、梁的浇注简单及节段施工法的应用大大缩短了施工工期【2】。(2)减轻自重。比如腹板厚度通常由施工的方便性决定而不是由强度的需要而定，因此在预应力桥梁中由于预留管道的减少相应的腹板厚度可大大减小。(3)维修方便。比如体外索布置在混凝土截面的外面，在使用期间可方便地测试体外索的性能及变形程度，并根据其状态决定是否需要张拉或更换体外索【3】。

2 公路桥梁施工中预应力技术的施工工艺

2.1 工作准备

按曲线长度配好料，不同长度的规格应作好标记；使用前应逐根检查外包层的完好程度，如发现破损，可用塑料胶带包扎，在运输和吊装过程中注意保护包裹层。张拉设备在使用之前，必须进行校验。运到现场的张拉設备，必须有检验合格证，方可使用【4】。

2.2 原材料检测

桥梁所应用的预应力筋钢丝除具有出厂合格证外，使用前必须按GB5223-85《预应力硅用钢丝》标准进行逐圈复检，复检合格后才能使用。对于用在固定端的每根钢丝的墩头，按《预应力硅用钢丝》的要求，在使用前应取6个试件做强度试验，其强度应不低于钢丝标准强度的98%，且不得有裂纹与卡痕。对于锚具，无论是用于张拉端，还是用于固定端，都必须有出厂合格证，并且观感要好，最好选用信誉好的厂家生产的产品【5】。

2.3 预应力筋的铺设

铺设前需要预制铁马凳，控制预应力筋的曲率固定点间距不大于2m，马凳的高度根据设计要求确定，跨中处可直接绑扎在底板筋上。预应力筋的绑扎间距为1米左右，无粘结筋的曲率和各点起拱高度不同，双向配筋形成纵横交错，要使每个交叉部位的预应力筋的标高和保护层满足设计要求，应注意筋的铺设顺序【6】。施工前将各向无粘结的交叉点的标高进行比较，决定铺设顺序，在非预应力筋底筋绑扎完毕后，将无粘结筋放在模板上。无粘结筋应铺设在电线管的下面避免张拉时产生向下分力，导致电线管弯曲及其下面的混凝土破碎。预应力板施工时，以预应力筋位置最重要，非预应力钢筋可适当移位

2.4 预应力筋的定位

预应力筋的定位必须牢固可靠，不得在浇筑混凝土时移动，发现包裹层破坏应及时用胶布封裹，震动器不能直接接触预应力筋和管子。预应力筋端部承压铁板应固定在模板上，且必须与预应力筋曲率垂直，预应力筋张拉端用80×80cm预留孔，大梁张拉端根据柱梁的实际情况而定。预应力筋铺设安装完毕后应进行隐蔽工程验收，确认合格后才可浇筑混凝土。待混凝土强度达设计要求时才可进行张拉【7】。

2.5 预应力筋的张拉

(1)大跨径构件或曲线预应力筋布置构件宜两端张拉。(2)张拉时宜在构件上对称地进行，以免出现偏心受压过大而损伤构件。(3)若同截面预应力筋过多，则宜分批张拉，并考虑分批张拉时预应力的损失。建议采用 “逐层浇筑，逐层张拉法”程序，拆模及支撑根据设计要求。张拉后， 采用砂轮切割机切断多余的预应力筋，严禁用电弧切割，预应力筋露出锚具夹片长度不小于30mm，再用细实混凝土封闭。

2.6 混凝土养护

混凝土灌筑完毕后，用帆布覆盖静养2-4h，然后送蒸汽养护。养护的温度控制为：升温阶段时升温速度不超过150℃/h，恒温阶段时温度控制在60±10℃，当梁体混凝土强度达到设计强度的90%时开始降温；降温阶段时降温速度不得超过1500℃/h。当养护栅内温度与环境气温相差10℃以下时即可拆栅、拆模。

3 加强公路桥梁施工中预应力技术应用的措施

3.1 合理进行孔道预留

预应力筋孔道的直径与布置，要根据预应力混凝土构件或结构的受力性能，并参考预应力筋张拉锚固体系特点与尺寸确定；孔道成型要求孔道的尺寸与位置应正确，孔道应平顺，接头不漏浆，端部预埋钢板应垂直于孔道中心线，孔道成型的质量，对孔道磨阻损失的影响较大，应严格把关。灌浆孔及排气孔采用自行加工制作的铁皮制品成本较低、效果有保证，其留置要注意孔距、防止杂物堵塞，两端应排气通畅，保证管道灌浆的密实性。

3.2 严格预应力筋的制作

钢绞线的长度要严格仔细的计算，钢绞线下料应以计算长度为基础，根据实际情况进行调整，防止大量下料出现误差；钢绞线的编束要确保钢绞线两端排列顺序一致，在穿束、张拉时不发生紊乱。对于大跨度连续梁把编束工作放在施工作业面进行较为科学，可以减少重复操作。

3.3 加强的预应力筋穿束

穿束要注意穿束时机与穿束方法的选择，应综合考虑穿束难易程度、工期要求、到货情况、以及习惯做法等因素确定，要根据工程现场实际情况进行调整，选择适合实际工程要求的施工顺序与方法。采用先铺钢绞线后穿螺旋管的作业顺序较适合于大跨度连续粱的施工。（是否要用文字说成小于50m?）<50米长度的连续梁可采用人工穿束的方法，否则采用卷扬机牵引穿束。

由于预应力近10年来才在工程中开始大量应用，各种理论基础与实践经验还不充分，今后迫切需要进行更加全面而系统的试验研究，更深入了解预应力体系的工作性能，以提高公路桥梁施工中预应力技术的应用效果。

参考文献：

[1] 薛伟辰．现代预应力结构设计[M]．北京：中国建筑工业出版社，2008：14-16．

[2] 吴异锋．预应力梁板后张法张拉控制值计算方法探讨[J]．西部探矿工程，2009，(6)：11-13．

[3] 孔保林．预应力旧桥加固的实施方案[J]．山西建筑，2005，31(10)：139-140．

[4] 牛斌．预应力混凝土梁极限状态分析[J]．土木工程学报，2010，33(3)：7-15．

[5] 王彤，预应力结构中收缩徐变产生的预应力损失的计算分析[J]．东北公路，2011，24(1)：53-54．

[6] 徐栋，徐海军，预制节段预应力桥梁的耐久性评述[J]．同济大学学报，2009，5(11)：1261-1265．

[7] 熊学玉，吴学淑，预应力混凝土结构耐久性问题探讨[J]．工业建筑，2004，2(7)：20-24．