公路桥梁施工中预应力技术的研究

黎志权

(贵州省公路工程集团有限公司)

1 前言

预应力技术有显著优点，因具有充分利用材料的高强度性能，在与混凝土结构中运用可以有效地加强质量，防止混凝土裂缝，加公路大桥梁跨径，减轻结构自重。其次，预应力技术自身于建筑中的也有显著优点。在公路桥梁上得到普遍的应用，同时随着公路桥梁建设规模的扩大显得越来越重要。但从另一方面来看，这其中也有许多缺点。预应力技术由于其的广泛运用，引起的有关施工质量的问题也不断增加，在这其中，有很多时候直接影响了工程进展速度。一方面，出现的裂缝病害与质量问题也随着高速公路的大规模建设不断增多。所以，在现有的条件下，笔者针对公路桥梁施工中有关预应力的应用的多种问题，进行了许多的分析和调查，对施工中很有可能发生的种种有关预应力技术的问题提出了很多自己的建议。而且，对公路桥梁施工中预应力技术应用的施工质量的控制也有了巨大的改善。

2 预应力技术的最主要问题

2.1 结构混凝土张拉有关的问题

目前使用加入早强剂的方法，也就是浇注混凝土3d后张拉预应力来提升预应力的混凝土强度。但是因为增长弹性和强度模量非同步，增长强度较快，增长弹性模量很慢，增长混凝土强度需足够的时间。早期，太早的张拉预应力增加预应力的损失，混凝土变形率高大，致使桥梁出现很多裂缝等病害，其承载力过低。还有，以当场试块检测出的早期的等级替代当场实际的混凝土强度结构，同样存在着问题。检测试验表明，最后发生事故的混凝土强度结构在验测时，实际的强度都没有达到当场测试得出的强度，甚至更低。

2.2 超长束一端的张拉的问题

现国内采取一端张拉的工艺应用在浇大跨度(3～5跨，每跨30～50m)的预应力的连续箱的梁底板的预应力束中。比如某个5跨箱梁桥。开始一联跨66m，其次一联跨88m，最后一联跨150m。如果用张拉一端工艺，拉直一束钢绞线要0.3～0.4fptk拉力。需通过测试才可以确认如此长的孔道跨越多少孔道摩阻和多道箱梁横隔板。而国内外的相关规范是:要求跨度≥30m的预应力桥梁使用两端对称张拉的工艺来保证，在活载与恒载的作用下所需的跨中抵抗弯矩来建立跨中的桥梁的有效预应力，不然就容易致使跨中正截面裂缝的出现，承载力过低。据相关的交通部的调查资料显示，已经有车通过的桥梁公路之中，无一例外地发生过因为不适合的张拉工艺引发的许多裂缝现象。

2.3 后期张预应力结构张拉力控制的问题

预应力的施工工艺不怎么规范，尤其是因为张拉力的控制不严，这对严重影响了预应力桥梁质量。通常张拉工艺使用预应力中的伸长筋量控制，张拉力是主要的，用伸长值来校核其张拉力。一般而言，计量张拉力要采取1.4级的油压，所以误差很大大，有些甚至还没有计量标明就张拉了千斤顶。同时，很多张拉人员没有经过专业的培训。若工作时走神，很容易致使大的误差的发生，严重的还会把表读错，导致张拉力一下高一下低现象的发生。尤其在大量束张拉的时候，因为每束的张拉力不同，对于预应力筋伸长值的测试往往不怎么准确，弹性的模量的取值很混乱，在实际操作的时候，很难做到控制伸长量在±6％范围之内，使得张拉力完全失控。

预应力的孔道压浆的两个主要作用是:提高预应力筋的防锈蚀程度和确保结构与预力筋能够一起工作。其实在实际的操作中，由于孔道压浆很不密实、不饱满、漏灌漏浆现象普遍存在，已经成为了预应力结构存在的通病。因为施工单位不重视孔道的压浆工序，现在的留孔的质量、浆体的配置与压浆的工艺等也都存在很多问题。尤其是浆体水灰远远大于标准值(0.4～0.45)。使用后孔道浆体泌水与标准的水灰相比，孔道更不容易密实和饱满。目前采用的最新研制出来的外加剂JMH-3，降低水灰比值在0.35以下，改进了浆体的配置技，使用高速搅浆机(转速≥1000r/min)，提高浆体流动度达到了12s(标准值为14～18s)。若操作规范，即使是普通的压浆操作也可以保证压浆的质量。

3 预应力技术施工中应用

3.1 钢筋混凝土结构中的预应力应用

钢筋混凝土结构中经常可以看到裂缝，尤其是出现在公路桥梁的大型的钢筋混凝土的工程中。有效避免构件中早期出现的裂缝需要使用应用预应力技术。至于具体的使用方法，就是在使用公路桥梁的钢筋混凝土前，受加压拉区域，张拉受拉区的钢筋，因为钢筋拥有回缩力，所以混凝土才受到了钢筋对自身的压力。因为混凝土构件对自身施加拉力时在外荷载，已经抵消了受拉区中的压力与混凝土，随即混凝土就受到了拉力。这个方法可以有效地控制住混凝土进行自动伸长，避免发生裂缝。

3.2 碳纤维片中的预应力应用

现在，公路桥梁对于跨度的构件有较高要求，从受弯的构件中可以看出，大型的钢筋混凝土箱梁和T型梁是最常见的。受弯的构件的建筑成本很高。把预应力技术应用于碳纤维片中，可以使碳纤维片特点更好地发挥出来。因为碳纤维片的粘贴比较固定，在成本和工艺上比较合理简单，因此在公路桥梁进行加固改造的项目中应用广泛。

3.3 混凝路面技术中的预应力应用

依赖水泥混凝土进行板路面的形成就是混凝土路面技术。目前，兴起了一股把混凝土路面技术和预应力技术结合起来使用的潮流。自身的工作原理和钢筋混凝土相似，皆依赖预应力控制路面，避免裂缝的形成。和钢筋混凝土的结构比较不同的是，其对交通荷载、环境变化等等的原因都要列入工艺设计的范围中，充分地利用混凝土板收缩期，深入研究板底摩擦的控制因素。可有效地防止路面的横向收缩断裂，现在这项研究技术已经被广泛使用，进入了完善成熟期。

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