探讨桥梁施工中预应力技术的应用

唐宗福

(贵州遵义高速公路建设投资有限公司)

1 桥梁施工中预应力技术的实际应用

1.1 受弯构件

桥梁施工中，一般混凝土受弯和受拉性能差，需采用预应力技术改善弯拉性能，充分发挥其受压性能，弥补不足的抗弯拉性能。碳纤维施工简单、强度高，广泛应用于加固桥梁钢筋混凝土受弯构件，由于加固前构件有初始的压应变和拉应变，混凝土达极限压应变时，构件也达极限承载力，也就是说混凝土应变增量决定碳纤维最终应力，但构件初始应变过大会破坏应力程度差的碳纤维构件。因此，在桥梁实际施工中，向碳纤维施加一定预应力，可使碳纤维具有一定初始拉应力，从而有效防止碳纤维强度遭到破坏。

1.2 钢筋混凝土多跨连续梁

大型桥梁结构复杂，受不同弯矩作用，一般情况下，可将钢筋混凝土多跨连续梁分为两个区域，即支座处负弯矩区和跨中处正弯矩区。混凝土结构抗剪性能和抗拉性能通常较差，当桥梁抗剪性能和抗拉性能达不到施工要求时，可采用施工简单的粘贴碳纤维方法进行适当加固，提高负弯矩区和正弯矩区的抗剪性能和抗拉性能。有时虽然可以加大粱下截面，对桥梁承载力进行提高，但会增加桥梁结构自重，严重影响桥梁使用功能。因此，预应力技术在钢筋混凝土多跨连续梁施工中的应用，可增强其支座处和跨中处抗剪性能和抗拉性能。

1.3 桥梁加固施工

(1)补强桥梁构件;(2)改善桥梁构件结构性能，提高桥梁实际承载能力，从而延长使用寿命，满足现代交通运输需求。在桥梁实际加固施工过程中，采用预应力技术可减小加固施工时混凝土初始应变，即预先对桥梁构架施加预应力，使受压区产生拉应力和压应力，减小预应力构件在初弯矩时的拉应变和压应变，从而提高构件极限承载力，有效加固钢筋应力，并充分发挥加固钢筋的实际作用。

1.4 混凝土路面

在混凝土施加预应力钢筋，可约束混凝土路面，增强钢筋混凝土中骨料和钢筋的粘结力，从而延缓或不出现混凝土路面裂缝。在混凝土路面应用预应力技术时，需关注桥梁路面温度、湿度和荷载能力，以免桥梁施工时出现路面出现裂缝和收缩现象。目前，预应力技术在混凝土路面的应用逐渐成熟，不仅能减小混凝土构件所受拉应力，还能充分发挥其抗压性能，从而通过施加纵向和横向预应力，有效防止混凝土路面横向裂纹和纵向裂纹的产生。

1.5 桥梁钢筋混凝土构件

混凝土构件开裂是早期混凝土存在的问题，既影响构件美观，也极大的影响其力学性能，混凝土开裂后抗渗性能会变差，极易受腐蚀，对混凝土强度和刚度造成影响，从而使桥梁质量降低，无法满足人们对桥梁使用需求。将预应力技术应用于桥梁钢筋混凝土构件中，可有效提高混凝土强度和刚度，防止混凝土早期开裂。桥梁构件受力复杂，会受压应力、拉应力、剪应力作用，对混凝土抗压、抗拉、抗剪性能要求非常高，将预应力施于受拉区钢筋混凝土构件，可减小混凝土构件所受拉应力，混凝土结构构件也就不会因遭到破坏产生裂缝。

2 桥梁施工中预应力技术应用存在的问题与解决措施

2.1 波纹管堵塞

桥梁施工预应力技术应用中，为便于后期钢筋施工，需在施工中预留一些波纹管孔道，但浇筑混凝土后，波纹管常出现堵塞现象，导致预应力钢筋无法通过孔道，直接影响预应力钢筋张拉效果，使预应力钢筋伸长值与实际所需长度差异大，在一定程度上影响桥梁施工工期和预算，降低桥梁整体强度。波纹管堵塞的原因主要有。(1)施工人员缺乏专业技术知识和施工经验，预应力混凝土浇筑时，技术操作不规范或没有及时养护混凝土。(2)施工中，没有合理控制抽芯时间，以致抽芯过早或过晚，导致孔道坍塌或管被拔断。(3)渡纹管质量差，导致漏浆堵管。

对于遇到的波纹管堵塞问题，可采取以下措施解决。(1)加强施工人员专业技能培训，规范技术操作。(2)合理控制抽芯时间，清除波纹管中水泥浆块，使钢筋穿过波纹管后能自由伸缩，张拉完预应力钢筋后，孔洞用等级高的微膨胀混凝土封堵。(3)施工下料前，仔细检查波纹管质量，及时发现质量差的波纹管，并在浇筑混凝土前，详细检查波纹管安装位置及套管接头连接的牢固性、密闭性。

2.2 预应力超长束张拉工艺不适合

现浇大跨度预应力连续箱梁底板预应力束通常采用一端张拉工艺，大跨度指的是3 ～5 跨，而每跨30 ～50 m，预应力超长束应用不适合的张拉工艺，会导致桥梁产生裂缝。例如，某公路立交桥跨线箱梁桥5 跨，每联跨分别为66 m、88 m、150 m，施工时采用一端张拉工艺，张拉一束钢绞线拉时用0.3AR ～0.4AR 拉力，而且由于孔道长，采用了多道箱梁横隔板，但由于没有明确孔道摩阻，以致桥梁竣工后出现质量问题。对于预应力超长束出现的这个问题，应根据国内外相关规定，采用适合的张拉工艺，即预应力桥梁跨度≥30 m，采用两端对称张拉工艺，确保跨中有效预应力，并在恒载和活载作用下，使桥梁跨中建立实际所需抵抗弯矩，从而保证跨中承载力，避免桥梁正截面产生裂缝。

2.3 构件裂缝

在预应力技术应用中，预应力构件张拉前出现裂缝是常见问题，由混凝土收缩应力和温差应力导致，裂缝部位主要为构件表面。对于这一问题，必须严格控制构件预制质量和内外温差，采取措施预防因温差导致的构件表面裂缝。(1)夏季施工时，先用低水化热水泥。(2)在低温时，要采取保温措施，在适当时间拆除预制构件模板。(3)缓慢降低薄壁构件温度，适当延长拆模时间，避免预制构件因热胀冷缩和台座间粘结。

3 小 结

总之，公路桥梁建设规模、数量随着社会经济的发展不断推进，桥梁施工技术的发展越来越快，预应力技术在桥梁施工中的应用也发展迅速。在桥梁施工中，预应力技术具有传统施工技术不具备的优势，能提高桥梁强度和抗压能力，有效避免桥梁出现质量病害，如构件裂缝，确保车辆安全通行。但该技术发展时间短，操作流程复杂，存在诸多问题，因此，桥梁施工时必须遵循操作规范，选择适宜张拉工艺，严格控制构件预制质量，从而确保桥梁施工质量，延长使用寿命。

［1］黄启隆.浅谈公路桥梁施工中预应力的应用及存在问题［J］.科技资讯，2010，(21):36.

［2］孙长建.现代技术角度下的预应力技术在桥梁施工中的应用［J］.黑龙江科技信息，2013，(21):168.

［3］杨再喜.浅谈预应力技术在桥梁施工中的应用［J］.中国新技术新产品，2013，(18):86.