浅析公路桥梁工程预应力的施工技术

丁健

【摘要】随着科技的大力发展，在我国当前的公路桥梁施工过程中应当想方设法做好相应的预应力施工技术管理。这不但会直接关系到预应力施工质量能否达到设计的规范要求，还在很大程度上直接影响到整个工程的施工质量，更是关乎到安全问题。在公路桥梁施工的过程一定要把握好每一个细节，需要从预应力施工的各个方面和各个角度重视对预应力施工的质量控制，才能做好公路和桥梁的施工控制。

【关键词】公路桥梁；预应力混凝土；处理方法

前言

随着社会经济快速的进步，城市化建设带动了相关基础设施的发展步伐，这对公路桥梁工程的建设质量也不断提高。公路桥梁建设工程的施工技术也应该发展，才会符合时代发展的要求。然而，现阶段我国公路桥梁工程施工质量参差不齐，预应力技术在使用过程中存在着各种各样的问题。比如常见的桥面裂缝，就是典型的预应力技术不达标，结果对桥梁产生了质量和使用寿命方面的影响。为了保证公路桥梁的施工质量，在完善相关施工法律法规的同时，还应该从如何提升预应力施工技术着手，从根源上保证施工质量。

1 公路桥梁预应力混凝土结构的优点

在公路桥梁的部分构件中会采用预应力，这样做的目的是使得构件的性能有所提高，更加稳定，如图 1 所示。 因为在构建中采用预应力能够提高构件之间的拉力， 降低裂缝出现的概率，同时出现裂缝的地方可以延缓其损坏程度。 在混凝土构件的荷载卸去之后，预应力能够使得裂缝充分闭合，改善了结构构件的弹性恢复能力，增强了整个构件的稳定性能，预应力能够降低钢筋的疲劳程度，提高整个结构的抗疲劳程度。 在跨度较大的项目工程中采用预应力技术非常普遍。 由于预应力能够充分缓解裂缝的损坏进度，降低裂缝的恶化进程，因此在使用高强度钢材时，混凝土与高强度钢材在预应力的作用下能够很好地减轻结构的自重，充分利用了高强度钢材的强度和混凝土的粘合力，因此在钢材的利用效率上大大地提高，进一步地减少了钢材的使用量和混凝土的用量，提高了施工单位的经济效益。 而对于整个结构内力的调节，预应力也起到了非常重要的作用。 在大跨度、空间间隔较大的工程项目中，预应力技术能够非常好地保持整个项目建筑的整体结构。 但是由于公路桥梁施工过程中存在着许多不稳定因素，造成施工过程经常会出现质量问题。

图 1 预应力结构示意图

2 公路桥梁预应力混凝土施工中的问题

虽然预应力技术在路桥工程的施工中得到了广泛的应用，但是在具体的操作中仍然存在不少的问题，影响了预应力技术功能的正常发挥。

2.1 预应力混凝土强度不足

为了提高预应力混凝土的强度，在施工的过程中常常通过添加早强剂的办法。 在浇筑混凝土之后将进行拉张预应力操作，但是由于混凝土的特殊性，它需要经过一段时间才能有效地提高其强度， 并且其弹性模量和强度并不是同步增长的，如果提前进行张拉预应力操作会容易导致预应力损失，最终公路桥梁的承载力下降而出现裂缝。 同时在施工的过程中通过采用同步养生试压块的办法所得出的早期的混凝土的强度来替代施工过程中混凝土的实际强度，影响了路桥的建设质量。 根据实践研究分析在发生路桥工程质量事故时，发生事故的结构在验算时其强度并没有达到测试的强度。

2.2 张拉力失控

在施工的过程中还存在着预应力技术不标准，对预应力技术控制不够严格，也对路桥的质量产生了比较重要的影响。 在进行张拉作业时一般需要对预应力和张拉力筋伸长量进行控制，以张拉力为主，将拉伸的数值和张拉力进行对比。 一般情况下张拉力在计量时采用的 1.5 级油压导致其误差比较大， 在施工的过程中还存在着千斤顶没有进行计量标定就已经开始张拉的问题。 如果进行张拉的施工人员没有进行技术培训，在操作的时候不够细致认真，那么在施工的过程中就容易出现比较大的误差，导致张拉力高低不均匀的现象。 这种情况在多束张拉的过程特别明显，由于束受力的不均匀导致了预应力筋的伸长量计算不够准确， 难以选择适宜的弹性模量进行有效的保护。 在实际的操作时很难将伸长量控制在合理的范围内，导致张拉力失控。

2.3 波纹管孔道缺陷

在预应力混凝土施工過程中，波纹管是常见的施工材料之一，如图 2 所示，其制作简单、施工方便，对各种不同形状的预应力筋束进行张拉的时候，摩擦的阻力会变小，因此预应力构件中多以其作为孔道。 但是目前所采用的波纹管会出现厚度不足和质地不均匀，因此波纹管的强度会达不到应用标准，在安装和浇注的过程中容易出现变形、损坏，从而导致漏浆而造成预应力钢筋穿束困难，同时增加了张拉过程中的阻力，因为砂浆的流入还会造成预应力筋被铸固在孔道内部而无法达到张拉的效果。 波纹管在安装的时候还会受到结构钢筋的影响，加上波纹管的刚度低，容易形成弯折角度或者轴向移位，在弯折角的位置就容易出现开裂而导致漏浆；轴向的位移则会导致弯角增加，而增加张拉时的摩擦阻力，波纹管与锚垫板相接处，二者的轴线不一致，弯折位置就容易漏浆。 另外，在浇筑的过程中振捣棒如果与波纹管接触也会因为其高速的旋转和振动而导致波纹管的咬口开裂或者摩擦损坏，从而导致波纹管漏浆。

图2 波纹管示意图

2.4 预应力铸固

通常情况下，预应力的铸固可以按照拉动时的应力筋摩擦系数进行分类，在千斤顶拉动预应力筋的时候所遇到的摩擦阻力为预应力筋的 1.3 倍以下，就称之为轻度铸固。此种铸固的形成是应为波纹管内的漏洞较多，但是每一个漏洞的漏浆情况并不严重，预应力筋与波纹管固结在一起，但是漏浆的体积相对于整个孔道而言很小，因此通过增加拉力就可以拉开，并可以使得预应力筋在孔道内反复移动。 严重铸固的情况是，无论怎样增加拉力的作用，都不能将铸固的预应力筋拉开并使之回复正常。

3 公路桥梁预应力混凝土施工问题的处理措施

3.1 混凝土质量控制

混凝土质量控制要求对影响混凝土质量的配合比、 搅拌、运输、浇筑、振捣、养护等环节都需要进行全面而严格的控制。其中混凝土的配合比是最为关键的因素，通常是在满足要求的基础上尽量降低混凝土的用水量，这主要是为了降低温度应力对混凝土强度的影响，也有助于改善混凝土的徐变和收缩引起的应力损失和施加预应力前出现裂缝等情况。

3.2 张拉力控制

受到现实条件的影响， 实际情况往往与设计并不相符，应该在相应的条件下进行实验，得到实际的相应参数，如表 1 所示。 如果预应力超过设计太多，那构件的抗裂性就会减弱，预应力筋承受过高的负载，在时间流逝下，容易产生裂纹，影响结构的使用安全。 张拉的时候，既要控制张力，又要对伸长值进行校对，与理论伸长值相比，实际伸长值的偏差允许值为±6%。 在实施过程中，要严格按照设计要求进行。 如果设计时没有具体要求，主要先纵向、再上下，最后横向的顺序进行，在张拉过程中，要防止混凝土敷设弹性模量不足， 阻止公路桥梁内应力的增加，保证张拉之后纵向预应力。

表 1 张拉控制应力限值

预应力筋种类

允许的张拉控制应力

一般 超张拉时

预应力钢丝、钢绞线 0.75 fpk 0.80 fpk

精轧螺纹钢 0.90 fpk 0.95 fpk

3.3 波纹管孔道缺陷的处理措施

要想很好地解决波纹管孔道缺陷的相关问题，就需要根据预应力筋的坐标线标注漏浆的位置，然后再堵孔，避开结构件的主筋位置，再进行开孔，利用冲击钻缓慢进行，清除波纹管中的水泥块，以此使得钢绞线顺利的穿过波纹管并可以自由地移动；完成张拉后应当利用较高等级的混凝土进行回填孔洞。 预防漏管的措施：在施工前重点对波纹管的质量进行控制，检查其是否存在缺陷，并及时处理；在浇注的过程中也应当对波纹管的位置和稳定性进行检查，并保证其稳固，然后对接头的情况进行检查并保证其密闭性达到标准；在浇注和振捣的过程中应注意保护波纹管，避免对其产生冲击。

3.4 预应力铸固问题的处理措施

在施工过程中如果遇到了预应力铸固，就需要采取相关的解决措施进行处理。 常常采用的方式就是在预应力筋实施张拉作业前，不进行工作锚夹片的安装，而是用张拉千斤顶从两端分别交替对预应力进行张拉，直至达到预应力筋出现松动并可以在波纹管内自由移動为止。 而面对严重铸固则必须采用开凿的方式进行清理，即找到铸固部位，采用合理的方式对进行开凿，对波纹管进行清理或者是修复，完成后再进行预应力筋的张拉作业。

4 结束语

目前在我国公路桥梁进行施工的过程中，预应力技术已经开始得到了较好的使用，同时也取得了非常好的效果，它能够大大提高工程质量，随着社会的发展，公路桥梁工程越来越多，预应力技术的要求也会越来越高，因此要不断的改进预应力技术，对于施工中的问题要采取相应的措施进行改进，更好地促进预应力技术的发展，提高公路桥梁工程建设质量。

参考文献

[1]陆廷超.预应力技术在公路桥梁工程施工中的应用[J].科技创新与应用，2012.

[2]胥旸.预应力技术在公路桥梁工程施工中的应用[J].科技信息，2014.

[3]徐晋英.预应力技术在公路 桥梁施工中的应用研究[J].山西建筑，2012.