浅谈公路桥梁施工中预应力的应用及存在的问题

刘松柏 李平 冷芳

【摘要】本文在分析预应力技术特点的基础上，对预应力技术具体应用问题进行了详细的探讨。

【关键词】公路桥梁；预应力；应用及问题

引言

随着社会经济的快速发展，我国的公路交通运输行业得到了飞速发展，公路桥梁的数量不断增加，预应力施工技术在公路桥梁中的应用也日益广泛。在实际施工过程中，施工人员需要加强管理工作，结合工程的实际情况，对潜在的问题进行及时发现和解决，消除桥梁工程中存在的质量隐患，确保工程的施工质量

一、预应力技术的应用优势

1、能够保证构建性能的稳定性

预应力结构在受弯、受拉构件当中的应用，能够很大限度的保证构件性能的稳定性。其主要的一个原因在于，预应力技术的应用，能够增加构件与构件之间的拉力，这样一来，就能够避免在公路桥梁建设施工中混凝土出现裂缝的现象，即使混凝土出现裂缝，由于构件与构件之间存在着一定的拉力，这样就会使混凝土所受的损伤减小。同时，如果在混凝土构件中施加适当的预应力，也能够一定程度上减小混凝土所承载的负荷，并且在减小荷载之后将原有的混凝土裂缝进行愈合，也能够缓解混凝土中的钢筋疲劳程度，增加构件的抗疲劳程度，提高构件的工作效率。

2、减缓裂缝损伤

由于预应力可以减缓桥梁工程出现裂缝的概率，延长其使用年限，所以当预应力技术与混凝土、高强度钢碰到时，三者会共同迸发出一股作用力，加深对公路桥梁工程的优化作用。并且使用了预应力混凝土之后，桥梁建筑本身的重量还会减少，可以调整建筑整体的结构内力。在大跨度桥梁施工过程中，桥梁两端的空间间隔比较大，普通施工技术很容易出现受力不均，或者连接不牢的问题。而预应力技术可以充分发挥高强度钢材、混凝土的支撑力和黏结强度，较好地解决桥梁建筑的这些问题。还提高了钢材的利用率，减少了混凝土和钢材的使用数量，很大程度上提高了施工单位的经济效益。

二、公路桥梁施工中预应力存在的问题

1、管道阻塞造成张拉效果不佳

目前人力资源价格昂贵，尤其是专业技术人员的聘用需要耗费大量的项目成本，因此在实际施工中很多施工团队使用的施工人员都是不具备专业技术的工人，在施工过程中难以掌握施工重点，尤其是对预应力施工技术没有相关经验，作业手法不科学。一些工人甚至在混凝土浇筑完成后未对其做常规保护，这些原因综合起来对项目工程造成了严重的影响，预应力施工混凝土中的钢筋预留管道经常会出现堵塞现象，由此导致预应力钢筋难以发挥其基本性能，降低了张拉应力，降低了预应力施工技术的应用效果。

2、张拉之前预应力结构产生裂缝

考虑公路桥梁的荷载，钢筋混凝土出现的裂缝是不能完全避免的，干缩和温差都会使拉张施工前产生裂缝。一般裂缝出现的部位是表面，分布不均匀并且比较细，也有可能出现在箍筋部位或者构件的侧面。温度裂缝的形成有一定的规律，大部分是深进型的、表面型的、贯穿型的。对于钢筋混凝土构件，杜绝裂缝不可能，施工人员要想最大限度的降低不利的因素，必须保证控制构件的质量合格，严格监测裂缝。

3、压浆问题

在压浆工序中容易出现管道压浆不实、不满，出现渗漏等问题，针对孔道压浆问题，主要是采用在浆体配置时要尽量使用外加剂方式，这样就能够降低水和灰的比例到0.35，保证浆液的压实度，同时，选用先进的搅拌机械，提高搅拌速度，进行规范化操作等，这样就能够保证孔道压浆的质量。压浆工序是一道举足轻重的工序；在结构工程模拟试验时，试验时间必须得到准确的控制，最好把试验时间控制在24小时之内，压浆过程时的力度性和稳定性要控制到位。

三、公路桥梁施工中预应力的应用

1、预应力锚索技术在公路高边坡施工中的应用

1.1工程概况

本文在预应力锚索技术研究分析中，所选取的公路路堑边坡处于中低山地貌区，其坡度在25°～30°范围内，整个地形呈斜坡状分布，地形的相对高度在55cm上下，地面标高的平均范围在850～950cm以内，据勘察调查资料显示，该边坡最大可开挖的深度应控制在52cm左右。

1.2施工技术要点

（1）预应力锚索钻孔

案例中所选取的公路在钻孔施工中采用的是回转冲击干钻方法。在钻孔过程中为了保证孔位满足相关施工规范，所以在钻孔施工前，首先应确定高边坡钻孔区域范围以及钻孔的大致孔向与角度，其次在脚手架搭建过程中应严格按照施工要求進行施工操作，需要在脚手架上安装专用钢管，并将其固定，而后将钻孔机安装在专用钢管的合理位置上，钻孔机安装完毕后利用罗盘确定钻孔机的具体位置。

（2）预应力张拉

预应力张拉施工一般应选择在灌浆一周之后，在预应力张拉试验亲，需要对抗拉力进行试验，试验合格后需要按照相关施工规范进行操作，张拉施工操作完毕后，为了进一步提升预应力锚索施工质量，应采取封锚施工操作，使岩体内部应力与施工要求保持一致性，为了保证公路使用寿命，注浆压力应控制在0.1～0.2MPa范围内，利用相应的砂浆进行封锚操作，为了封锚的顺利性，应在锚头外部涂抹润滑油。

2、体外预应力技术在加固施工中的应用

2.1技术工艺流程

体外预应力加固的方法有水平拉杆法、下撑式拉杆法和组合式拉杆法，以下撑式拉杆法为例，其工艺如下图1所示：

图1体外预应力下撑拉杆加固法

施工工序流程为：施工前准备→定位防线→预应力钢筋的制作与安装→端部锚板安装→张拉→预应力钢筋防火防腐处理

2.2施工技术要点

施工前对需加固部位进行清洁处理，按照施工设计要求，测量定位放线，确定梁端转向块、拉紧螺栓及钢筋变折点的位置；根据施工设计要求将预应力钢筋调直后弯折成型，安装并锚固固定；对端部模板进行钻孔，并使用高压气流清孔后，使用结构胶灌注，埋入螺栓，安装锚板后拧紧螺母，使用结构胶嵌填锚板和混凝土连接界面；采用分级张拉的方法对预应力钢筋进行张拉，横向张拉前，先向外侧敲紧转折点处的支撑垫板，初步张拉后，再横向施加预应力。纵向张拉时采用量测预应力筋中距的办法控制各跨预应力张力保持一致，应力达到要求后，固定螺栓；张拉完成后，使用涂刷防火防腐涂料的方法对表面进行防火防腐处理，并使用C30强度混凝土进行包裹。

3、预应力混凝土连续刚构桥施工技术

某桥为五跨（80m+130m+130m+130m+75m）预应力混凝土连续刚构桥，箱梁结构形式采用单箱单室直腹板。跨中处梁高为2.7m，支座处梁高为7.13m，顶板宽为12.7m，底板宽为7.1m，翼缘悬臂长度为2.6m。顶板厚为27.5cm，，底板厚为25cm～85cm，腹板厚度为45cm。箱梁顶面设有2%横坡，釆用箱梁腹板髙度变化形式，箱梁底板下缘横向保持水平。箱梁采用C35混凝土。

由于设有纵横两向预应力钢束，在内部形成了密集的纵横交错的管道，施工工序复杂，困难较大，因此，为了能够准确的定位预应力管道和准确施工，现釆用以下方法：

①预应力束管道采用塑料波纹管。

②在管道的各个特征点布置定位钢筋，其余定位钢筋，在直线段上，其布置间距为80cm，在曲线段上，其间距为50cm。

③错具安装：对纵向通长的预应力束，尤其是底板和腹板束，锚点位置和预应力束的弯起角度是保证预应力实施的关键。施工时需要精确测控锚点，即张拉槽口的位置，并在混凝土浇筑前复核预应力管道的弯起角度。

参考文献

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[2] 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，2012，07：183-184.