浅谈预应力技术在公路桥梁施工中的应用

朱茂飞

【摘要】预应力技术在我国公路桥梁建设中发展迅速，中小型公路桥梁几乎都采用预应力混凝土结构，大跨径桥梁也优先采用预应力技术。本文主要针对公路桥梁预应力技术施工及应用进行了探讨。

【关键词】公路桥梁；预应力技术；施工；应用

在我国，随着材料工业和机械工业的发展，适合于预应力技术的高性能混凝土、低松弛钢丝、钢绞线、各种形式的锚具以及各种张拉设备的生产系列化、规模化，再加上各专业生产厂的相继建立使得竞争加剧，预应力技术水平得到了极好的发展基础，得以广泛运用于公路桥梁建设方面。

1公路桥梁预应力施工技术的应用范围

1.1应用到受弯构件中

因为碳纤维的强度比较高，加上施工操作流程简单，所以施工人员经常选择碳纤维片材作为混凝土受弯构件的加固方法。一般受弯构件在加固前其内部结构里面就存在着初始内力，而混凝土本身便含有压应变以及拉应变，所以一旦受到压力影响区域的混凝土自身的压应变升到一个最高极限值时，就会使受弯构件的承载力升到极限。

1.2应用到工程的加固施工中

道路桥梁施工过程中一定要采取必要的加固措施，也就是要對构件采取补强措施，并且要尽量的改善桥梁的结构性能，从而恢复或者将现有桥梁的承载能力提高，使得桥梁的寿命得到延长，并能满足现代交通运输的需要。而对桥梁构件还需要采取一定的卸载措施，目的是为了把桥梁加固施工时混凝土所具有的初始应变减小。这个时候可以提前对桥梁构件增加一定的预应力，并使得受压区能够产生一定的拉应力，当受拉区形成一定的压应力就会使得构件的拉应变以及压应变减小，即便这个时候构件的承载力达到极限还会促使其应变增加，并能起到加固钢筋应力的作用，这样加固钢筋所起的作用便能得到充分发挥。

1.3应用到多跨连续梁桥梁施工中

多跨连续梁分为两种，一是正弯矩区，这是指跨中区的桥梁；二是负弯矩区，通常是指支座区域。如果梁的抗弯载力以及抗剪承载力不能满足施工规定的要求，就需要施工人员采取一定的加固措施进行处理。如果跨中正弯曲的抗弯承载力难以满足施工规范规定的要求时，就需要采取必要的粘贴碳纤维加固措施，尽管施工操作流程比较简单，但是形成的主要原因还是没有解决好加纵筋锚固问题。

2公路桥梁预应力技术施工工艺

2.1支架布置

支架的施工顺序为：基础处理-按间距、步距放样布设-支架安装。安装时从桥梁的纵向一端向另一端进行，水平杆由下向上进行。支架搭设时应与桥梁墩身联结，确保支架的整体稳定。施工过程中加强对支架的观测，要有详细的记录，并对观测数据进行详细分析，特别是数据有突变时，要认真对待，仔细分析，必要时进行重新验算。

2.2模板的制作及安装

模板的制作对于箱梁的性能有重要决定作用，箱梁在线型和无缝性等方面的表现很大程度上取决于模板。因此，模板的制作及安置就需要遵循一定的技术性要求。一般来说，高架桥的底模采用分块拼装的形式而且材料宜选用高强度的覆膜竹胶板。拼装工作通常是直接在支架上满铺，这样可以减少拼接过程中缝隙的数量。在模板安装的过程中，模板的线性控制对于工艺质量有重要影响，为此，木板之间链接通常会采用楔口咬合联结的形式，采取这种形式的好处就在于能够防止浇筑过程中的模板变形和漏浆，从而保证箱梁在拆模以后仍然能够顺直而均匀。

2.3波纹管的连接与安装

两段同型号波纹管在进行连接时需要使用大一号的同型产品作为接头管，且接头长短需要控制在300毫米以内，这样方可承受住混凝土的压力从而防止波纹管接缝处发生漏浆现象。波纹管在连接好以后需要在箱梁模板底部安装。在安装过程中，应该以箱梁底模板为基准，并根据预应力筋曲线确定管底坐标。在箍筋上标上不同坐标点的高度和曲线位置以后，用间距50cm的φ12的定位钢筋将波纹管牢固固定于钢筋骨架上。在这个过程中，需要注意的细节是：避免挤压、过度弯曲和电焊火花烧穿波纹管。安装完毕以后，必须进行细致检查，以确保波纹管的安装符合工艺要求并且接头完好、固定牢靠、管壁无开裂。另外，针对孔道较长的波纹管，还需要在一些特定部位设排气孔以保障注浆的均匀性。

2.4预应力束的制作与安装

1）预应力束的制作

钢铰线进场时，经抽检送验合格后方可使用。钢铰线束的下料长度要综合考虑设计的孔道长度、锚夹具厚度、工具锚厚度、千斤顶长度、长度富余量、安装穿束器等。切断时必需采用砂轮切割机，切口要平齐、丝头不散，严禁电（气）焊切割。

2）穿束方法

钢绞线穿束可分为整束穿和单根穿，连续梁钢绞线束一般采用整束穿，穿束工作一般由人工和卷扬机相互配合完成。直线束、短束一般采用人穿束；对于特长束、特重束、曲线束一般采用卷扬机。一般先用单根钢丝穿入波纹管，然后通过钢丝将卷扬机钢丝绳拖入波纹管。穿入速度一般控制在5～10m/min。在预应力钢材布置完后，必须做好电（气）焊等用电设备的使用防护工作，防止电弧或火花造成预应力钢材强度变低。

2.5张拉控制

由于实际的管道摩阻、锚口及喇叭口摩阻与设计并不完全相符，可根据摩阻试验得到相关系数计算调整张拉力。但预应力值超过设计值过多时，其抗裂度随之升高，致使预应力筋在承受使用荷载时处于过高的应力状态，时间一长很容易产生应力裂纹，严重危害结构的使用安全。

1）张拉前机具的检查及校验

张拉前需保证油泵油量充足，保持千斤顶与油泵以及高压油管两端连接器的清洁无杂物，确认千斤顶及油泵无漏油现象。由于张拉装置存在内摩擦，压力表显示的张拉力值与设计值必然会存在误差，因此千斤顶及压力表在使用前需要进行配套标定。张拉要用精密压力表（精度0.4级），检定周期为每周一次，千斤顶检定周期不得超过六个月且不超过200次张拉作业。

2）孔道摩阻系数的实测

预应力筋的设计张拉控制力一般指的是锚下控制力，它包括了预计的预应力损失值，但不包括锚头摩阻损失。因此在进行预应力张拉施工时，实际张拉控制应力必须加上锚头摩阻损失。针对锚头及孔道的摩阻损失应请具有资质的检测方检测。当实测的孔道摩阻系数与设计摩阻系数存在偏差时，应及时与监理及设计单位联系，以便调整张拉应力及相应的设计伸长量。

3）张拉过程的控制

张拉时一般采用张拉力控制、伸长值做校核进行“双控”。张拉时预应力筋的实际伸长值与理论伸长值的允许偏差为±6%。预应力筋张拉顺序要严格按照设计要求进行，当设计无具体要求时，应按规范给出的先纵向、再竖向、后横向的顺序进行预应力的张拉，且保证竖向和横向预应力筋张拉滞后纵向预应力筋张拉不大于三个悬浇梁段。张拉施工要满足混凝土的强度和龄期要求，防止混凝土初始弹性模量不足，引起桥梁内部应力增大。

3.结束语

预应力结构和技术在我国公路桥梁中得到了快速发展和广泛应用，在实际施工中，我们应当注意按照规范施工，采用合适的张拉工艺，保证孔道和锚具的质量，避免工程出现质量问题，同时，应该进一步加强对预应力技术的完善和改进工作。

【参考文献】

[1]赖海宁，郑满生.公路桥梁施工中预应力技术分析[J].中国城市经济.2011

[2]何海良.简析预应力在公路桥梁施工中的有效应用[J].城市建设理论研究，2012