预应力技术在公路桥梁工程中的应用

陈铁利

摘 要：众所周知，预应力技术在公路桥梁中应用的范围越来越广泛。预应力体系的工作情况直接关系到预应力桥梁的总体质量，加上此技术大多数都是应用于大跨度的桥梁施工中，因此必须加强施工中预应力相关工序的科学管控。

关键词：预应力技术；公路桥梁工程；质量控制

从大量的调查结果来看，当前我国有很多公路桥梁都存在着预应力构件裂纹这一病害现象。预应力构件尤其是预应力梁板开裂严重影响了桥梁的外观质量和结构受力，大大的降低了桥梁的使用寿命，对桥梁的整体质量危害较大。然而桥梁预应力施工过程中很多原因都有可能导致预应力构件裂缝病害的发生。如何在预应力施工过程中进行科学的管理控制，消除构件的裂纹病害，我们应当进行多方面的分析，逐步加以解决。

1 浅析预应力技术

预应力技术是在结构构件受外力荷载作用前，通过张拉设备对构件施加一定压力而产生预应力状态以抵消和降低外荷载产生的拉应力，最终提高构件的承载能力的一种新技术。预应力技术在桥梁施工中应用是指：通过张拉锚固设备在桥梁构件中产生预应力，将其外荷载产生的拉应力进行有效降低或消除，提高了构件承载能力，从而提高路桥工程质量并增强了工程结构物的耐久性。因预应力构件所选用的钢材及混凝土都具有较高的强度，能大大提高预应力混凝土的抗拉裂能力，进而可以在一定程度上缩小结构断面、减少了构件材料的使用。预应力技术在路桥施工中的应用，提高了工程质量、降低了工程造价、并能延长建筑产品的使用寿命。

2 目前公路桥梁预应力梁板病害裂缝产生的原因

调查显示，公路桥梁预应力梁板病害裂缝和产生原因主要有以下几种：

先张法梁板的裂缝主要为梁板端部预应力筋附近的星形发射状裂缝，其形成原因有：（1）梁板混凝土强度未达到放张强度，梁端预应力筋周围应力集中导致混凝土破坏；（2）预应力筋定位不准确与设计位置偏差大（3）放张操作不规范（如速度过快、顺序错误等）使预应力施加不均匀，局部应力集中破坏混凝土。

后张法梁板的裂缝主要为锚后混凝土裂缝及顶板、底板的裂缝。造成锚后混凝土裂缝除张拉操作不规范外主要原因是锚后混凝土强度低。振捣不充分、混凝土骨料粒径大、锚后钢筋密集使锚后混凝土骨料离析、或模板密封不好导致漏浆造成“蜂窝”现象、混凝土龄期不够等现象均能降低锚后混凝土强度，此外不按设计设置螺旋筋也易造成应力得不到有效扩散，从而造成锚后混凝土拉裂。造成梁板的顶、底板的裂缝主要原因有：（1）铺设底（芯）模未按要求设置反拱，使梁板局部几何尺寸偏差较大，混凝土保护层厚度不符合设计要求。（2）预应力管道安装位置不准确使保护层厚度不符合设计，张拉预应力筋时极易造成应力集中裂缝，或在后续孔道注浆造成开裂。（3）拆除底（芯）模板作业不规范，如拆模时间早，拆模顺序错误等使梁板产生内应力导致应力裂缝。（4）梁板混凝土浇筑后不按要求养护，由于温差和干缩造成的梁体裂缝。

3 如何有效控制公路桥梁施工中预应力工艺的施工质量

3.1 施工中要提高对预应力工艺的重视

在公路桥梁的预应力施工期间，根据各个工序的质量控制要求必须采取科学而具有针对性的手段，只有这样方可保证公路桥梁预应力构件的施工质量，从而实现对整个桥梁工程质量的控制，这主要体现在对施工质量控制方面。

3.2 施工前的质量控制

为了控制公路桥梁构件的质量，消除病害影响。在正式施工之前必须理解施工图纸，了解设计意图。制定严格、规范、有针对性、有实际指导意义的预应力施工方案，并按照审核通过的施工方案进行周密的施工准备工作。众所周知，预应力施工往往需要操作人员具备很高的专业素质，所以施工单位应该选用一批具有高技能水平，有丰富施工经验的人员经培训考核后组成专业预应力施工队伍。

3.3 完善施工过程中的管理

这是直接影响工程质量的关键性环节，所以施工单位对其应加以足够的重视。要做好这项工作，要在工序流程中实时控制人员操作的规范性、材料的有效应用、机械设备合理使用。专业的人员，按操作规程将符合要求的预应力筋，按照图纸要求，准确牢固的固定在预制梁的相应位置上，在后续的支立模板和浇筑混凝土过程中，确保预应力筋完好、位置准确，并在梁体混凝土强度达到设计要求时进行规范的放张（先张法）和张拉（后张法）作业，并尽早按设计要求进行预应力孔道注浆和封锚。只有这样才能使预应力构件最大限度的发挥出预应力的应有作用，得到合格的预应力构件，同时从根本上避免因为预应力施工不规范所引发桥梁构件裂缝。加强对预应力技术的工艺控制和管理，可以在很大程度上实现对整个公路桥梁的施工质量的有效控制。在施工过程中尤其应注意以下几点：（1）进行张拉作业的人员必须经过考核后持证上岗。张拉使用的千斤顶和油泵等张拉设备必须状态完好，并且按规定定期到有资质的机构校验。预应力筋及锚具夹片等相关材料必须符合相关规范及设计要求。（2）预应力筋定位必须准确、牢固、符合规范要求，在与其相关的施工工序中必须重视预应力钢筋及锚具的位置、型号、数量，不能出现构件中预应力材料被遗漏、损伤和破坏的现象。（3）预应力构件混凝土浇筑后要加强养护工作，这不仅有利于构件强度的增长还有利于避免由内外温差和干缩造成的构件裂纹。（4）预应力筋的张拉力和伸长值必须通过对施工中使用的材料和设备进行试验取得的参数进行校正计算。预应力张拉过程中必须做到对张拉力和预应力筋伸张值的“双控”。确保预应力有效施加的同时预应力钢筋的伸长值也在设计要求及相关规范要求的范围内，从而使构件符合设计受力状态。（5）采用后张法的构件为避免预应力孔道进入杂物或出现漏浆现象导致堵塞孔道，必须在构件混凝土浇筑前严密封堵每个孔道接口连接处及外露的孔道口，若有必要应在构件混凝土初凝前以高压水冲洗管道。（6）构件预应力筋在张拉后的外露部分应按相关规范进行切除，外露的长度符合设计和规范要求。后张法构件在张拉后按规范及时进行管道注浆。注浆前按规定对孔道内杂物，积水进行吹扫。构件在孔道内浆液未达到吊装强度时严禁移动，同时在气温较低的季节务必保持已注浆构件的温度在5℃以上不少于48h，否则采取保温措施。

4 结语

在我国当前公路桥梁施工过程中预应力技术应用范围不断扩大，我们必须加强预应力施工技术管理。这不仅关系到预应力构件施工质量能否达到设计和规范要求，更是直接影响到整座桥梁的施工质量，甚至关系到人民的生命财产安全。因此，施工人员在施工过程中一定要把握好每一个细节，从各个方面和各个角度强化对预应力施工的质量控制，为打造优质的桥梁工程做出应有的贡献。

参考文献

[1] 马小军.公路桥梁施工中预应力技术施工工艺与质量控制探析[J].科技传播，2014（10）.

[2] 刘哲.公路桥梁施工中预应力技术施工[J].中国科技博览，2012（16）.