公路桥梁预应力施工技术探究

谈　潭（马鞍山路桥工程有限公司，安徽 马鞍山 243000）



公路桥梁预应力施工技术探究

谈潭（马鞍山路桥工程有限公司，安徽 马鞍山 243000）

随着社会与经济的不断发展，我国各行业也进入了高速发展时期，其中包括我国的公路交通事业，但是由于国家对公路工程的建设要求不断的提升，公路交通的发展需要不断的引进新型技术以及施工工艺，在引进新技术的过程中，预应力作为优点较多的技术得到了广泛的应用。本文主要阐述预应力在公路桥梁施工中的应用，其次提出公路桥梁预应力技术存在的主要问题，通过对问题的分析进一步提出相应的解决措施，希望能为提高公路桥梁施工中预应力技术的应用提供一定的参考。

公路桥梁；预应力技术；应用技术

在进行公路桥梁的施工改革的过程中，预应力技术起到了极大的推动作用，预应力技术在我国公路桥梁施工当中的应用已经较为普遍，并且拥有着传统技术所不具备的优点，主要包括打破了传统技术分体化的弊端以及大工程量的施工模式等等，除此之外，预应力技术能够有效的节约施工材料、减少工程的施工周期，在此基础上减少工程的成本，提升企业的经济效益，有效促进企业的长期稳定发展。

1　预应力施工技术的特点

预应力施工技术，主要应用于混凝土结构。混凝土的材料特性决定其先天上对抗荷载拉应力不足，而预应力混凝土通过钢绞线或其它高强度类钢索提供的结构两端压应力可以大幅度的抵抗和消除构件各部位弯距产生的拉应力，使其整体结构具有良好的抗裂、抗渗、抗剪及抗疲劳性，同时具有强度高、刚度大、耐久性好、减少截面尺寸、降低结构自重、既美观又能融合周边环境的特点，适用范围广泛。具体操作为：在混凝土结构承受荷载之前，预先对其施加一定的压力，使其能够在外荷载的作用下，使受拉区混凝土内部的产生相应的压应力，从而抵消或者是削减外荷载对其产生的拉应力，这样的操作可以使得结构在正常使用的情况下不产生裂缝，或者能够保证其较晚的产生裂缝，影响施工的顺利进行。现阶段从我国的发展情况来看，可以将预应力技术分为体外预应力结构和体内预应力结构两种，其中体外预应力结构主要作用于混凝土的结构外部，预应力筋布置于板体外部，仅在锚固区和转向块处相连，其应力受结构整体变形的影响，相对于结构，体外筋（索）是单独构件，设计时应考虑与板体的共振作用。体外预应力结构混凝土浇筑方便，也减少了施工中预应力摩擦损失，能很好地维护和加固混凝土的结构，但目前在我国实际应用较少；体内预应力结构主要作用于混凝土的结构内部，与结构完全粘结，即在结构的任何部位，混凝土的受力变形与预应力筋的应力都是互相协调的。内部预应力筋与混凝土作为整体结构存在，非单独构件，体内预应力结构在一般的施工中都有着广泛的应用。在公路的桥梁工程当中，应用预应力施工技术，不仅可以对桥梁材料的性能进行全方位充分的挖掘，以此使得桥梁的内部微观结构产生一定的变化，还能够使各个组件及早的适应压力，从而有效的提升桥梁的稳定性以及刚性。除此之外，由于预应力施工技术简单便捷，因此可以有效的节约在实际的桥梁施工的过程中对于材料的应用，在此基础上可以有效的降低施工成本，提升企业的经济效益，对于现代的公路桥梁的施工有着重要的意义（图1）。

2　预应力在公路桥梁施工中的实际应用

（1）预应力钢绞线的选择：现阶段我国对于预应力钢绞线的选择主要以预应力的钢筋、冷拉钢丝以及低松弛钢绞线为主，其中的低松弛钢绞线具有经济便捷、外形美观等优点，因此得到了施工企业的青睐，在大型建筑的运用上得到了很好的普及。在进行预应力钢绞线选择的过程中，一定要针对实际状况进行标准的审核工作，主要需参考的性能参数有几何参数、表面状态、松散性、抗拉强度、条件屈服应力、松弛、屈强比、弹性模量和延伸率等等。由于使用预应力钢绞线能够有效的节省工程的材料，因此其社会效益也在使用当中得到了展现。

图1　公路前两中预应力技术应用示意图

（2）预应力锚具选择：机械锚固与摩阻锚固是进行预应力锚具选择时所应考虑的两个重要方面。机械锚固，其主要是指在预应力钢材的端部进行相应的机械加工，使之形成合适的锚碇工作条件，并且在此基础上对其加以锚固；摩阻锚固，其主要是指利用一定的技术形成锚旋作用，将预应力钢材之间的衔接变得更加紧密，这种品种的应用得到了一定的普及，但是由于过程复杂，因此不能做到高效便捷。

（3）预应力效应分析：预应力效应分析在预应力混凝土施工实践中具有重要的作用，在进行预应力筋以及锚具、体系等的设计时都要建立在详细的预应力分析的基础之上。具体的操作为，首先假定预应力钢筋的分布图，然后通过应力分析来调查其能够承受的力量极限，及时的做出调整使钢筋的分布能够满足施工要求。

3　公路桥梁施工中预应力技术存在的问题

（1）预应力张拉的时间问题：对于提升混凝土的预应力强度有着多种方法，但是近些年使用最为频繁的方法是向混凝土中添加早强剂，在张拉后等待混凝土强度的提升。但是这种方法存在着较为明显的问题就是对于张拉时间的掌握，如果混凝土的强度增加的过快，会导致弹性模量的增加变的极为缓慢，这种方法会导致桥梁的承载能力不足，降低公路桥梁工程的质量，使工程出现较大的损失。综上所述，向混凝土中添加早强剂的做法存在着严重的不足，并不能有效的达到要求的标准，同时早强剂掺量及拌合均匀性在实际施工中也很难做到有效控制。

（2）预应力钢筋管道堵塞问题：预应力钢筋管道的堵塞问题对预应力的张拉效果有着明显的影响，因此，在实际的施工过程中，不论是由于施工人员的专业技术不足，还是保护措施没有做好，都有很大的几率造成预应力钢筋的管道出现堵塞的现象，如混凝土浇筑振捣力度过大导致管道破损，混凝土渗入管道内等，使张拉预应力的钢筋不能够顺利的通过，从而预应力钢筋的实际伸长值与理论值出现较大差别，给公路桥梁的施工带来一定的影响。解决管道堵塞可采用穿塑胶芯棒的方式，即在管道就位后混凝土浇筑前，在管道内插入直径稍小于管道直径的定制塑胶棒，穿预应筋前抽出，避免管道堵塞。

（3）预应力张拉力超张拉或张拉力不足的问题：由于各项材料和张拉机具参数不准确及预应力损失等，可能存在张拉力不足或超张现象发生，因此在张拉前严格实施混凝土强度、弹性模量、混凝土龄期“三控”，张拉中严格实施张拉应力、应变、时间“三控”。

（4）路面收缩徐变过大问题：在公路桥梁的预应力施工的实际过程当中，由于混凝土路面的收缩徐变过大，会引起的预应力损失，从而导致工程质量下降，因此，在预应力施工当中不能够过多的使用外加剂来增加和易性，相应的，应当尽量采用强度高、水灰比小的混凝土来增强其和易性，并严禁浇筑过程中的二次拌合，通过高质量的收缩与低徐变量来控制公路桥梁工程的质量。

4　做好公路桥梁预应力技术施工的策略探讨

（1）预应力张拉设备的质量控制策略：预应力的张拉作业在很大程度上要依靠张拉设备，因此千斤顶等张拉设备对于张拉作业有着极为重要的作用，是进行张拉作业的核心。在施加预应力之前，务必要对张拉设备进行仔细的核查以防止操作过程中出现问题，具体的操作过程为：千斤顶及配套的油泵和油压表一起核查，核查时千斤顶的活塞运行方向要与实际张拉作业的状态相一致，当千斤顶使用超过半年或次数超过200次或检修后或在使用过程中出现不正常现象，必须要再次进行校核工作。根据钢绞线、锚具等材料的实测指标及千斤顶、油表等的配套校验结果，编制预应力张拉计算书，实际操作中以计算书为依据控制应力增加，张拉结束后以预应力筋伸长值进行校核，检查张拉过程是否符合要求。

图2　公路桥梁预应力技术实际施工图

（2）防止预应力损失过大：①由于有的施工人员缺乏施工经验，因此在实际的施工当中行为不够规范，这种情况的产生就致使实际施工情况会与原估算的应力损失的施工情况不完全相符，导致其出现偏差，使实际预应力损失大于原估算值。加强预应力材料检验和各工序的质量控制。严格的按照有关的规范组织进行施工，避免出现因预应力材料不合格或者施工行为不规范而造成预应力损失过大。②预应力管道摩阻和锚口摩阻力造成预应力损失，管道摩阻力主要是由于预应力筋与管道壁接触并沿其滑动产生的摩擦阻力，曲线筋表现更为明显，加之预应力筋因自重引起的自然下垂及施工震动的影响都会产生管道摩阻力。锚口摩阻主要是由于锚具、锚垫板等锚头部位的摩擦力损失，也需要给予足够重视，因此在张拉前应通过详细计算，施工中严格控制，减少管道及锚口摩阻力对结构张拉的影响。③控制梁体混凝土龄期，规定龄期须达到10d或混凝土强度不低于设计值75%以上方可张拉，以便减少混凝土收缩和徐变引起的预应力损失的现象。

（3）验收阶段的技术管理策略：对于公路桥梁工程的验收，要实行最为严格的控制标准，不仅要求对公路桥梁的整个施工过程进行验收，还要对施工单位所提供的资料进行整理和分析。在实际的分析过程当中，要求相关的验收人员严格按照国家标准进行分析，具体所需要分析与鉴定的项目包括材料以及半成品和质量检验结果、材料配比和试验数据、施工地基处理和隐蔽工程施工记录以及公路桥梁的施工过程中所遇到的所有非正常情况等等。

5　结束语

综上所述，虽然预应力技术经过几代人的研究与创新已经较为成熟，但是在实际运用中仍然存在着很多的不足，因此要对出现的问题进行深入的研究以找到实际的解决办法，使预应力技术不断的改进，发挥其最好的效用。本文主要阐述预应力在公路桥梁施工中的应用，其次提出公路桥梁预应力技术存在的主要问题，通过对问题的分析进一步提出相应的解决措施，希望能为提高公路桥梁施工中预应力技术的应用提供一定的参考。

［1］周志祥，任 超，彭兴国，范 亮.预应力混凝土空心板桥纵向裂缝分析［J］.重庆交通学院学报，2005（02）.

［2］刘刚伟.公路桥梁施工中预应力技术措施探讨［J］.科技创新导报，2010（21）.

［3］张 静.公路桥梁橡胶支座的使用寿命与应用［J］.交通标准化，2011 （02）.

谈潭（1980-），男，毕业于安徽大学（交通分校），从事路桥施工专业，目前担任项目经理职务。

U445.57

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2095-2066（2016）09-0213-02

2016-3-8