公路桥梁施工中预应力的应用

余海

摘要：本文从公路桥梁预应力技术的概念及作用着手，首先介绍公路桥梁预应力技术的应用工况，进一步明确公路桥梁预应力施工工艺，继而通过工程实例介绍公路桥梁预应力施工部分的质量控制标准，以期为同类工程项目提供可参照的技术资料。

Abstract： Starting with the concept and function of prestressed technology of the highway bridge， this paper firstly introduces the application conditions of prestressed technology of the highway bridge， and further clarifies the prestressed construction technology， and then introduces the quality control standard of the prestressed construction part of the highway bridge through the engineering example， to provide technical data reference for similar engineering projects.

关键词：公路桥梁施工；预应力；应用；存在的问题

Key words： highway bridge construction；prestress；application；existing problems

中图分类号：U445 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）02-0121-03

0 引言

随着城市公路桥梁工程量的增加，预应力技术也在工程当中得到了更多的应用。在公路桥梁工程中，通过预应力技术的应用，能够在对工程混凝土承载力有效提升的情况下提升工程质量，具有较高的应用价值。而在具体应用中，还经常出现一定的问题，需要以针对性措施予以解决。

本文从公路桥梁预应力技术的概念及作用着手，首先介绍公路桥梁预应力技术的应用工况，进一步明确公路桥梁预应力施工工艺，继而通过工程实例介绍公路桥梁预应力施工部分的质量控制标准，以期为同类工程项目提供可参照的技术资料。

1 公路桥梁预应力技术应用理论探讨

1.1 预应力的概念及作用

所谓预应力技术，即为了对结构在施工当中避免混凝土过早出现裂缝而在施工过程中对构件施加一定压应力，即对构件先施加一个其即将受到承载的相反作用力，通过该力的施加抵消其应用当中受到荷载拉应力，不仅有效的消除对结构荷载，且能够有效提升构件的耐久性、抗裂性、强度以及刚度，在对弹性变形、谐振情况有效改善的基础上实现整体桥梁施工质量的提升。在具体施工中，预应力在以下方面具有较多的应用。

1.2 公路桥梁预应力技术的应用工况

1.2.1 公路桥梁结构

钢筋混凝土是现今公路桥梁施工当中的重要结构，在该结构施工中，裂缝是经常发生的问题，可以说是钢筋混凝土工程中较为普遍的问题类型。对于道路桥梁而言，其正是由大量钢筋混凝土形成的结构载体，也经常发生裂缝情况。此时，通过在钢筋混凝土结构施工中预应力的施加，则能够避免构件以及结构发生早期裂缝，在对构件使用寿命进行延长的情况下获得较好的预防效果。在该方式中，即桥梁结构构件加载之前，先向桥梁受拉部位施加一定的压力，在该范围当中张拉钢绞线以及钢筋，之后根据钢筋自身所具有的回缩力使构件以及混凝土结构在受到外部荷载时对受拉区压力进行抵消。通过该种方式的应用，则能够对混凝土结构形成的拉伸情况进行减少，避免裂缝的发生。

1.2.2 碳纤维片应用

目前，我国公路桥梁正向着大跨度的方向发展，构件在受弯力方面具有较高的要求。在该种情况下，则要求受弯构件以及结构为大型混凝土T型梁。而在现今公路桥梁工程中，其钢筋混凝土梁受压部位压应力以及受拉部位的拉应力都较大，为了能够使桥梁相关构件以及结构能够对受弯方面的需求进行满足，往往需要较高的施工成本。而通过碳纤维粘贴方式的应用，在对混凝土梁进行加固的情况下则能够实现碳纤维自身强度的充分应用，同时其施工工艺较为简单，具有较高应用价值。而通过预应力同碳纤维片间的结合，则能够在使其特性获得充分发挥的情况下获得更好的混凝土梁性能。

1.2.3 混凝土路面应用

在路面施工中也具有预应力的应用，这也可以说是一种较新的技术类型。在该路面中，即在路面施工前对预应力进行预先施加，同普通混凝土路面相比，该路面具有接缝少以及路面板块长度大的特征，能够有效提升路面的行车舒适性。应用原理方面，路面预应力应用同桥梁结构方面基本一致，即通过对预应力钢筋的配置实现混凝土路面的约束，以此避免早期裂缝发生。在实际施工当中，要想获得更好的施工效果。就需要能够做好前期的调研，在做好路面交通符合深入分析的基础上对湿度、温度等可能使混凝土出现板底摩擦约束的因素做好分析，以此使路面施工具有更为合理、科学的特征，而在该基础上对适当纵向预应力的施加，也能够避免路面出现纵向收缩问题。

1.2.4 公路桥梁加固

加固措施方面，通常通过对桥梁构件强度进行提升、对桥梁结构性能进行改变的方式使桥梁具有更高的承载能力，以此达成对公路桥梁进行加固的目标。在具体施工当中，主要的方式有体外预应力加固以及对构件预应力进行改变的方式。其中，对构件预应力进行改变，即需要对桥梁构件的预应力进行增加，在使构件具有更高承载性能的基础上使其具有更大的应变力，进而实现对公路桥梁进行加固的目标。体外预应力加固则是后张预应力中的一种方式，为无黏结预应力。在该方式当中，经常会对具有较大强度的型钢或者钢筋进行应用，如果不能够以预应力构件改变方式加固，则需要在目标加固构件体外加一根拉杆，通过其加固作用实现构件承载力的提升，且能够在实现截面刚度提升的情况下提升构件截面抗裂性。

2 公路桥梁预应力施工流程

目前较常见的公路桥梁预应力施工工艺有两种，一是现浇预应力施工工艺，另一种是后张法预应力施工工艺。鉴于文章篇幅，此处只总结现浇预应力施工工艺（见图1）。在实际施工中可在图1所示工艺流程的基础上进行微调，以满足不同工况的施工要求。

3 公路桥梁预应力施工常见问题及解决对策

3.1 预应力管道堵塞

问题：在道路桥梁施工中，如果在混凝土浇筑环节中没有做好处理、存在野蛮施工情况，或者没有做好相关的跟进以及保护，都可能使钢筋管道因此出现堵塞现象，并因此使后续穿预应力钢筋环节不能够较好通过，即使能够通过，也会对张拉效果产生影响。在具体张拉当中，预应力钢筋伸长长度同理论长度相比将具有较大的出入，并因此影响到桥梁施工成本以及工期，为施工活动的开展带来了一定的麻烦。

对策：钢筋管道堵塞问题的存在，将对工程质量产生非常大的影响。为了避免该问题发生，就需要做好施工规范要求，保证在施工当中能够严格按照相关规范做好管道的安装处理，即在施工前做好管道的定位工作，并通过相关措施的应用避免其发生弯曲情况，避免松动以及扭曲现象的发生。在混凝土浇筑环节，要做好现场的管控监理，避免出现野蛮施工情况，做好抽芯时间的控制，避免在混凝土没有达到足够强度的情况抽芯，以此避免没有做好抽芯时间把握、而将橡胶管拔断的问题发生。

3.2 预应力张拉控制问题

问题：由于我国预应力技术应用时间相对较晚，在我国道路桥梁施工中，则存在较多的不规范行为，其中，张拉控制环节的不规范可以说是经常出现的问题类型。在张拉控制计量工作中，很多工程都按照1.5级油压进行计量，并因此导致较大误差的出现，且在部分工程中，存在还没有做好千斤顶该设备计量就投入张拉的情况。同时，工作人员也是导致该问题出现的重要因素，这部分人员由于没有受到专业的培训以及教育，仅仅为临时聘用，则会因技术以及意识方面问题的存在忽高忽低、每一束张拉力各不相同的情况，并因此对整个结构施工质量产生较大的负面影响。

对策：为了避免张拉环节中因不严谨、不规范问题的存在影响施工高质量，就需要能够积极做好张拉环节施工的规范处理，通过科学制度以及技术规范的制定保证施工的专业性以及科学性。在工程建设中，人员可以说是非常重要的主体，人员的技术水平和质量意识将直接作用于工程质量。对此，就需要施工单位严格做好人员控制，在召集人员时做好入场培训和技术考核。在开展施工活动时也需要能够做好技术交底，保证工作人员能够做好不同施工细节的把握，以此避免不规范问题的发生。

3.3 收缩徐变问题

问题：在道路桥梁预应力技术应用中，经常会因为混凝土路面具有较大的徐变、收缩情况而使预应力产生损失。该种情况的出现，无论是对工程的安全还是质量水平都是一种较大的影响，很可能因此导致严重后果发生。

对策：为了避免收缩徐变过大问题出现，在我国道路桥梁预应力施工当中，要避免以其他外加剂的方式对混凝土和易性进行增加，这可以说是较为不可取的一种方式。为了避免问题出现，可以尽可能选择具有较小水灰比、较大强度的混凝土材料施工，在这部分混凝土材料当中，通过自身徐变以及收缩，则能够有效避免问题的发生。

3.4 孔道压浆问题

问题：在预应力技术应用当中，通过孔道压浆技术的应用，则能够实现构件同钢筋材料的同时工作，以此保证钢筋具有较好的工作性能。而在该技术实际应用当中，也经常会存在较多的问题发生，如管道压浆不满、不实以及渗漏问题等。该种问题之所以存在，主要是很多施工单位在施工中对该工序缺少重视导致的，而从总体角度看来，其在浆体配比以及孔位置预留方面也存在一定的问题。

对策：为了避免孔道压浆过程中出现不实以及渗漏的问题，就需要从浆体材料的配置环节入手，通过外加剂方式的应用降低水灰比，以此使浆液压实度能够得到保证。同时，施工方需要做好搅拌设备的选择应用，通过对搅拌速度的加快以及规范化操作的积极开展保障孔道压浆工作质量。

4 工程实例

4.1 工程概况

XX西南跨渠公路桥为3跨25+30+25m预应力工型组合梁桥，简支梁上部结构型式均为：预应力T型梁和预应力箱梁，均采用三跨布置，单跨25-35m。桥墩采用桩柱式结构。桩柱式桥墩桩基直径为150cm，墩柱直径为150cm。桩基为端承桩，最大桩深为40m，墩柱高度为8.5m。

为保证大型桥梁的制作质量，本合同段拟在施工营地二设置大型预制场一个，各桥桥工型组合梁梁体在该预制场内预制，预制场内布置10个预应力梁预制台座。模板均采用可拼装式大块整体钢模。砼由营地二的拌和站拌和，龙门吊配合浇注。预应力梁待砼达到设计张拉强度且模板拆除后进行张拉、注浆，封堵。最后采用龙门吊装车运输，架桥机吊梁安装。桥面板待砼达到设计强度后按施工进度安装施工。

4.2 预应力施工质量控制标准

4.2.1 预应力预制梁质量控制标准

跨渠桥预制梁/板在统一设置的预制场集中预制，安装时用平板车运输至工地现场进行安放施工。预应力预制/板工艺标准见表1。

4.2.2 预应力束滑丝、断丝数目控制标准

在预应力张拉过程中，如果施工控制不严格，极易出现预应力筋断丝、滑丝等问题，对于这两项质量问题，必须严格按表2进行质量检查，以防滑丝、断丝数目超出控制标准而影响整个工程的质量。

4.3 预应力施工中的堵管问题

在预应力施工中，孔道被混凝土灰浆堵塞，使预应力钢材无法穿过。

大多数堵管事故都是在对箱梁混凝土浇筑时，由于振捣棒对波纹管造成损伤，导致砂浆在流入波纹管后造成波纹管堵塞。同时由于在混凝土箱梁浇筑之前对钢绞线进行穿入，如果没有对堵塞点做好处理，则将对孔道的预应力张拉产生较大的影响。针对本工程中的堵管问题，施工部主要采取了以下对策：

首先按照以下方式对堵塞点位置进行简单的判定：

第一，张拉程度。在0至15%σ情况下，记录千斤顶引伸量为a；15至30%σ情况下，千斤顶引伸量为b；30至103%σ情况下，记录其引伸量为c，在维持103%σ状态下5min之后进行锚固；

第二，伸长量确定。对于钢束伸长量来说，其公式为b+c-2a，对于该公式来说，其是建立在同一钢束伸长量同钢束平均张拉力成正比的情况下。通过该式的应用，则能够推出在钢束两端水泥浆堵管情况发生时的位置，即在对A端张拉其伸长量同B伸长量间存在差异情况时，A端伸长量为a，而B端则为b，钢丝束下料长度为L。此时堵管同A端的距离则为X=a×L/（a+b）。而考虑到理论摩阻力同实际摩阻力间的差异，即实际摩阻力要偏大，对此，在通过公式进行计算之后则可以确定被堵塞点在稍后的位置。在计算完成之后，将箱梁顶起弯点处的空压器与预留的出浆口连接进行送气，在与冲击电钻配合使用的同时在波纹管处钻眼。在经过处理和一系列质量检测后，管道是一个透气的状态，表明堵塞情况得到了很好的解决。

5 结束语

可以说，在我国现今大力开展道路桥梁建设的情况下，预应力技术也具有着更为广泛的应用前景。在上文中，我们对公路桥梁施工中预应力的应用及存在的问题进行了一定的研究，需要施工方在预应力技术应用当中能够做好把握，在避免问题出现的同时保障施工质量。

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