公路桥梁施工中预应力技术的应用探究

赵世清

摘 要：本文以公路混凝土桥梁预应力施工中应力检测方式的应用为入手点，阐述了公路混凝土桥梁预应力施工中应力检测方式应用机理。以具体公路桥梁施工工程及公路混凝土桥梁施工为例，利用振弦式应变计，结合振弦式应变计配套读数仪，对公路混凝土桥梁预应力施工中应力检测方式在公路桥梁施工中的典型应用进行了简单的分析。并结合公路混凝土桥梁预应力施工中应力检测结果，探究了公路混凝土桥梁预应力施工中应力检测要点。

关键词：公路桥梁施工;预应力施工应力检测工艺;振弦式应变计;锚固扭矩

引言

预应力桥梁主要是以预应力为主要结构，通过在桥梁中预先施加应力，进行公路桥梁修建的方式。公路施工工程预应力桥梁检测是公路桥梁施工工程结构稳定的主要保障，也是公路桥梁施工工程后续运行的主要依据。因此，在现阶段公路桥梁施工工程运行过程中，为保证预应力施工应力检测工艺实际价值的充分发挥，对预应力施工应力检测工艺在公路桥梁施工中的应用进行适当分析就变得至关重要。

1.公路桥梁施工中预应力施工应用要点分析

1.1 公路桥梁施工选材要点

在公路桥梁施工中，材料是其中非常重要的基础保障部分，因此，在材料选取的过程中，应该提高对材料性能和指标的重视，不仅要保证材料的质量指标、性能可以符合施工的要求，同时还要考虑成本方面的因素。在具体施工中，一般所选用的钢材包括预应力钢筋、钢绞线、以及低松弛型的钢绞线，其中预应力钢筋和预应力钢绞线属于传统材料，而低松弛型钢绞线则属于新型材料，在当今的路桥施工中具有明显的优势，也得到了广泛的应用。在同等条件下，低松弛型钢绞线比预应力筋和预应力钢绞线更加节省材料，并且因为轻便而容易操作，在成本方面的优势十分突出。而预应力筋主要是因为价格低廉的优势。在路桥施工中建议根据施工的实际情况，以及设计方面的要求来选择相应的材料，但首先要保证规格、尺寸等要符合设计要求。另外，对施工工具要进行优化，例如在选择应力锚具的时候，就要首先明确路桥施工的质量标准，并且要明确构件载荷属性等。

1.2 混凝土振捣作业

混凝土是公路桥梁施工的重要组成部分，在实际进行预应力施工过程中，应该严格按照混凝土施工标准来完成振捣工作，在这个期间，应保持振捣棒呈现垂直状态进行作业，并且要保证振捣棒的插入速度，在插入时候不能太慢，而拔出时候不能太快。振捣工作过程中，要实时注意振捣的效果，主要侧重点在防止出现气泡。另外，要做出振捣工作的应急预案，避免产生意外因素来影响振捣工作的进度。

1.3 加固作业

如果想要在公路桥梁施工中，增加和巩固路桥的载荷性能，就必须采取一些必要的加固措施。在加固工作中，一般都会采取优化构件结构的方式，并且补强构件，如此来提高加固作业的质量，提高公路桥梁的稳定性和安全性。并且，通过补强构件的工作，以及对结构性能进行优化可以有效提高路桥的承载能力，进而延长了公路桥梁的寿命。但是在其中应该注意的是，虽然补强构件可以加强桥梁的承载力，但是却可能导致结构内部出现内应力，从而产生不良影响。因此，在进行加固工作过程中，相关的工作人员一般会采取先卸载结构的方式，然后对公路桥梁工程的主体部分进行加固措施，主要是根据在公路桥梁项目施工构件的初始应变来提高稳固的效果，可以说是对其主体施加预应力，作用与混凝土体上，进而促使相应的部分承受压力，从而出现拉力应变的效果，基于这样的原理来提高路桥工程的总体载荷，对工程主体的受力体系进行最大限度的优化。

1.4 受弯构件中的应用

在公路桥梁项目施工中，受弯构件是其中被广泛应用的构件，材料主要是纤维为主，具有很高的强度，并且非常容易操作，很容易运输。并且由于碳纤维受弯构件在载荷方面具有明显的优势，可以解决混凝土载荷在设计方面的需求。但是如果大量采用碳纤维，就无法避免在内部产生结构方面应力的问题，进而导致混凝土产生的初始应力，就会比碳纤维高，如此就会对路桥构件结构产生破坏，也无法发挥出碳纤维应有的性能方面的优势。因此，在进行加固受弯构件的过程中，构件内部就会出现压应变、拉应变两种情况，直接影响到弯矩、剪力，在這种情况下，混凝土受压区，就会产生很大的承受载荷，在最大载荷的受压部位，其抗压强度产生的相关效应，会增强混凝土体内的钢筋屈服强度，并提高工程整体的稳固性，以及提高工程总体的安全性、可靠性。

1.5 预制箱梁施工应用

在实际进行公路桥梁施工的过程中，应该针对于预应力的每个施工环节，以及预应力的每个施工程序，都要进行严格的控制，特别是预应力施工中的箱梁结构施工环节，因为这个环节可以对整个项目的质量产生直接性的影响。首先，应该经过严格的审查，保证在预应力施工过程中，有足够的施工水平，并且，在混凝土施工工作中，应该保证可以持续进行，避免出现中间停工的情况。在实际公路桥梁施工过程中，还应该严格按照施工的工艺标准，以及相关部门的操作规范进行混凝土振捣作业，进而可以避免在振捣的过程中出现漏振、过振的情况和问题，如此，就可以保证箱梁施工的水平，并保证箱梁施工的质量。在完成箱梁混凝土模块的施工之后，首先应该等待混凝土收浆，并在其上覆盖保护物，并安排专门的工作人员定期进行洒水进行养护。在收浆完毕后，进行拆模过程中，切记不能过于野蛮，应该降低动作的速度，匀速拆除，也不能够重击和踩踏。在压浆的过程中，要严格选用颗粒最细的水泥，如果在其中出现凝结成块的水泥，坚决不能使用。在出浆口的部位，应该过筛，进而防止无法顺利进入孔道。另外，在其中还要加入膨胀剂，主要目的在于提高管道内的密实度。当完成压浆的工作后，特别要注意水泥浆的强度，当强度达到预定的数值之后，才可以进行移梁的工作，以及进行后面的工作。

2.公路桥梁施工中预应力技术的典型应用

2.1 某公路桥梁预应力施工工程概况

某公路桥梁工程是国家重大工程项目中特大预应力混凝土连续钢构桥，主桥跨径为 144 m+2*250 m+144 m，是现阶段我国跨径较大的多跨连续钢构桥。该公路桥梁工程主桥为上下行分离的两幅独立桥梁，箱梁顶宽为 11.5 m，底宽为 5.8 m，桥墩位置梁高及跨中为 13.8 m、4.0 m，整体桥梁设计三向预应力体系，均依据延伸量、张拉力双控施工。

2.2 公路桥梁预应力施工工艺实施流程

某公路桥梁纵向预应力束、横向预应力束均采用极限强度为 1780 MPa 的 ASTM418-87A265 级钢绞线。而竖向预应力则采用屈服强度为 1050 MPa 的φ30 mm 精轧螺纹粗钢筋，设计张拉力为 760 kN。具体公路桥梁竖向预应力钢筋主要为梁底锚固、梁顶张拉模式，预应力筋定尺内 10 m，在墩顶周边梁段粗钢筋用连接器连接。

在张拉前期，某公路桥梁预应力施工技术人员可对预应力连接器进行逐批检测，保证公路桥梁墩顶位置粗钢筋用连接器尺寸与设计要求相符。且可与钢筋紧密咬合。同时某公路桥梁预应力张拉施工作业人员可以混凝土强度为设计强度的 65%为标准，进行千斤顶、油表、油泵等设备的配套标定。并依据锚固端垫板安装——锚固螺母安装——穿心拉杆连接——千斤顶就位——预应力张拉——预应力钢筋延长量测读——螺母拧紧的顺序进行预应力张拉作业。

3.公路桥梁施工中预应力施工应力检测工艺的具体应用

3.1 公路桥梁预应力施工应力监测仪器选择

公路桥梁预应力检测主要是利用振弦式应变计，结合振弦式应变计配套读数仪。依据应力释放间接检测原理，在公路混凝土桥梁预应力束张拉及混凝土浇筑前期，将振弦式应变计预先埋设在监控断面内，自动记录测点布置位置的应力变化。并在对测量前后公路混凝土桥梁弹性模量进行对比分析，最终得出实际预应力张拉结果。

3.2 公路桥梁预应力施工应力监测方案设计及实施

由于该公路桥梁竖向预应力贯穿整条桥梁，为保证整体桥梁结构安全、运营质量，某工程预应力施工技术人员可在前期结构计算机立模高程预设的基础上，在每一施工节段断面布设六个测点。并在梁底布设三个测点，梁面布设三个测点。每一测点均用螺纹钢进行标识制备。同时在钢筋露出顶面混凝土位置，配合箱梁顶板中下层、中上层钢筋，在距离顶板的底模板的适当位置进行钢筋测点的预先埋设。具体检测工作需分别在每一施工节点混凝土浇筑前后及预应力束张拉前后逐次测量。同时考虑到温度对公路桥梁预应力束张拉挠度的影响，某公路桥梁预应力施工技术人员可选择每一测试工况施工完毕后次日清晨8：00前进行测试，避免日照对主梁挠曲作用影响测量精确度。需要注意的是，在某公路混凝土桥梁整体预应力施工阶段，某公路桥梁预应力施工技术人员应对整体基准点、测点进行保护，避免混凝土施工、悬浇施工对基准点、测点造成破坏。以某公路桥梁墩654号墩-655号段断面检测点设置为例，某公路桥梁预应力检测人员可以选择654号墩的0号块上距离支座中心4.0m的B、C兩个截面及655号墩2号块上距离支座中心6.5mF、G两个截面，分别设置6个测点。并在1/3跨断面设置4个测点，共36个应力测点。

4.结束语

综上所述，构建有效的预应力体系对于公路桥梁结构安全、运营质量具有重要的影响。因此，依据预应力设计及预应力施工规范，在预应力在张拉工艺实施过程中，公路桥梁施工技术人员可在张拉控制应力符合施工作业要求的基础上，对公路桥梁施工中预应力施工质量进行全面检测，结合检测结果确定后续预应力施工方案，保证公路桥梁施工质量。

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