路桥施工预应力技术的应用

2020-11-29阳征夫中交路桥华南工程有限公司

珠江水运 2020年7期

阳征夫中交路桥华南工程有限公司

道桥建设质量决定交通运输业的发展，应保证每个环节建设质量，而保证质量的核心因素施工技术，特别是预应力技术，具有程序复杂、难度较大的特点，需要技术人员严格依照技术规范操作。预应力技术普遍应用于道桥建设中，具有减轻桥梁本身结构重力、刚度大、行车舒适等优势，受到施工企业的注重。

1.路桥施工中预应力技术概述

路桥施工预应力技术是指对主要结构内相关构件受拉模块中的钢筋部件加入预应力，增强构件刚度的技术。主要结构为混凝土，加入预应力技术形成预应力混凝土构件，增强混凝土抗压能力后有效解决抗拉强度存在的不足，混凝土受拉区域开裂延迟，保证建设质量。路桥施工应用的混凝土与钢材强度较高，混凝土抗拉裂能力、刚度、抗渗性、抗疲劳性有效增强，节省混凝土与钢材材料的同时，构件结构截面尺寸、构件自重、混凝土挠度下降，避免混凝土开裂。可见，建设路桥时应用预应力技术实现混凝土裂缝出现时间延迟、混凝土结构持久性增强、保障经济效益、提高美观与轻巧度、增加使用寿命。

2.预应力技术在路桥施工中的应用分析

（1）应用于路桥面施工。

路桥面施工中广泛应用预应力技术，技术原理为配置预应力钢筋约束混凝土路面，延缓甚至消除裂缝。应用此技术之前，应深处研究交通荷载、湿度、温度等变化对路面混凝土板翘曲的影响，根据研究结果制定合理化的纵向预应力，防止发生混凝土收缩与断裂的产生。

（2）应用于路桥混凝土构件。

混凝土工程建设中，裂缝问题是通病，特别是道路桥梁建设，裂缝问题极易发生，加入预应力技术可降低裂缝发生率。在路桥钢筋混凝土结构加载前，在受拉区域提前加入压力，即在受拉部位应用钢筋张拉，利用钢筋自身具备的回缩能力先受到钢筋实施的压力。混凝土构件遇到外荷载拉力作用时，必须将受拉区域存在的预压力抵消，最大程度限制混凝土伸长延迟、缩减裂缝产生。比如佛山魁奇路东延线项目预制小箱梁以及盖梁均采用预应力钢绞线受力的形式。

（3）应用于路桥加固施工。

道桥建设中必须实施加固措施保证稳定性，针对桥梁主要承重部分运用补强、改善结构性能、提高承载能力的方式达到加固目的。加固的重点放置于改善结构性能、增加构件刚度与强度，应用预应力技术可有效增强构件承载能力、改善整体结构性能、道桥承载能力、使用性能有效恢复、增加使用寿命。对薄弱构件处，采用辅助材料提高刚度与强度，降低构件实际荷载，达到加固要求。

（4）工艺问题。

现浇大跨度预应力连续箱梁底板预应力速时，普遍应用的是预应力超长速一端张拉工艺，可利用一端张拉方式实现一速钢绞线拉直的工艺。国内外对预应力桥梁跨度的规范标准都很严格，需要达到30m以上，并应用两端张拉工艺实现抵抗弯矩的目的，增强荷载抵抗力。目前，我国桥梁建设具有跨多、孔道长的特点，连续箱梁为3-5跨，跨与跨之间为30-50m，需经试验后确定摩擦阻力。比如在建的佛山南庄大道东延项目边跨现浇段就采用的预应力钢绞线受力的形式。

（5）应用于路桥受弯结构。

路桥受弯结构中应用预应力技术，具有施工简单、较高强度碳纤维优势，已普遍应用于道桥建设中。促进碳纤维发挥作用的因素是混凝土应变能力加大，如果最初产生过大应变力，碳纤维预应力程度会受到破坏，无法充分发挥碳纤维强度的作用。所以，在粘贴碳纤维片材料时可同时加大预应力，增强拉应力，充分发挥出碳纤维强度的作用。

3.预应力技术在路桥施工应用中实际存在的问题

（1）产生裂缝。

路桥施工作业中经常发生裂缝问题，是由温度差异导致混凝土热胀冷缩，混凝土预应力构件发生裂缝，特别是钢筋混凝土裂缝问题极易发生，影响建设质量。

（2）波纹管堵塞。

波纹管堵塞是降低预应力技术质量与效率的重要因素，因施工人员定位不准确、未规范施工导致波纹管弯折扭曲、套管接头松动等问题，引发波纹管堵塞。波纹管还会发生局部破裂的问题，是混凝土浇筑作业中，振捣操作失误而引发，若未及时更换，混凝土水泥浆渗透至波纹管中，导致波纹管堵塞。另外，波纹管质量低下也会引起混凝土水泥浆露入波纹管中，造成堵塞。

（3）孔道堵塞。

路桥建设中，抽芯施工中的抽芯时间决定着预应力钢筋的通过。若混凝土凝固之前抽芯，会引发孔道堵塞、塌陷问题；若抽芯太慢，会拔断橡胶抽，导致预应力钢筋无法通过，影响张拉效果，影响灌注施工质量。

（4）后张预应力结构中控制张拉力。

张拉力施工要求有效控制预应力筋伸长量，校对张拉力，一般张压力的计量为1.5级油压。而实际张拉施工时，每一束张拉力具有差异化，无法准确计算伸长值、规范取值弹性模量，伸长量控制困难，影响整个施工建设。

4.预应力技术在路桥施工应用中解决存在问题的策略

（1）改善管道不畅。

管材质量是决定管道畅通的因素之一，施工管理人员应与技术人员共同监督管材质量，避免质量低下的管材应用于建设中。若实际施工中发生堵管或者是漏浆问题，应及时处理。技术人员应对预应力筋曲线坐杯正确计算，实施开孔处理管道。在40m以上的多波预应力筋中应用真空灌浆，另一端灌处水泥浆，可最大限度达到灌浆饱满要求。另外，管理人员应加强现场施工管理，保证施工人员的施工质量，避免发生定位不准确、未规范施工的问题发生，避免堵塞问题发生，促进工程建设质量。

（2）防治预应力筋张拉的伸长量。

预应力筋张拉伸长量直接影响钢筋施工后期质量，设计人员计算伸长量时，必须采取实验方式获取准确的实际测量数据。预埋钢筋管理时，技术人员应严格依照设计图纸标注的位置预埋、固定钢筋管道，特别是弯曲的位置极易发生管道堵塞，技术人员需加以注重。管理浇筑时应认真检查管道是否发生偏移问题，及时发现及时处理，保证建设质量。

（3）保证张拉及灌浆。

预应力技术应用中，关键环节是张拉与灌浆，灌浆计量决定着张拉应力指标，保证准确的灌浆计量，张拉应力指标才可达到标准要求。灌浆时应采用专业技术实现浆体饱满，保证灌浆质量。

（4）运用优质材料。

运用于预应力技术中的工程材料较为繁杂，在应用材料时，应做到以下几点：首先，控制材料质量。材料质量决定着预应力技术施工质量，质保人员、管理人员应在材料进入现场前检验材料质量，避免质量低下的材料应用于建设中。另外，还应为材料准备良好的储存环境，避免材料受到湿度、温度等影响，使材料质量受到严重影响，应用于建设中，降低建设质量；其次，严格控制梁体混凝土龄期。对混凝土龄期严格控制是因为梁体在张拉前对混土强度有较高要求，还要避免梁体产生过早的张拉。技术人员在施工时应严格依照设计图纸、施工规范操作，每一道工序应加强预应力技术质量，保证每个环节施工质量。

（5）重视孔道预留及应用锚具。

在预留预应力筋孔道位置时，技术人员要严格依照图纸要求确定位置。预埋钢垫板时，应与孔道中心线呈互相垂直。固定安装管道时，应运用定位钢筋材料，避免在浇筑期产生位移问题。锚具的应用大多数应用于公路桥梁结构截面产生了受限问题，应用时严格要求锚具尺寸，若自身几何尺寸更改，会产生无法保证锚固性问题，整个工程的稳定性受到严重影响。所以，施工人员在选择锚具时，必须根据图纸要求，选择适合工程的锚具尺寸。