公路桥梁工程建设中的预应力处理技术

（中交一公局第七工程有限公司，河南郑州 451450）

1 工程概况

项目位于三门峡市，下穿陇海铁路，建设有重丘一号、重丘二号隧道、特大桥等，项目沿线地形以山地、丘陵、黄土塬为主。全线总长11.961 km，定位为城市主干路，设计速度50 km/h，双向六车道，呈东西走向。

2 预应力处理技术概述

2.1 基本原理

预应力处理技术是优化结构受力条件、提高结构稳定性的重要技术形式，在现阶段的混凝土结构施工中普遍应用该项技术，可保证结构的质量，以免出现裂缝等问题。在公路桥梁工程建设领域，须在正式使用前施加压力，通过此方式优化桥梁的微观结构，改善结构的状态，使其可有效承受压力，以免在运营阶段发生结构、全桥失稳等问题[1]。实践表明，在公路桥梁施工领域应用预应力处理技术后，可达到保质量、增效益的效果。

2.2 实际应用

合理应用预应力处理技术后，有利于发挥技术的驱动作用，充分调度各项生产资源，在安全的环境下高效完成公路桥梁的建设工作。为了加深对预应力处理技术的认识，需要梳理其技术要点，依据规范有序操作，建造高品质的市政桥梁工程。根据市政公路桥梁工程的特点，在应用预应力处理技术时应重点做好路面和桥梁结构两部分的建设工作。

（1）路面施工。混凝土是工程建设领域的关键材料，其具备较高的抗压能力，造价相对较低，因此，成为大部分工程项目中的首选材料。在市政公路桥梁工程中，路面和桥面的施工以混凝土灌注的方式居多，在施工过程中应用预应力处理技术后，可提高路面的受弯和受拉性能。例如，在混凝土施工期间掺入适量的钢筋，发挥该类材料的抗拉作用，可保证结构的完整性，以免出现不规则的裂缝。

（2）桥梁结构施工。桥梁的建设环境较为复杂，保证桥梁结构的稳定性较为重要。在应用预应力处理技术后，可以将预应力施加至特定的加固构件处，使结构受到的拉应力、压应力均稳定在相对较低的状态，确保构件在抗变形和承受荷载能力方面均具有较好的应用效果。大量市政公路桥梁工程实例表明，预应力处理技术的应用优势显著，以合理的方式将相关作业落实到位后，可提高桥梁的稳定性，以满足车辆通行的稳定性和安全性需求。

预应力加固处理如图1所示。

图1 预应力加固处理示意图

项目中起讫桩号为K0+00～K5+000，长5 km，沿线建设有1座1 259 m的苍龙涧特大桥。下部为桩柱式结构，包含方墩、圆柱墩、等截面及变截面高墩，桩基总量242根，变截面空心薄壁墩总量20座，装配式预应力T梁共250片。

3 预应力处理技术在公路桥梁施工中的具体应用分析

随着公路桥梁建设事业的持续发展，预应力处理技术应运而生，其对钢筋、混凝土等材料的质量均提出较高的要求，形成受力良好、稳定可靠的预应力结构，丰富公路桥梁工程的功能，满足安全性、稳定性、耐久性、舒适性等多层面的要求。预应力处理技术具有系统性，将其应用于公路桥梁工程时应严格把控技术要点，根据各结构的特点合理应用技术，切实发挥技术的驱动性作用。

3.1 在钢筋混凝土结构中的应用

市政公路桥梁施工中，裂缝是钢筋混凝土结构中较为普遍的质量问题，会影响结构的美观、破坏桥梁结构的稳定性，导致其存在较大的失稳概率。在钢筋混凝土结构的施工中，以合理的方式应用预应力处理技术，可以有效改善钢筋混凝土结构的受力状态，使其具有足够的抗拉强度，维持结构的完整性，降低裂缝的发生概率，缩小其不良影响范围。

3.2 在混凝土承重构件中的应用

承重构件是公路桥梁工程中较为关键的部分，其有利于提高混凝土横纵荷载承载力，但其难以承受大量的侧面荷载，易处于失衡的状态，加大了变形和裂缝的发生概率，随时间延长，会影响桥梁结构的稳定性。在应用预应力处理技术后可提高构件的刚度和强度，保证混凝土结构具有较高的承载力，在运营阶段维持稳定，可以降低裂缝及变形等质量问题的发生概率，充分发挥混凝土结构的工程性能优势。

3.3 在桥梁结构加固中的应用

依托预应力处理技术可达到加固公路桥梁的效果，该项技术的覆盖具有全面性，保证了各构件的结构性能，共同组成可靠的桥梁结构体系，提高公路桥梁的耐久性。在公路桥梁施工阶段，以合理的方式应用预应力处理技术后，可改善结构的受力条件，增强其承载能力，保证其具有稳定性。

3.4 在混凝土承弯构件中的应用

承弯构件在公路桥梁结构体系中占据较大的比重，在确保混凝土的强度等指标满足要求后，成型的混凝土结构普遍可承受横纵荷载，但难以承受侧面荷载，会加大裂缝、变形等质量问题的发生概率。

在公路桥梁运营阶段，若结构侧面受压力过大，内部结构的完整性易受到影响，会出现变形、裂缝等质量问题。预应力处理技术提高了结构的强度，相较正常施工状态，混凝土结构承受侧面荷载的能力也有所提升，构件更易于维持稳定，无明显的裂缝、变形等质量问题。

4 对预应力施工质量造成影响的主要因素

4.1 材料方面

市政公路桥梁建设领域，应保证原材料的质量，满足其在强度、刚度等方面的要求，否则无法发挥预应力处理技术的应用优势，增加质量隐患，可能会由于一处或多处出现质量问题，影响市政公路桥梁的正常使用，阻碍城市社会经济发展进程。应以施工需求为导向合理选择质量达标的材料，与优质的供应商合作，加强进场时的质量检验及进场后的日常保管。

4.2 预应力筋的定位

预应力筋的使用应同时考虑数量、位置、形态（表面具有顺直、完整的特点）等多个层面的要求。在张拉端施工过程中应调整预应力筋的形态，使其与锚板呈垂直的空间关系；承压板应具有稳定性，以免在混凝土浇筑施工的扰动性作用下发生偏位现象。预应力筋所处位置存在施工洞时，可在与洞口边相距30 mm的位置布设预应力筋。全面做好预应力筋的安装作业，有利于预应力技术的合理应用，取得更好的施工效果。

预应力处理技术应用过程中，钢绞线的穿束为关键控制环节，对工程整体质量的影响较为显著。在钢绞线穿束施工过程中，应根据需求选择合适型号的钢绞线，施工前后均应对钢绞线做全面检查，受损的钢绞线不可投入使用，施工后若存在钢绞线受损的情况应及时采取修复措施。例如，可通过低温试验分析钢绞线在特殊环境下的使用情况，确保其可在不同的条件下均可维持稳定。

预应力处理技术中的张拉力构件如图2所示。

图2 预应力处理技术中的张拉力构件

4.3 施工控制

（1）结构参数的控制。以质量要求和现场作业条件为标准合理优化结构参数，保证其具有合理性，以便在此基础上制定施工方案，作为正式施工的指导[2]。如做好应力分析，使应力分析具有理想的精度效果。为了保证力分析的结果准确度，技术人员应明确桥梁工程的具体建设目标，以便围绕应力情况的各个方面展开分析，掌握相应的施工对象，为预应力施工提供技术参考。在预应力大小的分析和处理中，掌握预测工作，准确预测桥梁工程可承受的外部载荷，设定预应力，使其具有较好的抵消效果，提高桥梁工程的耐久性。

（2）施工工艺的选择与优化。预应力处理技术应用过程中，选用的施工工艺须与实际条件相适应，确保各项作业可高效落实，提高施工的秩序性。

（3）加强施工监测。在施工期间应由专员做好质量检查，及时掌握施工的具体质量情况，若存在异常状况应及时查明成因，采取针对性的处理措施；对施工期间产生的各项数据均应完整记录，作为后续质量分析的依据。

5 结语

市政公路桥梁建设规模随城市的发展日益扩大，社会各界对其建设、运营的品质提出更高的要求。在市政公路桥梁建设领域通常采用预应力处理技术，其能够解决传统方式下混凝土结构承载力不足、裂缝发生概率高等问题。预应力处理技术的应用要点较多，应从选材、张拉、防护、质量检验及控制等方面切入，严格把控技术要点，充分发挥预应力处理技术在桥梁建设领域的作用。施工人员应遵循因地制宜的原则，适时优化预应力处理技术，提高其适应性。