连续刚构桥建设中的体外预应力施工技术

严锋

（中交四航局第七工程有限公司，广东广州 510220）

随着时间的推移，我国目前大跨径的连续刚构桥建设数量不断增长，但是就通过实际调查发现，这些桥梁虽然投入使用时间较短，但是出现了多种多样的问题，主要表现为梁底开裂、跨中下挠、主梁出现斜裂缝等问题，这些问题并不是极个别的案例，而是在连续刚构桥普遍存在的问题，如果不及时采取应对措施，会对桥梁整体的承载力以及整体结构造成极大的影响。所以，要想彻底解决这些问题，从根本上提升桥梁的承载能力，就需要注重体外预应力施工技术的应用，以此来根治目前连续刚构桥的各种复杂问题。

1 工程概况

国内某地区拟定建设跨江大桥，结构为连续刚构，该项目建设选用体外预应力施工技术，桥梁设计时桥的左右两幅的设计尺寸相同，其不仅可以为后续工作提供极大的便利性，而且还能够方便对比在同一受力环境下，连续刚构桥的受力性能是否良好。但是这种设计也存在一定的缺陷，主要表现为无法将体外预应力的优势凸显出现。本文就以此案例展开连续刚构桥建设中的体外预应力施工技术。

2 体外预应力施工技术解析

2.1 体外预应力施工技术的发展

体外预应力施工技术在我国最早是被应用到对混凝土建筑物加固处理施工中。随着时代的发展，我国专业技术人员与科研人员不断的加强了体外预应力施工技术的研究与优化，并且通过反复的实验使得该项技术很快被应道到了桥梁的加固处理中，早期主要是针对钢筋混凝土的T梁桥利用钢槽进行加固。在不断实践应用中体外预应力施工技术的优势逐步凸显出来，其可以明显地改善各种跨径桥梁的现有运营状况，而且在桥梁的承载力方面有了明显的提升。

2.2 体外预应力的概念

体外预应力中的预应力具体而言是指承载桥梁结构的主跨本体之外的钢束张拉而产生的，钢束的作用只是单纯的在桥梁结构的本体之内安置锚固区域，而与此相反的转向块则是可以任意安置在桥梁结构的体内或者体外，二者之间并没有任何本质方面的区别。通常情况下，体外预应力的构成部分较多，主要包含体外预应力孔道管、浆体、锚固体系以及转向块等。体外预应力在不断的实践应用与发展过程中，逐步形成了两种不同的体系发展，具体而言：①由普通的钢绞线外包HTPE防护的体外索。这种体外预应力属于粘结体外预应力体系。这种预应力体系的主要优势在于，在施工过程中可以将其设置在孔道管的结构体之外，一方面可以方便检车与控制管道的安全，另一方面可以减少预应力摩阻损失；②由单根的无粘结的钢绞线外包着HDPE防护的体外索。这是属于无黏结体外预应力体系的一种。这种体外预应力体系的主要优势能够有效地减小单根无粘结筋的损失，具有耐腐蚀性与安全性，而且在重新调整预应力的数值时，还可以更换预应力筋。

2.3 体外预应力结构体系的组成

当前，体外预应力结构体系在我国桥梁建设、建筑工程中应用较为广泛，其主要被应用到预应力混凝土结构的重建、加固以及维修中，同时还能在预应力混凝土结构或者施工临时用的钢索中应用。体外预应力是一种结构较为复杂且样式丰富的体系，所以体外预应力结构体系主要组成部分多种多样，主要包含了预应力索、锚固系统、转向装置、定位装置、减振装置等，具体如图1所示。

图1 体外预应力结构体系构造

3 连续刚构桥建设中的体外预应力施工技术应用

体外预应力施工技术在连续刚构桥建设中的应用可以有效地减少界面尺寸，在实际施工中将预应力筋布置在构建界面之外，有效地保证了连续刚构桥混凝土的施工质量与施工安全，同时还可以有效地减少工作量，提升施工效率。结合实际工程案例，本文就对连续刚构桥建设中的体外预应力的施工技术应用做出如下分析：

3.1 体外预应力施工流程

连续刚构桥建设中的体外预应力施工流程如图2所示。

图2 体外预应力施工流程

3.2 体外预应力施工准备

在实际施工过程中当转向架与锚固块按照施工设计要求安装完后方可开展后续施工准备工作，具体而言：①对已经安装完成的预应力管道、转向器等进行复检，确认内部畅通无阻，如在检查过程中发现杂物必须要做好清理工作，这样才能保障钢绞线的施工有序开展；②要对布索通道进行检查，一方面要确认是满足设计要求，另一方面要清楚对布索有影响的障碍，并且移走对布索有影响的其他设施；③在通道内部要按照设计要求与相关的规范设置垫层，垫层材料主要以塑料为主；④打磨预埋钢管，避免由于在穿索或者张拉过程中对于钢绞线造成损伤；⑤在自由跨度较大的位置科学合理的搭设支架，为后续的施工提供便利；⑥要严格按照施工标准校准千斤顶与压力表，并且以线性方程为依据对张拉过程中的每一级张拉力对应的压力读数进行计算，并且做好记录与标记。

3.3 下料、编号以及穿束

本工程案例中受施工现场场地影响，在实际施工过程中将采用放索盘实施放索，通过人工将钢绞线牵引至箱外支架处，然后利用滑轮转向将钢绞线送入箱中。所以，在下料过程中要严格控制下料的长度，在箱中下料，必须将钢绞线平铺于箱梁之中，然后进行放索，这样才能保证每根体外预应力索的长度保持一致，进而可以有效地将下料误差控制在20cm之内，这样才能为后续对千斤顶的控制提供有力的条件。穿束施工是体外预应力施工技术的重点环节，在穿束施工过程中必须要做好钢绞线的保护工作，以免在穿束过程中对于钢绞线表面涂层造成破坏，对于其质量以及后续的防腐能力造成影响。在穿束施工过程中，每完成一根钢绞线的穿布，就必须要做好编号或保护工作。在完成全部钢绞线的穿布之后，以其工作和松弛长度及仲长值为依据将表面PE套剥除，确保张拉范围内所有PE套剥除后，还要确认所有PE套部分是否全部进入锚杯中。

3.4 锚具与夹片安装

体外预应力施工技术中锚具安装是必须要保证其能够与孔道对中，而且没调钢束都必须保持平顺，这样可以有效避免钢束扭绞交叉。在安装锚具与夹片之前，还要对相关的材料配件进行清洗，保证其清洁度的前提下才能更好的其锚固作用能够达到预期效果。

3.5 钢绞线预紧

体外预应力施工技术中，钢绞线的最大长度可达到340m，而且整个钢绞线中间所设置的支点数量较少，通常支点之间的距离最大可达到50m左右，所以在实际施工过程中为了能够保证钢绞线均匀受力，所有的钢绞线必须要做好预紧施工，确保所有的钢绞线都能够均匀收紧。并且保证整根钢绞线并未有明显的松弛或者受力不均匀的情况，这样才能更好地发挥体外预应力施工技术的优势与作用。

3.6 预应力张拉

体外预应力施工技术中预应力张拉又被称之为整束张拉，整个施工过程必须要分级进行，并且每级的张拉力都不能超过实际张拉值的1/5，每完成一级的张拉之后必须要检查锚固点、转向点的实际情况，确保在张拉过程中是否出现裂缝或者较大的变位，当张拉过程中发现问题时，要在第一时间内停止施工，并且找出具体的原因后科学的制定处理措施，在问题完全解决之后，方可继续施工。此外，在整个预应力张拉施工过程中还应该设置统一指挥部、监控部，这样不仅可以实现对于整个施工过程的实时监控，而且还可以实现施工的统一，有效地提升施工效率与施工质量。

3.7 防护装置安装与封锚

预应力张拉施工中当每完成一跨的钢绞线张拉后，就要及时对多余的钢绞线进行切割处理，切割长度要以封锚钢冒的深度来确定，在完成切割处理之后就需要进行防护装置的安装，在安装完成后要进行防腐处理，这样可以有效抵御外界因素的影响，进而提升质量，延长使用寿命。最后，在完成上述施工后，就可以安装防护罩。

4 结语

连续刚构桥建设中的体外预应力施工技术的应用，既可以实现施工效果与施工质量的全面提升，而且该项施工技术还具有施工便利、成本较低、便于检修等显著的优势。所以，本文就根据实际工程案例该项施工技术进行了分析，以期能为相关从业者提供参考，以此来推动体外预应力施工技术的不断优化与发展。