公路桥梁工程施工中预应力技术的应用价值

夏顺利

（邵阳公路桥梁建设有限责任公司，湖南 邵阳 422000）

0 引言

公路桥梁是城市交通系统的重要组成部分，既是城市化推进的重要动力，又为人民群众的交通出行提供重要保障。在公路桥梁施工实践的过程中，经常使用预应力技术，通过在混凝土上施加预应力来增强构件刚度，有利于降低裂缝出现的概率，提高桥梁的跨度，提升公路桥梁结构整体的耐久性，从而达到改善工程质量的目的。

1 预应力技术应用价值分析

预应力技术遍布世界各地，我国虽然引入时间较短，但也建立了一整套完备的技术体系，应用于多跨连续桥梁建设，具有举足轻重的地位，意义深远。桥梁结构具有多样性、复杂性的特点，各个部位承载的力量不同，受力点不同，作用点不同，给预应力提供了广阔的发展舞台。公路桥梁预应力技术是利用钢索（如钢绞线）提供的压力，抵抗和抵消由弯矩产生在混凝土中的部分拉力。预应力结构具有抗裂能力强、抗渗性能好、刚度大、强度高、抗剪的抗疲劳性能好的特点，可以节约钢材，减小结构的截面尺寸，使结构设计更加经济、美观。

为了明确公路桥梁工程中预应力技术的实际应用流程，首先要了解预应力技术的内涵和意义。预应力技术的主要内涵是技术人员和设计人员在公路桥梁工程实际施工之前，对相应的施工原材料进行预应力的计算以及应力的添加，抵消部分施工过程中需要承载的压力。公路桥梁工程是一项规模相对较大的工程，不仅在施工过程中会产生很多的压力和应力，在后期的使用过程中也会由于交通流的增大而产生过多的压力。所以，针对荷载力进行相应的处理，不仅可以提高公路桥梁工程使用的稳定性和牢固性，还能够提高其使用寿命。

首先，通过预应力技术对荷载力进行有效的抵消，能够确保公路桥梁工程在后期承受过大的压力和应力时，也可以在其承受范围内，防止出现坍塌问题，提升公路桥梁工程的施工效率和质量。

其次，预应力的使用还能够提高公路桥梁工程的经济效益，减少公路桥梁工程在建设的过程中出现材料浪费的问题。

最后，在与混凝土施工技术结合应用的过程中，预应力技术能够防止混凝土施工后出现的裂缝问题，减少了混凝土材料的浪费。

2 预应力技术在公路桥梁工程施工中应用的主要特性

在公路桥梁工程施工中，预应力技术的实践应用较为普遍，对改善工程结构及其应用性能具有积极意义。把预应力技术合理地运用到公路桥梁工程施工中，可以在加强混凝土结构与应用性能的同时，确保公路桥梁更具可靠性。从根本上解决公路桥梁工程施工中出现的安全问题与质量问题。

2.1 在多跨连续梁施工中的应用

从结构层次的角度看，多跨连续梁可以分成正、负弯矩区两种形式。一般来讲，跨中的是正弯矩，而支座的是负弯矩。当多跨连续梁的抗剪以及抗弯承载力很难满足施工的需要时，就要应用预应力技术对其进行加固。

2.2 在受弯构件施工中的应用

碳纤维强度相对较高，施工也相对简单。通常情况下，采用碳纤维片材对受弯构件进行加固。由于在受弯构件加固前，混凝土内部产生了一定的拉应变和压应变，当受压位置的混凝土压应变值达到最大值时，超出受弯构件的承受范围。需要在粘贴碳纤维片材时，对其施加预应力，使混凝土构件破坏时，片材的应力值提高。

2.3 在加固施工中的应用

一般来讲，在公路桥梁加固施工中，使用预应力技术对于构件的性能进行优化，有效提升或者恢复公路桥梁自身的承载力，延长公路桥梁的使用寿命，使交通运输的要求能够得到满足。

3 公路桥梁预应力技术施工质量控制的基本要求

3.1 施工前的质量控制

施工团队需及时与相关部门制定施工方案。应用预应力技术前，计算确定预应力的大小，明确预应力的施加方式，注意事项等。因此在工程施工前，施工方应及时向相关监理单位、设计单位、业主单位进行申请，审批同意并经过专家认证后，再采取有效措施开展施工。建设团队只有和相关部门共同制定完整的方案，才可进行施工。否则，中途修改施工方案，会给双方带来不必要的麻烦或者纠纷，甚至给施工单位带来经济损失。

3.2 施工过程中的质量控制

此阶段的质量控制应包括以下几个方面的内容：

其一，预埋阶段。在此阶段，应做好曲线形状的质量控制。做好各控制点的标高控制工作，注意检查相关工序是否破坏曲线形状、标高控制点阵。

其二，张拉、灌浆阶段。在此阶段应确保张拉应力、伸长值变化等满足设计要求，灌浆计量准确。

其三，加强过程控制。保证预应力孔道接口处、排气孔管连接处以及外露的灌浆孔等具有良好的密封性，避免漏浆或异物堵塞管孔。在浇筑混凝土的过程中，应保证振动棒在振捣时不触动预应力孔道和锚具。混凝土浇筑完毕，立即对孔道进行检查和必要的清理。

3.3 施工完成后的质量控制

严格按照相关检验要求进行工程验收。检查工程施工的原材料进场验收的试验报告，同时详细检查工程施工的记录，明确工程施工质量的评定标准。在封锚时，首先切割预应力筋多余的部分，并且封锚宜在张拉完成两天后进行。应确保锚具、锚孔干净，封锚施工满足相关规范要求，确保锚具、预应力钢丝头没有外露的情况。预应力筋、预应力管道、锚具、连接器等材料本身的质量，压浆材料的配合比，预应力施加的步骤及准确性等对预应力施加的效果都有着直接的影响。制定质量保证计划，并严格遵照实施，做好质量管理与控制重点工作，使人、材料、机械、方法、环境等质量要素都处于受控状态。严格按规范要求对每个分项工程进行验收，优化预应力技术在公路桥梁中的应用效果，提高整个工程的施工水平。

4 公路桥梁工程施工中预应力技术的应用策略

4.1 选取适宜的钢绞线

在公路桥梁工程施工中，为了保证预应力技术的实质效用得以全面展现。在应用预应力的过程中，首先，就必须对预应力施工材料予以合理选择。材料的质量及性能是否合格，会对预应力技术的应用效果造成一定的影响。所以，在公路桥梁工程施工中，必须根据具体情况，合理选择钢绞线。在外观检查合格的基础上，进行相关力学性能试验，钢绞线的抗拉强度、弯曲试验、伸长率等指标均合格，方可投入使用。目前我国使用的预应力钢材主要包括低松弛钢绞线、普通的预应力钢绞线、低松弛预应力坝丝、冷拉预应力钢丝以及矫直回火预应力钢丝。在这些预应力钢绞线中，低松弛钢绞线具有施工简单、轻便美观的特点，在公路桥梁施工中得到了十分广泛的应用。

对预应力技术在公路桥梁工程施工中的众多应用实例进行分析可以发现，预应力技术的实践应用具有相当优势，在许多工程项目中都十分适用。所以，在对公路桥梁工程施工中，需要合理选择钢绞线，尽可能地展现预应力技术的实际价值，保证公路桥梁工程施工获得最佳成效。

4.2 优化设计注浆孔位置，严格注浆材料配合比

注浆是公路桥梁施工中能够有效增强预应力构件稳定性的重要环节。在应用注浆工艺时，必须满足公路桥梁施工的需求和预应力技术应用的要求，合理制定注浆孔布置计划，并在实践中严格执行，从而有效增强注浆工艺的附着力，提升工程的稳定性。在注浆前，需要排除孔道内的空气，避免注浆混入空气，影响工程的稳定性。在优化设计注浆孔位置时，还需要结合后续的波纹管安装的需要，对注浆孔位置进行有效的技术控制，确保注浆工作顺利进行。随着科学技术的进步，智能压浆机能有效确保注浆的压力，使预应力注浆的质量更加优良。

压浆操作的步骤是：自下方向上方，在相同管道内的压浆过程应连续进行，其间不可以间断，从浆体混合均匀一直到压入构造体，时间不要超过40s。在压浆取样的过程中，应制作三组标准养护模具试验件，尺寸应严格按照要求。开展的试验项目主要是抗压和抗折。整个工作流程的记录应详实准确。做好技术交底、样板带路、检查验收，以及预应力签证资料的整理保存。

4.3 优化安装波纹管

正确安装波纹管是高效应用预应力技术的关键所在。在正式安装波纹管前，必须结合公路桥梁工程的实际特征，正确定位波纹管的安装位置，确保波纹管能够在张拉施工中充分发挥作用。为保障预应力技术得到有效落实，必须重视控制波纹管的磨损及变形情况。安装波纹管时，应结合波纹管的生产标准和预应力技术实际应用需求，对波纹管安装轴坐标加以确定，严格按照坐标设置方案安装，提高对于波纹管安装的重视力度，结合锚板安装优化波纹管的安装过程，确保波纹管与锚板中心线保持垂直关系。与此同时，需要确保预应力梁的技术设置与波纹管的设计要求相一致。值得注意的是，在后张法预应力混凝土工程中，由于完成混凝土浇筑后，波纹管堵塞会影响预应力钢绞线穿过，钢绞线的相关参数设置无法满足工程要求，造成工程无法按照计划开展，且工程建设成本增加。因而必须重视对波纹管堵塞的情况加以控制，按照规范工艺安装波纹管，避免波纹管在安装过程中扭曲，注意固定波纹管的套管接头，从而有效防止在后期浇筑混凝土的过程中出现波纹管破裂的情况。

4.4 优化预应力预制梁板施工

在使用阶段，要对预应力技术保持高度重视，确保规范施工。从技术操作的角度，提升整体工程质量。在桥梁预应力工程中，高强预应力梁板是最常见的预应力应用形式，确保梁板是高强混凝土及高强钢材的结合体，提供强混凝土的整体抗裂能力及其他相关性能指标意义重大。在实施阶段，应结合实际情况，科学合理操作。对预应锚固区及钢筋密集部位，应加强振捣，确保混凝土质量；梁板张拉时，采用应力控制和伸长值控制的“双控”，确保张拉质量；注浆时，要确保注浆材料的抗压强度合格；压浆后，要及时封锚，防止锚具及端头钢绞线锈蚀。总之，只有公路桥梁梁板与预应力相关的每一道工序的质量都得到了保证或优化，才能继续开展下一道工序。

4.5 优化选取预应力锚具

在应用预应力技术展开公路桥梁工程施工时，对于预应力锚具的选择，首先需要确定选择机械锚固或摩阻锚固。机械锚固是采用机械加工的方式，在预应力钢材的端部形成一个锚碇的条件，以方便锚固作业。在对机械锚具进行选择的过程中，应尽可能地达到预应力技术的应用标准。实践表明机械锚具有连接方便、应力损失小、在没有注浆之前可以重复张拉或放松等特点。若是选择摩阻锚固，可以锚固较大吨位的张拉力，但其中所包含的内容相对较多，在实践应用期间可能会产生较大的应力损耗，且存在重复张拉或放张不便的缺陷。所以在公路桥梁工程施工中，必须根据工程项目的具体要求，合理选择施工方式，重视锚具参数，充分发挥预应力技术的应用效果。

5 结语

总而言之，为增强预应力技术在公路桥梁施工中的应用实效，有效改善公路桥梁工程的整体施工质量，确保公路桥梁在结构稳定性和整体承载性能方面达到相应标准要求，必须重视对钢绞线的选取、注浆孔位置的确定、波纹管的安装、预应力预制板梁的施工、锚具应用等各个方面进行优化，对各项细节性施工要求进行全方位落实，确保预应力技术应用满足工程的实际需求，充分发挥其功能与作用，有效延长公路桥梁工程的使用寿命，实现经济效益与社会效益的有机统一。