公路桥梁施工中预应力技术施工工艺与质量控制分析

吴松

（江西省交通工程集团建设有限公司，江西 萍乡 337100）

0 引言

在公路桥梁施工中，预应力对公路桥梁的施工质量和桥梁今后的安全系数都起到至关重要的作用。并且，预应力技术往往应用在跨度较大的公路桥梁施工中，这种公路桥梁施工更加具有难度，在施工过程中如何保证有效地控制预应力来提高公路桥梁施工的工艺及质量控制就变得极为关键。由于预应力空心板梁在张拉过程中极易出现缝隙，如果能有效地为桥梁留出张拉余量，那么桥梁的预应力不仅不会给施工造成困扰甚至会起到一定的帮助作用。所以要想实现对公路桥梁施工质量有效的控制，就必须加强对预应力的技术工艺的不断精细化。

1 公路桥梁施工中预应力技术施工现状

在施工期间，预应力筋和波纹管的安装情况很关键，在公路桥梁工程建设中，要把握好预应力筋和波纹管的安装，确保安装质量，是提升预应力体系整体质量的关键前提。所以，施工期间，完成好预应力筋和波纹管的安装，要明确把握施工环节，深入开展施工管理，保证施工质量，进一步维护灌注混凝土后的波纹管完好性，在实际运行中正常不变形。波纹管的安装定位在完成钢绞线下料后进行，这个环节很容易出现波纹管堵塞的质量问题，其原因包括施工人员未按规范操作，导致波纹管定位不准确，接头有松动和扭曲的情况，直接影响梁体浇筑的质量[1]。

对于一些跨度较大的公路桥梁工程，通常需要应用一端张拉工艺开展预应力技术施工，但这种技术方法应用要面临跨越较多箱梁横隔板、产生的摩擦力较大以及孔道过长的问题，要确保施工质量，必须严格根据规范进行张拉施工，保证桥梁有足够预应力。对于张拉端设置而言，要充分实现预应力筋与锚板的垂直，对于安装承压板而言，完成安装以后，要全面固定，避免混凝土浇筑时产生位移。并且在预应力筋部位，总会发生一些施工洞及预留洞，这期间，要保持预应力筋原状，对于这些情况，在洞口实施科学规划，完成质量控制。

在公路桥梁工程中，对预应力混凝土结构施工，预应力筋的防腐蚀性与结构混凝土也是限制工程质量的关键要素之一。在施工期间由实施压力灌浆填充预应力筋埋设孔道和预应力间的空隙进行改善，所以，在此前提下，若是预应力的后张力筋缺乏平衡性，或是结构混凝土在倾斜状态，如此就会使得二者面临一种弯曲状态，在水泥浆凝固后，就极易造成无水泥浆处于一个空的区域中，导致预应力筋缺乏必要的水泥混凝土保护，在一定程度上限制着预应力混凝土结构的安全稳定性。

2 公路桥梁施工中预应力技术施工工艺

2.1 桥梁预应力混凝土结构设计

预应力混凝土结构设计应遵循设计规范规定，以满足桥梁工程的需要为出发点。既要考虑到承载力的极限状况，又要对施工阶段的结构强度和材料的应力进行校核。同时，为保证结构的变形不会给建筑物正常使用和外观产生影响，可限制其构件挠度与反拱值。在施工过程中，注意结构的应力不会超出设计的容许值，需对预应力筋的拉应力实行控制，保证工程质量达到设计要求。加强过程控制也是影响质量的关键原因，所以有关人员一定要重视地对所有施工的产品质量进行监督管理，不仅要监督工人对实际材料的合理利用，还应严格按图纸定位构件中预应力钢筋的位置，以实现对外部预应力功效的合理使用，从而避免因为对外部预应力的使用不当，或者内部材料产生裂缝等所引起的质量问题。在对预应力混凝土结构进行荷载挠度校核时，必须严格控制其变形量，不得超出规范的容许偏差。通过合理的结构设计与工艺设计，可确保按照工程实际情况与标准完成相应的计算和验算，进而保障预应力混凝土在桥梁施工中的质量水平[2]。

2.2 预应力张拉技术要点

在开始浇筑之前，为获得完善的工程质量管理，就需要对相关的预应力技术进行标准化的质量管理。由于预应力施工技术对工程队伍的专业素质要求较高，所以需要选择具有专项施工资质、经验丰富的技术管理人员进行管理。此外，在工程项目进行之前需要做好各种准备工作，如基础设施的建设准备、物资的购买与验收、技术人员的培训，或者施工方案文件的安全技术交底，也要格外重视。由于上述各种因素的影响将直接影响项目的建设效率，所以做好对各种预应力项目前期准备方面的管理是十分必要的。当使用应力控制法对预应力钢筋张拉时，必须由施工者进行检验，并根据实际伸长值和理论伸长值的差异来确定，如果没有特别的设计规范要求，则应使其与理论伸长值之差小于6%，如未达6%时，张拉操作应立即终止。初始应力应在张拉控制应力的10%～15%左右，抗滑稳定系数不能低于1.3，张拉梁在达到一定刚度后，应承受的最大变形量不能超过2mm，锚杆的受力应该与预应力钢筋的合力中心相协调。同时，在钢筋骨架安装完毕后安装到位，以防止在安装后因切割或焊接而影响到钢筋模板的整体效果，在必要时应进行堵严处理。在桥梁工程中，其后张法构件的预应力线形钢筋不能少于其钢管直径的1/2。后张法中，钢筋要穿过管道，然后在管道外面浇筑混凝土。例如，在采用后张拉预应力技术进行预制箱涵施工时，必须在箱涵钢筋骨架上设置波纹管，使其定位平稳；在下料时，钢丝绳的长度要与被加工部件的两端保持一定距离，并保证切口的平整；在钢绞线安装后，孔道处应有分叉，进而保障后张法预应力张拉工序顺利完成。

2.3 下料施工

在公路桥梁施工中，应用钢筋预应力技术下料施工工艺出现最多的一种情况是，因为没有预应力施工钢束，在应力钢束施工结束后没有预应力张拉之前，按照技术要求，施工需要同时使用锚固钢垫板和应力钢管等技术材料，以此完成钢筋灌浆施工操作，且不仅需要维护钢筋黏结质量，还需要有效地固定和钉住没有预应力的钢筋。此外，在混凝土施工作业前钢筋、预应力钢绞线的切割加工环节中，必须将长期存在于钢筋黏结基础位置上的残留物全部清理干净，所有不锈钢绞线表面不得有大量化学杂质（如残留的任何污垢、油脂等），因为只有这样才能有效地保证加固黏结层的坚固性。下料施工每一项操作都必须符合现场施工工程设计规范要求，落实相对应的安全措施，确保安全质量。例如，各个黏结段的连接位置以及各个黏结段间的长度必须严格控制在合理长度范围才能工作，防止出现施工设备错位等安全问题[3]。

2.4 控制预应力筋的定位

预应力钢筋的敷设必须严格按照设计的数量进行，并确保正确的铺设位置，使其不会相互缠绕，并且在平面上保持平整。在张拉端设置时，应确保预应力钢筋与锚杆垂直，并在立柱安装完毕后用承压螺栓进行紧固，以此避免出现移位的情况。校核与无预应力钢筋之间的关系，是以曲线预应力钢筋的坐标为基础，在与无预应力钢筋或其他布管发生工序冲突时，需确保预应力钢筋可按照设计的位置进行施工。普通钢筋应及时把控好预应力管道位置，在调节时不得出现钢筋切断等问题。在实际工程中，若钢筋出现大位移，可采用相同规格的井字钢筋补强。在制作和布置钢筋时，必须符合曲线坐标。渡纹管位置及防护：钢筋网与渡纹管之间的距离不能超过3mm；按照弧段长度不超过0.5m，直线段不超过1m；在靠近电气焊的地方操作时，必须用湿的麻袋或薄铁片等将其包住；在施工时应注意防止对波纹管造成损坏，避免与金属或其他利器接触，防止划伤；在浇筑混凝土时，应尽量避免振动棒与渡纹管的接触[4]。

2.5 控制灌浆作业的质量

首先，在曲线相连、形状、标高以及控制点设计准确性能够得到充分保证的基础上，严格控制曲线相连各个工序段的施工质量，防止对后续工程施工造成不利影响。其次，从灌浆和张拉两个环节控制灌浆材料的质量。保证灌浆过程中测量的安全性和准确性，保证浆液的整体饱满度。最后，要按照工程设计方案图纸上的技术要求和我国公路隧道桥梁工程施工技术规范来精确控制张拉孔道应力，考虑孔道伸长值的异常变化以及是否完全符合相关行业标准规范与工程设计技术要求等，严格控制每个细节施工处的基层施工处理质量[5]。

在后拉预应力混凝土结构中，通过预应力钢筋预埋件，可采用加压注浆方法，将预应力钢筋间的间隙填满，从而解决混凝土结构共同工作和预应力钢筋腐蚀等问题。当预应力钢筋处于非水平倾斜状态或多跨弯曲状态时，在浆液汽化后，会出现无水泥浆的空间，造成此处的预应力钢筋失去防护。在高应力条件下预应力钢筋防腐能力较差，而预应力钢筋腐蚀处截面缺陷将会严重影响其安全性和耐久性。因此，应合理控制灌浆作业质量，确保增强预应力钢筋的防腐蚀性能，持续提升预应力结构安全性和耐久性。针对孔道中泥浆硬化收缩问题，需及时将其从孔道壁上剥离，若水泥浆硬化后达不到规定标准，需及时解决该问题避免对后续工序产生质量影响[6]。

3 公路桥梁施工中预应力技术施工质量控制

3.1 完善质量管理体系

在公路桥梁建设中，施工人员要具备足够丰富的技能、经验，满足工程管理建设工作需求。在施工期间，要明确依据预期的计划、标准并予以贯彻落实。深入分析施工图纸，明确依据图纸规划来完成施工，完成好施工记录等。并且，要把握好施工的设计原则，实现专业的预应力专项施工组织设计，确保依据设计原理在建造中科学地把握并应用预应力技术。施工企业必须健全质量管理制度，做好物资供应、原材料检测、技术控制等各个环节的质量管理工作，并指导现场施工。在实施过程中，必须控制预应力筋和波纹管的施工稳定性，这是道路桥梁工程质量控制的关键环节。为实现对预应力筋和波纹管结构施工质量的有效管控，必须严格管理施工工艺和施工过程，全面加强质量管理。特别要确保混凝土构件没有变形问题，这也是公路桥梁施工技术水平进一步提升的基础[7]。

3.2 强化施工过程的监督管理

预应力技术施工质量的控制离不开整个过程的监督管理，施工人员要确保各个环节的施工都严格遵循相关标准要求。因此，要积极创建质量保证体系，从各个工序环节中强化各节点的质量控制工作。通过对材料采购、技术管理、工序专检等方面进行监管，进一步提高质量保证和施工效果。公路工程监理单位要积极与项目管理单位、设计单位及时沟通，对技术方案总体把关，同时对工程建设总承包单位和预应力技术施工单位实行有效监管，形成健全的工程质量监管制度，努力提高整个公路桥梁的建造品质，最大限度地发挥预应力技术的实用价值[8]。

3.3 加强施工材料质量的控制

公路桥梁预应力技术的施工中，材料质量控制非常重要。如应用先张法施工，如果没能进行砂级配选择，就会导致其出现较大孔隙，使得应力较大，影响施工质量。特别要加强对钢筋安装质量和波纹管安装质量的控制，施工前要再三确定材料质量符合标准要求，施工中确定位置偏差在规定范围内，预防对工程质量产生直接影响。另外，还要加强对原材料的质量管理，严格检查、严格控制，避免出现任何差错。如钢材、水泥等，均符合规范要求和使用量要求。在公路桥梁工程施工中，管理人员需要对现有安全器具的使用情况深入了解和掌握，对于存在质量问题或者已经老化的安全设备及时更换，杜绝公路桥梁工程施工过程中使用有问题的安全设备，从而提升施工安全性，为施工人员生命安全提供可靠保障。除此之外，在公路桥梁工程施工中注意做好环保工作，将施工现场中的垃圾、剩余材料以及生活用水等及时进行妥善处理，保证施工过程顺利展开。

3.4 加强人才队伍建设和培养

公路桥梁施工企业的质量管理工作，与从业人员的工作能力之间存在着明确且直接的关联，加大对道路施工管理工作者的培养尤为重要。公路施工企业要根据自身实际，积极吸纳社会相关人员，培养造就具备工程管理和施工技术知识的施工人员，加强人才队伍建设，提高队伍能力和素质。同时，还要对企业工作人员开展教育培训，通过多种形式的专业理论学习、系列讲座等，增强企业员工的工作能力，增进施工企业之间的沟通交往，学习先进经验，从而提高企业自身的管理水平与施工技术水平。

4 结语

综上所述，公路桥梁工程作为城市现代化建设中的重要内容，对人们生活水平的提升具有重要意义。公路桥梁预应力施工技术经过相关企业单位和广大从业人员的不断研究探索和实践，已经取得决定性成果，成为我国新时期桥梁建设的重要方法，广泛应用到各种桥梁和其他构建物的建造之中。相关人员通过采取科学的方式分析其技术要点，因地制宜妥善应用，不断提高公路桥梁施工能力，充分发挥其价值，促进社会经济发展，建造出跨海大桥、高架铁路等一大批人类文明进步最新标志性成果。因此，对预应力技术更加深入地进行研究和探索十分必要且十分重要。