高速公路后张法预应力混凝土桥梁施工技术与应用

摘 要：后张法预应力混凝土桥梁施工技术可以为桥梁建设提供有力支持，合理应用该技术，能够提高桥梁的耐久性和承载力，更好地规避裂纹等病害，进而延长桥梁的使用寿命，为我国交通事业的发展作出更大贡献。该文重点阐述后张法预应力科技在路桥施工中的几个关键环节，并重点介绍在高速公路路桥施工中预应力后张法科技的重要施工方法，并给出相应的常见的措施，可供参考。

关键词：后张法;预应力混凝土;桥梁施工;高速公路;混凝土桥梁

中图分类号：U445 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2024）22-0193-04

Abstract： The construction technology of post-tensioned prestressed concrete bridge can provide strong support for bridge construction. The reasonable application of this technology can improve the durability and bearing capacity of the bridge， better avoid cracks and other diseases， and then prolong the service life of the bridge， so as to make greater contributions to the development of transportation in our country. This paper focuses on several key links of post-tensioned prestressing technology in road and bridge construction， emphatically introduces the important construction methods of prestressed post-tensioned science and technology in expressway road and bridge construction， and gives the corresponding common measures for reference.

Keywords： post-tensioning; prestressed concrete; bridge construction; expressway; concrete bridge

在高速公路桥梁工程建设中，预应力技术的应用越来越广泛，因此，预应力技术从单个构件迅速发展到预应力混凝土结构。在此基础上，高强预应力钢绞线也得到了推广和应用。后张法采用先浇筑混凝土后张拉的方法，具有强度高、施工方便的特点。本文对后张法预应力混凝土桥梁的施工技术进行了研究。

1 后张法及预应力混凝土的基本概念分析

在桥梁建设的宏大画卷中，预应力技术广泛应用于各个角落，成为我国桥梁工程领域的主要技术支撑。然而，面对现代桥梁工程数量的激增和规模的不断扩大，传统的桥梁施工技术显得力不从心，无法满足日益提升的工程建设需求。在这样的背景下，后张法预应力混凝土桥梁施工技术的重要性逐渐凸显，如同黎明的曙光，照亮了桥梁建设的新方向。预应力混凝土结构通过钢筋对混凝土施加预应力，使混凝土始终处于一种待命的状态，巧妙地规避了混凝土结构产生裂缝的风险。即使裂缝出现，也能有效地控制其宽度，防止其对整体结构造成更大的影响。预应力混凝土结构的作用和优势，如同坚不可摧的堡垒，守护着桥梁工程的安全与稳定。后张法预应力混凝土桥梁施工技术的应用能够合理地规避裂缝的产生，即使裂缝出现，也能有效地抑制其扩展[1]。后张法预应力混凝土桥梁施工技术能够使混凝土结构始终处于应战状态，并合理地分布应力，从而提高构件的承载力和整体结构的刚度。这一技术需要借助高强度钢筋和混凝土这2种材料的优点，将它们有效地结合在一起，共同抵抗外界的挑战，规避裂缝问题，确保桥梁工程的顺利进行。

2 后张法预应力混凝土桥梁施工特点及优势分析

2.1 结构耐受性与抗裂性较强

在传统的混凝土构造中，预应力的设计并未纳入实际施工的考量，这导致日积月累地使用后，混凝土表面有裂缝。随着时间的推移，裂缝的深度和宽度逐渐扩大，但预装混凝土构件具有优异的抗裂性能。在重型车辆或长期高压下，预应力混凝土零件表现出优异的耐久性，其耐老化性远高于传统混凝土零件，大大延长了预应力混凝土零件的使用寿命。

2.2 钢筋强度高

与普通钢筋砼结构不同，预应力砼中的砼具有一个可作小幅度振荡的预张拉应力。在实际应用中，由于其内在的构造作用，对其拉伸应力没有不利的作用。后张预应力砼大桥具有很宽的强度承受范围，长期服役不会对它的混凝土结构造成任何质量上的变化，总体刚度特性也比较好。

2.3 自身重量减小

尽管预应力混凝土结构的出现，相较于传统的混凝土结构，当断面相同时，它就像是一名强壮的战士，比普通的钢筋混凝土更有力量，同时，它的自重也大大降低。通过对目前的钢筋和混凝土的灵活使用，使其变得更加强大，使整个建筑的强度得到了极大的提高[2]。

2.4 抗震性较强

在地震作用下，利用非弹性的物质对桥梁进行受力和变形，使得其容易发生扭转。在强震作用下，由于结构本身具有较强的弹性形变能力，使得结构在穿越结构层过程中，能够有效避免地震波对结构产生的冲击。因此，在选择合适的结构形式时，首先要对其进行期望的地震反应分析，然后选择更加环保和经济的结构形式，并采用10∶1的地震反应模式对其进行试验研究，以确保桥梁设计的地震特性被认为对应于桥梁的地震目标的位置。设计师还收集了大量有关地震的数据和资料。为了确定材料和施工技术的最佳选择，在桥梁实际设计之前进行了试验模型。在对不同地震大小的材料球体的安全性进行建模和收集相关数据后，这将极大地促进地震球体技术的未来应用。如果桥梁的任何部分在测试过程中受到严重损坏，请使用柔性抗震材料在现场加强设计，以减少地震造成的损坏。

3 后张法预应力施工技术在高速公路桥梁工程中的应用情况

3.1 施工准备阶段

施工前的准备工作是工程实施过程中的一个重要环节，只有做好前期工作，才能为该项目的实施打下坚实的基础，才能确保该技术的实施效果。所以，在采用后张法施工工艺前，必须对施工前的准备工作给予足够的重视，确保所有的准备工作都能做好。

3.1.1 检测施工设备

张拉设备，作为后张法预应力混凝土桥梁施工技术的核心，就如同心脏对于人体的关键地位，也是决定技术实施成效的主导力量。因此，保障其性能的稳定性显得尤为重要。在桥梁的建设历程中，必须指派专职人员来管理和监督张拉设备的运行状态，这不仅仅涉及设备的妥善存放与管理，更涵盖了对其使用过程的细致关注和管理[3]。此外，还需对张拉设备进行日常的维护保养，并定期对其进行校正，以确保其性能的稳定性和可靠性。在施工过程中，会使用千斤顶、油压表等精密仪器，在使用这些设备之前需要对其进行严格的检验和校正，以确保它们的精准度。

3.1.2 检验材料

预应力混凝土桥梁施工技术，尤其是后张法，宛如一位精致的艺术家，对施工材料的选择有着极高的要求。这些材料的品质和特性，直接影响着最终作品的效果。因此，必须以严谨的态度，对施工材料进行细致的检验，只有合格的材料，才能被允许用于桥梁工程的创作之中。其中，钢绞线在后张法预应力混凝土桥梁施工技术中扮演着至关重要的角色。必须对钢绞线进行重点质量检验，将钢绞线分成若干批次进行检验，每一批次的数量控制在60 t以内，以确保检验的精细度和准确性。重点检验钢绞线的力学性能等关键参数，只有经过抽样检查并合格的材料，才能被投入到施工中。对于后张法预应力混凝土桥梁施工技术的各类施工材料，必须严格把关，确保其质量达到标准。严格检验材料，就是为了确保施工材料的质量，为后张法预应力桥梁施工技术的合理应用奠定坚实的基础。

3.2 支架安装与模板搭设

在正式揭开建筑篇章的第一页，首先须稳稳地安装支架，随后搭设模板，如同为混凝土浇筑铺设坚固的道路，奠定坚实的基础（图1）。需依照现场地基承载力的实际情况，合理地安装和固定支架，确保其承载性能满足施工的各项需求。完成支架安装后，对其承载力和稳定性等进行仔细的检验，只有当支架的各项性能达到预期要求时，才会开始搭设模板的步骤。搭设模板的过程需要按照严格的顺序进行。首先搭设底板，接着构建侧模，最后进行顶模施工。在这个过程中，设计阶段对预留拱度尺寸的合理确定显得尤为重要，指引着我们前行的方向。完成模板搭设后进行质量检验，在模板底部设置沉降观测点，获取模板沉降值等数据信息[4]。一旦发现沉降超出设计标准，便会及时调整模板，通过增加支撑等方式有效控制沉降，保障模板施工质量。

3.3 预应力张拉

在施工过程中，如果安装前不满足技术流程，特别是电压控制无效，将对桥梁的整体性能产生负面影响。在一些地区修建高速公路桥梁需要混凝土的预压，然后是混凝土的应力。高速公路桥梁工程对质量和标准有很高的要求，为了确保桥梁的使用寿命和硬度，施工单位重点监测压缩混凝土的应力。该项目需要大量复杂类型的桥梁。此外，环境和桥梁的建设也存在一些困难，这需要更换固定设计的承重桥梁。为了满足桥梁施工的特殊需要，在施工过程中采用了2种受力结构，即早期应力和后期应力。适度集约的工作不仅提高了三脚架的使用率，而且显著改善了施工工艺，有效地防止了混凝土裂缝。一般来说，在设计应力钢梁时，应力是估算应力钢梁强度的关键。组装前张力杆的长度也可用于校正不正确的应力。不同钢条之间的神经张力存在一些差异[5]。

3.4 钢筋绑扎和孔道安装

钢筋的连接无疑是桥梁建设中最重要的过程。首先，必须严格遵守钢筋和垂直拉紧钢筋的固定顺序。纵向拉伸钢筋，如主线的应用，比安装钢筋优先，以确保桥梁的稳定性和安全。离合器过程结束后，施工人员尽快确认预压钢筋的位置，并在钢架上做细标记。标记后，继续连接位置棒，以确保其稳定且不会移动。此后，在管道安装过程中，施工人员将始终确保预装管道的不间断运行作为其主要目标。根据桥梁建设计划，仔细选择合适的波纹管，为风管安装提供强大的支撑。然而，每座桥都有自己的独特性，管道的长度也会相应变化。在安装钻机之前，施工人员应仔细检查管道长度，并采取安全防范措施。在组合区，应使用多层包装，以减少污泥泄漏的可能性，并提高房屋的安装质量。在混凝土桥梁设计中，波纹管的位置和质量要求高，不允许任何偏差。通常情况下，波纹管的位置不应超过中间4 m，误差不应超过3 mm。如果安装位置偏差较大，会影响波纹管安装质量。如果施工人员的检查发现质量问题，应立即解决，以确保混凝土浇筑不间断，具体施工作业注意要点见表1。在开始施工前，它们会像严格的质检员一样，对钢绞线进行全方位的检查，确认合格后，才能进入下一道工序。在施工过程中，极易发生缠绕等问题。根据这种情况，必须按照规范要求，将钢丝绳与锚板孔编号，以便顺利地进行施工。

3.5 完成混凝土的搅拌、浇筑及养护工作

应特别注意后冷混凝土技术在混凝土混合、浇注和淬火中的应用。搅拌前应仔细检查建筑材料的质量。只有材料质量符合标准，才能到达现场，否则会影响桥梁的最终质量，就像劣质建筑材料一样。如果技术材料的质量不能保证，即使采用最先进的混凝土后张力技术，桥梁的使用寿命和耐用性也无法达到最佳空间。因此，必须在材料到达现场之前完成质量控制。在搅拌混凝土过程中，应采用像指挥交响乐团等的集中搅拌方法，合理控制搅拌时间。如果搅拌时间太短，混凝土将无法达到所需的均匀性;如果搅拌时间过长，可能会对混凝土造成破坏。只有混凝土搅拌质量符合标准，下一个过程才能成功完成。搅拌过程完成后，必须开始浇注混凝土。仔细检查所有预制零件是否符合建筑标准，例如波纹管是否顺利使用。只有经过彻底检查，才能正式开始浇注工作。在浇注过程中，必须合理控制浇注时间，使混凝土入模温度保持在合理范围内。与其他建筑项目相比，桥梁混凝土结构的特殊性需要更仔细地考虑。因此，在大多数桥梁工程中，混凝土必须分2个阶段进行[6]。第一个浇注通常集中在底部和条纹板上，下一个浇注在顶部。然而，在拆除桥梁箱梁时，采用分层方法是不可行的。应该注意的是，振动会损坏底部或波纹管，因此控制振动强度并快速缓慢地将其取出非常重要。否则，这将导致波纹管中的溶液泄漏，影响桥梁的施工质量。

4 后张法预应力混凝土桥梁施工技术质量控制措施分析

4.1 建立完善的质量管理体系

中标后，施工单位按照分级管理的原则承担责任，在装车前的桥梁施工过程中加强质量管理。首先，建立以项目管理、工程质量控制管理和专业施工队伍为主体的质量管理体系，由三级质量管理机构组成，建立健全各项质量管理体系。增加质量管理人员的数量，塑造施工人员的质量任务，并通过施工过程实施质量管理。其次，以总工程师、质检员和各级施工人员为首的质量控制体系，负责施工全过程的质量管理。在分析了应用压力的复杂问题后，提出了可以对常见病害进行有效控制，提高工程质量的对策。在工程建设中，要结合工程所需的各种原材料、工人的职业素质、资格等因素，选用最适合的质量管理系统。管理人员在对考核体系进行改进后，应制订一套科学的科研方案。为了更好地提升企业的工艺、质量控制，企业的质量管理队伍应具有较高的素质和较高的职业素质。管理当局可依不同施工工程及情况，履行采购物料、设备储存及维修之责任，并适当挑选供货商进行物料采购。同时，根据各种定期维护和清洁设备的实际情况，成立设备维护小组，记录机械运行状态，以提高机械和设计的效率。

4.2 加强对混凝土质量的控制

在混凝土的炼制艺术中，材料的配比与质量是决定作品优劣的双重因素。因此，需要在材料的存储与运输阶段，严格把控质量，确保每一种材料都达到艺术家的标准。在混凝土搅拌站中，设立质量检测点，对每一种材料进行细致的抽样检测与定量检测，应仔细挑选材料并对其进行定量检查，以确保样本的覆盖范围和公正性。对进出仓库的材料进行重新质量检查，并相应地记录货物。如果出现问题，可以快速跟踪来源并启动责任程序。当审查过程中出现异常信息时，可以引入第三方的检测机构，以确保审查的公正性。如果发现材料质量问题，应立即报告，并通知搅拌机停止生产材料。组织设备维护人员对搅拌机进行定期检查，并聘请IT人员对搅拌机信息系统进行维护，以提高混凝土制备工作的稳定性，确保每项工作的顺利完成。在混凝土生产过程中，不断进行质量测试，包括混凝土强度和坍塌。根据测试结果，不断优化不同的混凝土复合材料，以计算混合方案，达到最佳效果。提供相关信息，为下一步做准备。

4.3 构筑完善的进度控制机制

一个完善的进度管理体系是保证工程质量、工期和质量的重要保证，为此，建设单位必须深入分析原来的工程进度控制机理;重视建设中的监理工作，对建设中出现的不合理工程、不规范作业等问题，要进行专门的检查。在工程实施过程中，管理层还要检查每个岗位的工作责任，建立起施工人员、施工岗位和工作责任三者合一的管理制度，并建立责任追溯制度，以便在出现施工问题的时候，能够快速地找到合适的解决方案。这样才能保证项目的正常建设。

5 结束语

综上所述，在混凝土高速公路桥梁施工过程中采用后张法预应力施工技术，既能从根本上保持施工质量，延长桥梁使用寿命，又能稳定桥梁施工的有效性，保证后续施工任务的顺利进行。因此，施工单位必须重视这一施工技术的核心要求，提高其应用效率，尽量避免不必要的工程质量问题。此外，为了实现高速公路桥梁建设的原始设计目标，促进中国高速公路桥梁建设业的蓬勃发展，有必要从实际出发，修改施工方法。

参考文献：

[1] 余齐锦.分析后张法预应力混凝土桥梁施工技术的应用[J].企业科技与发展，2021（1）：66-68.

[2] 田荣.预应力混凝土桥梁施工中真空压浆技术的应用探析[J].公路交通科技，2021（6）：301-303.

[3] 王进寿.后张法预应力混凝土桥梁施工技术实践应用研究[J].住宅与房地产，2022（29）：52-55.

[4] 杨震樱，李建栋.后张法预应力混凝土桥梁中预应力施工损失分析研究[J].中国水运（下半月），2018，18（2）：206-207.

[5] 李晖.试论后张法预应力混凝土桥梁施工质量控制[J].黑龙江交通科技，2021（12）：261-262.

[6] 王颖.后张法预应力混凝土桥梁施工技术的实践分析[J].居业，2020（6）：76-77.

作者简介：代勤飞（1984-），男，工程硕士，高级工程师，注册安全工程师，监理工程师，一级建造师。研究方向为公路工程、隧道工程。