公路橋梁施工中預應力技術的研究

黎志權

(貴州省公路工程集團有限公司)

1 前言

預應力技術有顯著優點，因具有充分利用材料的高強度性能，在與混凝土結構中運用可以有效地加強質量，防止混凝土裂縫，加公路大橋梁跨徑，減輕結構自重。其次，預應力技術自身于建筑中的也有顯著優點。在公路橋梁上得到普遍的應用，同時隨著公路橋梁建設規模的擴大顯得越來越重要。但從另一方面來看，這其中也有許多缺點。預應力技術由于其的廣泛運用，引起的有關施工質量的問題也不斷增加，在這其中，有很多時候直接影響了工程進展速度。一方面，出現的裂縫病害與質量問題也隨著高速公路的大規模建設不斷增多。所以，在現有的條件下，筆者針對公路橋梁施工中有關預應力的應用的多種問題，進行了許多的分析和調查，對施工中很有可能發生的種種有關預應力技術的問題提出了很多自己的建議。而且，對公路橋梁施工中預應力技術應用的施工質量的控制也有了巨大的改善。

2 預應力技術的最主要問題

2.1 結構混凝土張拉有關的問題

目前使用加入早強劑的方法，也就是澆注混凝土3d后張拉預應力來提升預應力的混凝土強度。但是因為增長彈性和強度模量非同步，增長強度較快，增長彈性模量很慢，增長混凝土強度需足夠的時間。早期，太早的張拉預應力增加預應力的損失，混凝土變形率高大，致使橋梁出現很多裂縫等病害，其承載力過低。還有，以當場試塊檢測出的早期的等級替代當場實際的混凝土強度結構，同樣存在著問題。檢測試驗表明，最后發生事故的混凝土強度結構在驗測時，實際的強度都沒有達到當場測試得出的強度，甚至更低。

2.2 超長束一端的張拉的問題

現國內采取一端張拉的工藝應用在澆大跨度(3～5跨，每跨30～50m)的預應力的連續箱的梁底板的預應力束中。比如某個5跨箱梁橋。開始一聯跨66m，其次一聯跨88m，最后一聯跨150m。如果用張拉一端工藝，拉直一束鋼絞線要0.3～0.4fptk拉力。需通過測試才可以確認如此長的孔道跨越多少孔道摩阻和多道箱梁橫隔板。而國內外的相關規范是:要求跨度≥30m的預應力橋梁使用兩端對稱張拉的工藝來保證，在活載與恒載的作用下所需的跨中抵抗彎矩來建立跨中的橋梁的有效預應力，不然就容易致使跨中正截面裂縫的出現，承載力過低。據相關的交通部的調查資料顯示，已經有車通過的橋梁公路之中，無一例外地發生過因為不適合的張拉工藝引發的許多裂縫現象。

2.3 后期張預應力結構張拉力控制的問題

預應力的施工工藝不怎么規范，尤其是因為張拉力的控制不嚴，這對嚴重影響了預應力橋梁質量。通常張拉工藝使用預應力中的伸長筋量控制，張拉力是主要的，用伸長值來校核其張拉力。一般而言，計量張拉力要采取1.4級的油壓，所以誤差很大大，有些甚至還沒有計量標明就張拉了千斤頂。同時，很多張拉人員沒有經過專業的培訓。若工作時走神，很容易致使大的誤差的發生，嚴重的還會把表讀錯，導致張拉力一下高一下低現象的發生。尤其在大量束張拉的時候，因為每束的張拉力不同，對于預應力筋伸長值的測試往往不怎么準確，彈性的模量的取值很混亂，在實際操作的時候，很難做到控制伸長量在±6％范圍之內，使得張拉力完全失控。

預應力的孔道壓漿的兩個主要作用是:提高預應力筋的防銹蝕程度和確保結構與預力筋能夠一起工作。其實在實際的操作中，由于孔道壓漿很不密實、不飽滿、漏灌漏漿現象普遍存在，已經成為了預應力結構存在的通病。因為施工單位不重視孔道的壓漿工序，現在的留孔的質量、漿體的配置與壓漿的工藝等也都存在很多問題。尤其是漿體水灰遠遠大于標準值(0.4～0.45)。使用后孔道漿體泌水與標準的水灰相比，孔道更不容易密實和飽滿。目前采用的最新研制出來的外加劑JMH-3，降低水灰比值在0.35以下，改進了漿體的配置技，使用高速攪漿機(轉速≥1000r/min)，提高漿體流動度達到了12s(標準值為14～18s)。若操作規范，即使是普通的壓漿操作也可以保證壓漿的質量。

3 預應力技術施工中應用

3.1 鋼筋混凝土結構中的預應力應用

鋼筋混凝土結構中經常可以看到裂縫，尤其是出現在公路橋梁的大型的鋼筋混凝土的工程中。有效避免構件中早期出現的裂縫需要使用應用預應力技術。至于具體的使用方法，就是在使用公路橋梁的鋼筋混凝土前，受加壓拉區域，張拉受拉區的鋼筋，因為鋼筋擁有回縮力，所以混凝土才受到了鋼筋對自身的壓力。因為混凝土構件對自身施加拉力時在外荷載，已經抵消了受拉區中的壓力與混凝土，隨即混凝土就受到了拉力。這個方法可以有效地控制住混凝土進行自動伸長，避免發生裂縫。

3.2 碳纖維片中的預應力應用

現在，公路橋梁對于跨度的構件有較高要求，從受彎的構件中可以看出，大型的鋼筋混凝土箱梁和T型梁是最常見的。受彎的構件的建筑成本很高。把預應力技術應用于碳纖維片中，可以使碳纖維片特點更好地發揮出來。因為碳纖維片的粘貼比較固定，在成本和工藝上比較合理簡單，因此在公路橋梁進行加固改造的項目中應用廣泛。

3.3 混凝路面技術中的預應力應用

依賴水泥混凝土進行板路面的形成就是混凝土路面技術。目前，興起了一股把混凝土路面技術和預應力技術結合起來使用的潮流。自身的工作原理和鋼筋混凝土相似，皆依賴預應力控制路面，避免裂縫的形成。和鋼筋混凝土的結構比較不同的是，其對交通荷載、環境變化等等的原因都要列入工藝設計的范圍中，充分地利用混凝土板收縮期，深入研究板底摩擦的控制因素。可有效地防止路面的橫向收縮斷裂，現在這項研究技術已經被廣泛使用，進入了完善成熟期。

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