淺談公路橋梁施工中預應力的應用及存在的問題

王靜

摘要：隨著我國社會經濟的迅速增長和建筑工藝的不斷進步，預應力技術也在道路橋梁的建設中得到了越來越廣泛的應用，但在預應力橋梁施工中出現的若干預應力技術問題也相當普遍， 給施工和工程結構的質量帶來了一些潛在的隱患。本文主要闡述了道路橋梁施工中預應力的應用，并對施工中預應力存在的問題進行了分析探討。

關鍵詞：道路橋梁施工；預應力；應用；問題

中圖分類號：TU997 文獻標識碼： A

一、、公路橋梁施工中預應力的應用?1、預應力鋼絞線的選擇?目前國內外使用的預應力鋼材主要有預應力鋼筋、冷拉預應力鋼絲、矯直回火預應力鋼絲、低松弛預應力鋇絲、普通預應力鋼絞線和低松馳鋼絞線。作為預應力鋼材最新一代的低松弛鋼絞線由于其高效、經濟、施工方便,使建筑構件輕薄美觀的優點,已大量使用在世界各地最重要的建筑工程上,如大型橋梁、核電站、高層大跨度房屋、高速及高架公路等。?使用預應力鋼絞線至少可節省鋼材1/3以上,其經濟效益和社會效益是十分顯著的。預應力鋼絞線的選擇應考慮以下幾個方面:鋼絞線性能參數,包括幾何參數、表面狀態、松散性、斷裂荷載、屈服荷載、伸長率、松弛等;鋼絞線標準,包括品種規格、破斷荷載、尺寸公差、松弛性、延伸率等。?2、預應力錨具的選擇?后張法預應力混凝土結構所使用的錨具,主要可分為機械錨固和摩阻錨固兩大類,機械錨固類錨具是在預應力鑰材的端部采用機械加工形成一個適宜于錨碇的工作條件來加以錨固。這類錨具的特點是錨具應力損失較小連接比較方便,在未灌漿前可以重復張扣或放松以調整預應力。摩阻錨固類錨具是利用楔形錨具,將預應力鋼材“擠緊”形成錨旋作用,這類錨具品種較多,應用較廣,其特點是錨力變化較多、噸位較大,穿索比較方便；不足之處是錨具應力損失較大,要重復張拉或連接較不方便。?3、預應力體系的設計?預應力混凝土橋梁預應力體系的設計通常采用OVM和XYM體系。該體系的頂板縱向鋼束均采用平豎彎曲相結合的空間曲線,集中錨固在腹板頂部承托上,底板鋼束則盡可能靠近齒板處錨固。這樣布束具有如下特點:?（一）.使預應力具有最大力臂,較大限度地發揮力學效應,同時由于布束接近腹板,預應力以較短的傳力路線分布在全截面上。?（二）.頂板束錨固在承托中,不需設置復雜的齒板構造,使箱梁尺寸完全由受力需要來控制設計。?（三）.頂、底板鋼束在平面上按同樣的S線型錨固于設計位置上,可以消除集中錨固點產生的橫向力。?4、預應力效應的分析?在預應力混凝土結構設計實踐中,通常是根據經驗先假定預應力鋼束的分布圖,而后進行應力分析(也就是全橋正常使用極限狀態驗算),檢查結構各部截面的應力狀態,當不能滿足要求時,則改進鋼束分布,經過多次嘗試,得到滿足應力要求的鋼束分布圖。所以說,預應力筋、預應力錨具和預應力體系設計歸根到底取決于預應力效應的分析。?預應力損失的計算包括瞬時損失和后期損失兩個方面。瞬時損失是在鋼束錨固前或錨固時可能出現的損失值。對于后張預應力混凝土結構,一般包括鋼束與預留孔道之間的摩阻損失、張拉時構件長度的縮短——即彈性壓縮損失以及錨具變形的損失。后期損失是在鋼束錨固后發生的損失,它包括鋼束松弛和棍凝土收縮、徐變及后期預應力束張拉造成的前期鋼束預應力減小等引起的損失。

五、預應力技術在公路橋梁施工中存在的問題?預應力技術在公路橋梁建設中得到了快速發展，但也存在一些問題，歸納來看，主要表現在以下幾個方面：?1、預應力鋼筋管道堵塞問題?因為施工原因，預應力鋼筋管道會出現堵塞現象，從很大程度上阻礙了張拉預應力鋼筋順利通過管道，從而直接影響到張拉的實際效果，造成預應力鋼筋的理論值與實際伸長值存在較大差異，這同時也間接影響到公路橋梁的成本以及工期等方面的問題。因此，應避免預應力鋼筋管道堵塞問題。要做到這一點，必須保證管道的安裝符合相應的規范，并做好管道內部的精確定位，以防管道出現扭曲、彎折等現象；另外，在施工現場應盡可能的避免野蠻作業；對于孔道的施工，應做好抽芯時間的控制；張拉時采用“雙控制”，即張拉預應力筋以預應力控制為主，伸長量控制為輔。?2、張拉力控制問題?與傳統的公路橋梁建設技術相比，預應力施工技術起步較晚，對于預應力技術的施工還沒有明確的規范，張拉控制缺乏嚴謹性。絕大部分工程進行計量時都采用1.5級油壓，無法把握好張拉控制程度，造成張拉控制忽高忽低，從而使得誤差較大。特別是進行多束張拉的時段，對于張拉的控制不夠周全，使得各束張拉力存在較大差別，這樣以來將直接影響到鋼筋混凝土結構。要做好張拉力的控制，就必須加強施工人員的技術培訓，提高施工人員的整體素質和操作技能，做到科學施工、規范施工。?3、預應力損失過大的問題?在施工過程中，由于施工行為不夠規范，往往會造成原估算應力損失的施工情況與實際施工情況出現較大出入，從而使得實際預應力損失遠遠大于原估算值。一方面，預應力管道的安裝質量控制不夠嚴謹，管道位置存在較大偏差，或梁體澆筑時出現漏漿情況，導致預應力損失過大，遠遠超過原估算值。

4、預制梁板蒸汽養護及張拉齡期問題

當今梁的預制常采用早強劑來提高混凝土配制強度，一般情況下混凝土強度在梁體澆筑完畢后4～5天就可達到設計強度的75%以上，然而對于齡期問題，相關規范并沒有作出明確規定，這樣預制出梁周期相對較長，對于工期緊張的工程尤為不利。通過“浙江省金華市西二環跨滬昆鐵路立交工程”預制梁板蒸汽養護的成功實施，同類工程在條件允許情況下可以采用蒸汽養護縮短張拉齡期。