橋梁施工中預應力技術的應用要點初論

周艷飛

(中城建第二工程局集團有限公司 210019)

0 引言

橋梁建設意義重大，質量安全尤為重要，特別是隨著車流量的增多，交通事故頻頻發生，對橋梁施工質量提出了更高的要求。鋼筋混凝土在橋梁建設中有著廣泛應用，但也存在彈性不足、易出現裂縫等問題，對施工人員安全以及日后使用都極為不利。隨著施工技術的更新改進，預應力技術越來越受重視，在保證施工質量、延長橋梁使用壽命的同時，還能降低成本。可見，預應力技術在橋梁施工中發揮著重要作用，值得推廣使用。

1 預應力技術及其應用現狀

指的是在橋梁還未正式承受外荷載時，對受拉區施加預應壓力，用以抵消或削弱外來荷載的拉應力。此過程中橋梁的剛度會有所增強，內部結構更加穩定，投入使用后能夠更好地適應各種壓力，裂縫出現的時間也將后移。預應力可減小受拉區的彈性變形，提高受拉區的抗性和彈性強度，進而延長橋梁的使用壽命。因其具有良好的耐久性，能夠減少鋼材用量、降低成本費用，而且使橋梁上部結構更加美觀經濟，在橋梁建設中的作用日益突出。

預應力技術在實際建設中的優勢不言而喻，但由于施工人員操作不當，或混凝土澆搗工作不到位，極易出現質量問題。如波紋管堵塞或彎折，加大了鋼絞線穿過的難度，甚至其實際值和設計值差別較大，費時費力，需要更多成本。橋梁構件提前出現裂縫也頗為常見，主要是混凝土收縮應力和溫差應力彼此作用的結果。張拉時間是預應力技術應考慮的另一重點，如使用早強劑增強混凝土早期強度，張拉時可能因強度增加過快損失大量的預應力，使得張拉效果有所減弱。

2 實例分析預應力技術在橋梁施工中的應用

2.1 實例分析

某橋梁工程為一重建項目，舊橋梁建于上世紀末，經十余年的使用，承載力大幅降低，難以承載越來越多的車流量。該工程于2011年開始，全長 6.25Km，寬 28m，采用（2.5m ＋ 11.5m ＋ 11.5m ＋2.5m）的箱梁結構。此次建設對質量和橋梁的耐久性都極為重視，為取得較好效果，應用了預應力技術。在施工時根據預算的交通流量對其施加應壓力，以提高橋梁的強度和承載力。自 2012年完工投入使用，直至今日未出現任何問題，足見預應力技術的實用性。

2.2 選擇材料

鋼絞線和錨具是預應力施工的基礎材料，必須保證其質量合格，所以在選擇材料時應全方位考慮，如尺寸、長度、松弛性、荷載承受能力等。目前的鋼絞線有普通鋼絞線、矯直回火型以及低松弛型鋼絞線等。尤其是后者，自重輕、方便施工，而且外形美觀、成本較低，在實際中有著廣泛應用。該工程使用的低松弛型鋼絞線來自東莞市津盈實業有限公司。

預應力技術有兩種，即先張法和后張法，此處選擇后者。后張法預應力技術使用的錨具包括應力損失較小的機械錨具，以及種類較多的摩阻錨具。影響機械錨具施工的因素相對要少，而摩阻錨具的缺陷在于會浪費更多的應力。（增加“錨具、夾具、連接器應具有可靠的錨固性能、足夠的承載能力和良好的使用性，使用時除應按出廠合格證和質量證明書核查錨固性能類別、型號、規格及數量外還應對其做外觀檢查、硬度檢驗和靜載錨固性能試驗。”）

2.3 加固橋梁

橋梁的剛度和承載力直接決定著工程質量，為承受越來越大的交通壓力，應對采取有效措施，對橋梁進行加固，以增強其耐久性。這就要求改變橋梁內部構件性能，增強內部穩定性。預應力技術通過提前施加預應壓力，使各部件盡快適應各種荷載，將承載極限發揮至最大，從而抵消或減少初彎矩時的拉應力，增強橋梁內部強度。

2.4 灌漿和孔道封堵

在張拉過程中，控制拉應力應與設計值相符。按照相關標準設計伸長值的變化， 將誤差控制在允許范圍內。灌漿階段也尤為關鍵，需提高計量的精確度，使漿體能夠均勻灌入孔道。（增加“壓漿孔應在孔道兩端最低處設置，在最高處設排氣孔。壓漿使用壓漿泵從粱的最低點開始，在粱兩端壓漿孔各壓漿一次，直至規定稠度的水泥漿充滿整個孔道為止。”）施工中需封堵各類孔道，禁止發生漏漿現象，或有其他異物雜質進入，否則極易引起孔道的堵塞。用水量也需控制在一定范圍內，如水泥漿的流動性削弱，不可直接加水攪拌。壓漿前若有水分殘留，應及時予以清除。

2.5 混凝土澆筑振搗

首先是水泥、砂石等原材料的質量必須合格，經過嚴格質檢，達標后才能用于混凝土配置。配合比要適當，與設計值相符，且與實際工程要求相符。配好后需及時將混凝土運至現場，復檢后進入現場，同時應制定一些應急方案。澆筑時采用分層澆筑的方式，要勻速連續進行，確保混凝土能夠流入每一個部位，提高整體的強度。澆筑和振搗工作同時進行，由經驗豐富的員工操作，以振動棒進行振搗。振搗過程中不得和模板相碰觸。一旦發現破損，應及時更換。工程采用二次振搗法，以增強混凝土的密實度，振搗相隔時間控制在 20—30min。整個澆筑過程需連續進行，如有特殊情況，需嚴格控制間歇時間。澆筑完成后，對混凝土進行養護，為防止水分蒸發過多，需保持混凝土表面的濕潤度，可在其上灑水或覆蓋薄膜，保持7d以上。

2.6 預應力張拉

所有工作結束后進行預應力張拉，需保證混凝土強度至少達到設計值的95%，錨墊板、鋼筋等均沒有缺陷。先將支架挪至張拉處，調整后將錨環穿過鋼絞線，然后放入錨塞輕輕敲打，裝入對中套，并用楔塊將鋼絞線楔緊。在初始張拉時，兩端同時對鋼絞線施加應力，如果沒有楔緊，鋼絞線會有一定的滑移，在其停止后，將其楔緊在夾盤上。起點標記應明確標出。正式張拉時，兩端分級施加壓力，每次加載為油壓表讀數5000KPa的倍數，直至張拉至100%，并持續5min，消除預應力筋的部分松弛損失。之后對鋼絞線的伸長量進行測量，最后在錨固的過程中，將鋼絞線的回縮量控制在5mm以內。（增加“預應力張拉宜采用雙控法，張拉采用應力控制，同時以伸長值作為校核，張拉時斷絲、滑絲數量不得超過相關規定”。）

3 結束語

橋梁以鋼筋混凝土結構為主，在上部荷載長期的作用下，極易出現裂縫、強度不足等問題，很有可能影響到其正常通行。為提高橋梁質量，有必要在施工中采用預應力技術，通過提前施加預應壓力，可改善橋梁內部結構，避免裂縫出現或延長出現時間。在今后的施工中，還需對此技術加以改進。