淺析公路橋梁施工中預應力技術研究

蘇有運

摘 要：預應力技術是現階段公路橋梁施工中應用最為廣泛的技術之一，基于預應力技術下的混凝土施工也成為了公路橋梁建設中主要的混凝土施工方式。本篇文章以××水利工程為例，從設計、施工兩方面對預應力技術在公路橋梁混凝土施工中的具體應用進行分析，并對施工過程中的注意事項及相關操作控制進行介紹。

關鍵詞：預應力技術；橋梁施工；設計；應用

前 言：

經濟發展帶動了我國公路橋梁建設事業的進步，近年來公路橋梁施工建設在全國范圍內普遍興起，預應力技術作為道橋建設的基礎技術之一也在這一過程中得到廣泛應用，因此對于預應力技術在道橋施工中的具體應用進行探討具有現實意義，本篇文章主要以××市××水利工程的具體施工為例，分析預應力技術在道橋建設中的具體應用。

1.預應力技術在橋梁混凝土施工中的應用設計

1.1張拉控制應力

鋼筋應力值是指張拉千斤頂在鋼筋還沒有被錨固以前的總拉力值與這條鋼筋的橫截面積相除所得到的商，即張拉控制應力бcon。通常，在保證橋梁抗裂性能不變的前提之下，бcon越大則使用的鋼筋數量越少，但是預應力鋼筋中，бcon值也不能太高，否則容易導致鋼絲束斷絲、鋼筋松弛應力變大或混凝土脆裂等情況發生，因此需要控制好預應力混凝土中鋼筋的бcon值。這一過程中除了需要考慮鋼筋混凝土的承重力之外，還應考慮鋼筋的品質。該橋梁工程在施工過程中，將鋼絲、鋼絞線和精軋螺紋鋼筋的бcon值分別控制在了0.75fpk0.9fpk之內，經實踐證明切實可行的。

1.2變形計算

預應力作用或荷載作用之下產生的變形是混凝土構件變形的主要方式，其中前者作用下的叫做反拱度，后者作用下的叫做撓度。這兩種變形通常情況下方向對立可相互抵消，但是為保證橋梁建筑精良通常情況下會對混凝土構件的變形進行計算，該橋梁工程在施工過程中使用兩個公式對預應力所導致的變形進行計算，其中對反拱度進行計算的公式如下：

對撓度進行近似計算的公式如下：

1.3裂縫計算

預應力混凝土在正常荷載作用下，是允許部分構件出現裂縫的，通常這些構件為B類。該工程在施工過程中使用了大量預應力混凝土澆筑B類構件構件，因此為了確保構件的裂縫寬度在限制范圍內，該工程對構件的裂縫進行了計算。

目前，世界范圍內主要有兩種控制砼結構裂縫的辦法，其中該工程所使用的是直接計算法，通過這種計算方式直接求的砼結構的裂縫寬度，另一種則是使用拉應力來對裂縫的寬度進行約束，通常這一拉應力為名義上所規定的。

根據《公路橋規》中對B類砼構件的相關要求，該橋梁工程使用了如下公式對預應力混凝土裂縫寬度進行計算：

2.預應力技術在橋梁混凝土施工中的具體操作

2.1設備與材料的選用

該工程在預應力混凝土施工過程中對機械設備和材料的選取主要以《公路橋涵施工技術規范》、《預應力混凝土用鋼絞線》等相關規定及技術文件為參照標準的。在材料驗收過程中，該工程施工方始終本著質量至上的原則，對預應力混凝土施工所使用的原材料和機具進行嚴格篩選，從而在根本上為橋梁的施工質量及施工安全把關。

2.2下料與制作

通常情況下，預應力筋的長度需要依據構件及其相關材料的長度來進行確定，同時還要考慮鋼筋的外露情況。該工程根據《公路橋涵施工技術規范》中對預應力筋的相關規定，依據以下公式對筋的長度進行計算：

兩端張拉：

一端張拉：

其中，l、 l1、l2、l3的單位均為cm，分別表示孔道長度、工作錨厚、千斤頂長度和工具錨厚。當材料長度計算完成之后，需采用砂輪切割機依據計算長度對預應力筋進行切割。根據相關施工規定，切割誤差不得≧30mm，對于切割好的預應力筋需對其預應力束編號等相關資料進行標注。

2.3編束與穿管。

預應力筋在進行穿管之前需要先根據錨板排列情況對鋼筋進行編束。為避免纏繞，應將每一根預應力筋扎牢固，注意這一過程中要保持預應力筋的一端始終是齊平狀態。在進行穿管時，為方便施工可以根據筋長截取一段波紋管，再選擇大直接波紋管連接該管的接頭，長度最好為該管內徑的6倍左右。在進行連接時要注意保持角度不變同時防止水漿滲入，在穿管結束之后同樣要對其進行編號和標注。

2.4預應力筋安裝

安裝預應力筋同進行混凝土澆筑的順序相同，都是由下至上進行操作。在安裝預應力筋時，需要先根據設計規范對非預應力鋼筋進行處理，安裝時務必保證波紋管不會移位，同時將定位鋼筋連接到整體結構的骨架上進行焊接，盡量避免

預應力筋在安裝時多次彎曲，以保證預應力筋以最優的狀態安裝到使用的地方。

相關規定中對預應力筋在安裝過程中出現的偏差進行了詳細要求，橋梁工程中不同施工處有著不同的安裝容許偏差，例如：在梁高方向，容許偏差不得超過10mm，在梁長方向上則不得超過30mm。

2.5混凝土澆筑

該橋梁工程為箱梁結構，根據其相關特點，施工人員選擇了底板—腹板—頂板的澆筑順序。在混凝土的配制比方面也都經過多次計算和測試，以保證配制出來的混凝土最符合該工程的設計規范和現場施工要求。在實際操作時，除較大結構部位以外，混凝土澆筑通常為一次性成型，有需要的地方要合理設置施工縫。此外，認真做好振搗工作，真正把預應力混凝土的施工質量落到實處。

2.6張拉預應力筋

當砼的抗壓強度在規定范圍內的95%左右時，便可以開始張拉預應力鋼筋。在張拉過程中，部分應力控制如下：

3.預應力混凝土的應用注意事項s

3.1筋管安裝

橋梁結構中，預應力筋按照設計要求合理施工且科學安裝波紋管是保證預應力構件整體質量的關鍵一環，因此在橋梁建設過程中一定要對它們的施工進行嚴格控制。在安裝波紋管時，除了要按照前文中提到的操作工藝進行施工之外，還要確保波紋管不會受灌漿的影響而出現堵塞、滲漏或變形。施工前施工單位應先嚴格篩選波紋管，質量存在問題或者外部有壞損切無法修復的不能投入使用，如果波紋管出現可以修復且不會對工程質量造成影響的問題需在處理完成之后方能投入使用，如：毛刺、折角等。下管前，需準確定位下管位置，同時做到下管精確，避免波紋管出現松動，在進行混凝土振搗時也要避免觸碰波紋管，保證筋、管安裝的穩固。

3.2張拉時間

混凝土強度幾乎是所有工程項目施工過程中最為關注的，橋梁建設工作中也是如此。添加早強劑是現階段我國在橋梁施工中主要采用的增強預應力混凝土強度的辦法之一，這里所說的強度指混凝土剛剛澆筑初期的強度。實際施工中，由于砼結構強度增加較為緩慢且同自身的彈性模量不統一，導致混凝土很容易在澆筑初期出現問題，因此在進行預應力筋張拉時一定要注意時間的把握，避免張拉過早，導致橋梁因為混凝土裂縫等問題而出現承載力低的情況，同時避免張拉過晚而又無法達到要求效果。

3.3鋼絞線問題

前文中曾提到，在鋪設鋼絞線時，要保證鋼絞線平直不纏繞，避免影響后續施工，除此在外還應該保證鋼絞線的使用數量及擺放位置正確。鋼絞線使用數量過少必然會影響施工質量，過多同樣也會給施工帶來困擾，因此注意要按照設計要求進行規范操作。此外，在位置擺放方面，要確保鋼絞線和錨板成90度角固定，然后再進行承壓板安裝，避免以后的施工工序造成構件的移位。

4.預應力技術下的操作控制

4.1效應分析

預應力技術應用于橋梁建設中所產生的效應通常情況下是由技術人員來進行分析的，他們主要參看其它工程或憑借個人經驗來起草鋼束分布圖。因此在技術應用中需要對橋梁框架各處的預應力進行檢查，特別是各個結構的橫面區域。當發現預應力不符合橋梁整體承載力時，一定要及時調整鋼束分布并在此基礎之上重新進行檢驗，只有這樣反復的調整與確認才能保證圖樣設計的準確，保證效應分析的科學。此外，其它涉及到預應力的橋梁建筑設計也需要收到技術人員的重視，如預應力錨具設計等。

4.1材料選取

使用性能優良的預應力鋼材是防止波紋管出現裂縫的關鍵，同時對解決波紋管堵塞問題也有很大幫助。現今，預應力鋼筋是我國主要使用的橋梁建設鋼材，

除此之外還包括低松弛鋼絞線等。這些材料的組成成分不同，性能也各有差異，因此在實際施工中需根據具體情況進行材料的選取，以保證預應力鋼材符合設計要求。

小 結：

綜上所述，預應力技術在道橋建設中的應用意義重大，無論是在保證工期方面還是提高道橋建設質量方面都有著無可替代的作用。在進行具體應用時，無論是理論設計方面還是在實際施工操作中，最重要的是確保技術應用符合道橋建設的規范要求，避免施工中產生質量問題。此外，針對技術本身，我們也應該加大力度去研究，盡量解決技術應用中存在的不足，從而促進預應力技術在道橋建設中更好的使用。

參考文獻：

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