公路橋梁預應力施工技術探究

談　潭（馬鞍山路橋工程有限公司，安徽 馬鞍山 243000）

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公路橋梁預應力施工技術探究

談潭（馬鞍山路橋工程有限公司，安徽 馬鞍山 243000）

隨著社會與經濟的不斷發展，我國各行業也進入了高速發展時期，其中包括我國的公路交通事業，但是由于國家對公路工程的建設要求不斷的提升，公路交通的發展需要不斷的引進新型技術以及施工工藝，在引進新技術的過程中，預應力作為優點較多的技術得到了廣泛的應用。本文主要闡述預應力在公路橋梁施工中的應用，其次提出公路橋梁預應力技術存在的主要問題，通過對問題的分析進一步提出相應的解決措施，希望能為提高公路橋梁施工中預應力技術的應用提供一定的參考。

公路橋梁；預應力技術；應用技術

在進行公路橋梁的施工改革的過程中，預應力技術起到了極大的推動作用，預應力技術在我國公路橋梁施工當中的應用已經較為普遍，并且擁有著傳統技術所不具備的優點，主要包括打破了傳統技術分體化的弊端以及大工程量的施工模式等等，除此之外，預應力技術能夠有效的節約施工材料、減少工程的施工周期，在此基礎上減少工程的成本，提升企業的經濟效益，有效促進企業的長期穩定發展。

1　預應力施工技術的特點

預應力施工技術，主要應用于混凝土結構。混凝土的材料特性決定其先天上對抗荷載拉應力不足，而預應力混凝土通過鋼絞線或其它高強度類鋼索提供的結構兩端壓應力可以大幅度的抵抗和消除構件各部位彎距產生的拉應力，使其整體結構具有良好的抗裂、抗滲、抗剪及抗疲勞性，同時具有強度高、剛度大、耐久性好、減少截面尺寸、降低結構自重、既美觀又能融合周邊環境的特點，適用范圍廣泛。具體操作為：在混凝土結構承受荷載之前，預先對其施加一定的壓力，使其能夠在外荷載的作用下，使受拉區混凝土內部的產生相應的壓應力，從而抵消或者是削減外荷載對其產生的拉應力，這樣的操作可以使得結構在正常使用的情況下不產生裂縫，或者能夠保證其較晚的產生裂縫，影響施工的順利進行。現階段從我國的發展情況來看，可以將預應力技術分為體外預應力結構和體內預應力結構兩種，其中體外預應力結構主要作用于混凝土的結構外部，預應力筋布置于板體外部，僅在錨固區和轉向塊處相連，其應力受結構整體變形的影響，相對于結構，體外筋（索）是單獨構件，設計時應考慮與板體的共振作用。體外預應力結構混凝土澆筑方便，也減少了施工中預應力摩擦損失，能很好地維護和加固混凝土的結構，但目前在我國實際應用較少；體內預應力結構主要作用于混凝土的結構內部，與結構完全粘結，即在結構的任何部位，混凝土的受力變形與預應力筋的應力都是互相協調的。內部預應力筋與混凝土作為整體結構存在，非單獨構件，體內預應力結構在一般的施工中都有著廣泛的應用。在公路的橋梁工程當中，應用預應力施工技術，不僅可以對橋梁材料的性能進行全方位充分的挖掘，以此使得橋梁的內部微觀結構產生一定的變化，還能夠使各個組件及早的適應壓力，從而有效的提升橋梁的穩定性以及剛性。除此之外，由于預應力施工技術簡單便捷，因此可以有效的節約在實際的橋梁施工的過程中對于材料的應用，在此基礎上可以有效的降低施工成本，提升企業的經濟效益，對于現代的公路橋梁的施工有著重要的意義（圖1）。

2　預應力在公路橋梁施工中的實際應用

（1）預應力鋼絞線的選擇：現階段我國對于預應力鋼絞線的選擇主要以預應力的鋼筋、冷拉鋼絲以及低松弛鋼絞線為主，其中的低松弛鋼絞線具有經濟便捷、外形美觀等優點，因此得到了施工企業的青睞，在大型建筑的運用上得到了很好的普及。在進行預應力鋼絞線選擇的過程中，一定要針對實際狀況進行標準的審核工作，主要需參考的性能參數有幾何參數、表面狀態、松散性、抗拉強度、條件屈服應力、松弛、屈強比、彈性模量和延伸率等等。由于使用預應力鋼絞線能夠有效的節省工程的材料，因此其社會效益也在使用當中得到了展現。

圖1　公路前兩中預應力技術應用示意圖

（2）預應力錨具選擇：機械錨固與摩阻錨固是進行預應力錨具選擇時所應考慮的兩個重要方面。機械錨固，其主要是指在預應力鋼材的端部進行相應的機械加工，使之形成合適的錨碇工作條件，并且在此基礎上對其加以錨固；摩阻錨固，其主要是指利用一定的技術形成錨旋作用，將預應力鋼材之間的銜接變得更加緊密，這種品種的應用得到了一定的普及，但是由于過程復雜，因此不能做到高效便捷。

（3）預應力效應分析：預應力效應分析在預應力混凝土施工實踐中具有重要的作用，在進行預應力筋以及錨具、體系等的設計時都要建立在詳細的預應力分析的基礎之上。具體的操作為，首先假定預應力鋼筋的分布圖，然后通過應力分析來調查其能夠承受的力量極限，及時的做出調整使鋼筋的分布能夠滿足施工要求。

3　公路橋梁施工中預應力技術存在的問題

（1）預應力張拉的時間問題：對于提升混凝土的預應力強度有著多種方法，但是近些年使用最為頻繁的方法是向混凝土中添加早強劑，在張拉后等待混凝土強度的提升。但是這種方法存在著較為明顯的問題就是對于張拉時間的掌握，如果混凝土的強度增加的過快，會導致彈性模量的增加變的極為緩慢，這種方法會導致橋梁的承載能力不足，降低公路橋梁工程的質量，使工程出現較大的損失。綜上所述，向混凝土中添加早強劑的做法存在著嚴重的不足，并不能有效的達到要求的標準，同時早強劑摻量及拌合均勻性在實際施工中也很難做到有效控制。

（2）預應力鋼筋管道堵塞問題：預應力鋼筋管道的堵塞問題對預應力的張拉效果有著明顯的影響，因此，在實際的施工過程中，不論是由于施工人員的專業技術不足，還是保護措施沒有做好，都有很大的幾率造成預應力鋼筋的管道出現堵塞的現象，如混凝土澆筑振搗力度過大導致管道破損，混凝土滲入管道內等，使張拉預應力的鋼筋不能夠順利的通過，從而預應力鋼筋的實際伸長值與理論值出現較大差別，給公路橋梁的施工帶來一定的影響。解決管道堵塞可采用穿塑膠芯棒的方式，即在管道就位后混凝土澆筑前，在管道內插入直徑稍小于管道直徑的定制塑膠棒，穿預應筋前抽出，避免管道堵塞。

（3）預應力張拉力超張拉或張拉力不足的問題：由于各項材料和張拉機具參數不準確及預應力損失等，可能存在張拉力不足或超張現象發生，因此在張拉前嚴格實施混凝土強度、彈性模量、混凝土齡期“三控”，張拉中嚴格實施張拉應力、應變、時間“三控”。

（4）路面收縮徐變過大問題：在公路橋梁的預應力施工的實際過程當中，由于混凝土路面的收縮徐變過大，會引起的預應力損失，從而導致工程質量下降，因此，在預應力施工當中不能夠過多的使用外加劑來增加和易性，相應的，應當盡量采用強度高、水灰比小的混凝土來增強其和易性，并嚴禁澆筑過程中的二次拌合，通過高質量的收縮與低徐變量來控制公路橋梁工程的質量。

4　做好公路橋梁預應力技術施工的策略探討

（1）預應力張拉設備的質量控制策略：預應力的張拉作業在很大程度上要依靠張拉設備，因此千斤頂等張拉設備對于張拉作業有著極為重要的作用，是進行張拉作業的核心。在施加預應力之前，務必要對張拉設備進行仔細的核查以防止操作過程中出現問題，具體的操作過程為：千斤頂及配套的油泵和油壓表一起核查，核查時千斤頂的活塞運行方向要與實際張拉作業的狀態相一致，當千斤頂使用超過半年或次數超過200次或檢修后或在使用過程中出現不正常現象，必須要再次進行校核工作。根據鋼絞線、錨具等材料的實測指標及千斤頂、油表等的配套校驗結果，編制預應力張拉計算書，實際操作中以計算書為依據控制應力增加，張拉結束后以預應力筋伸長值進行校核，檢查張拉過程是否符合要求。

圖2　公路橋梁預應力技術實際施工圖

（2）防止預應力損失過大：①由于有的施工人員缺乏施工經驗，因此在實際的施工當中行為不夠規范，這種情況的產生就致使實際施工情況會與原估算的應力損失的施工情況不完全相符，導致其出現偏差，使實際預應力損失大于原估算值。加強預應力材料檢驗和各工序的質量控制。嚴格的按照有關的規范組織進行施工，避免出現因預應力材料不合格或者施工行為不規范而造成預應力損失過大。②預應力管道摩阻和錨口摩阻力造成預應力損失，管道摩阻力主要是由于預應力筋與管道壁接觸并沿其滑動產生的摩擦阻力，曲線筋表現更為明顯，加之預應力筋因自重引起的自然下垂及施工震動的影響都會產生管道摩阻力。錨口摩阻主要是由于錨具、錨墊板等錨頭部位的摩擦力損失，也需要給予足夠重視，因此在張拉前應通過詳細計算，施工中嚴格控制，減少管道及錨口摩阻力對結構張拉的影響。③控制梁體混凝土齡期，規定齡期須達到10d或混凝土強度不低于設計值75%以上方可張拉，以便減少混凝土收縮和徐變引起的預應力損失的現象。

（3）驗收階段的技術管理策略：對于公路橋梁工程的驗收，要實行最為嚴格的控制標準，不僅要求對公路橋梁的整個施工過程進行驗收，還要對施工單位所提供的資料進行整理和分析。在實際的分析過程當中，要求相關的驗收人員嚴格按照國家標準進行分析，具體所需要分析與鑒定的項目包括材料以及半成品和質量檢驗結果、材料配比和試驗數據、施工地基處理和隱蔽工程施工記錄以及公路橋梁的施工過程中所遇到的所有非正常情況等等。

5　結束語

綜上所述，雖然預應力技術經過幾代人的研究與創新已經較為成熟，但是在實際運用中仍然存在著很多的不足，因此要對出現的問題進行深入的研究以找到實際的解決辦法，使預應力技術不斷的改進，發揮其最好的效用。本文主要闡述預應力在公路橋梁施工中的應用，其次提出公路橋梁預應力技術存在的主要問題，通過對問題的分析進一步提出相應的解決措施，希望能為提高公路橋梁施工中預應力技術的應用提供一定的參考。

［1］周志祥，任 超，彭興國，范 亮.預應力混凝土空心板橋縱向裂縫分析［J］.重慶交通學院學報，2005（02）.

［2］劉剛偉.公路橋梁施工中預應力技術措施探討［J］.科技創新導報，2010（21）.

［3］張 靜.公路橋梁橡膠支座的使用壽命與應用［J］.交通標準化，2011 （02）.

談潭（1980-），男，畢業于安徽大學（交通分校），從事路橋施工專業，目前擔任項目經理職務。

U445.57

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2095-2066（2016）09-0213-02

2016-3-8