公路橋梁施工中預應力技術應用的相關問題探究

徐林

摘 要：經濟發展帶動了城市化建設，而公路橋梁發展腳步也在加快，因而提高了公路橋梁施工的難度。預應力技術作為公路橋梁施工中一種常見的施工技術，人們越來越對其十分重視。公路橋梁施工的好壞會對其使用質量與壽命產生深刻影響。使用，每個施工方都非常關注公路橋梁施工質量。該文通過對預應力結構的優缺點、預應力技術運用以及存在的相關問題分析，提出具體的應對措施，從而加強施工質量。

關鍵詞：公路橋梁 預應力 施工

中圖分類號：U44 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）03（b）-0099-03

當前，由于公路橋梁施工越來越多，也使得預應力技術應用變得更加頻繁，但是隨著而來的預應力問題也不少。事實上，在公路橋梁施工中，有關預應力的技術應用還不十分成熟，有諸多問題亟待解決，而這也是該文探討的目的所在。

1 預應力結構優劣勢

從現實來看，盡管預應力技術是施工中的一種常見技術，不過其結構自身還是有一些優劣勢，具體如下。

1.1 預應力結構優勢

預應力結構有3個優勢，當其使用在受拉或者受彎的構件力時，可以使得這些構建的性能變得更加穩定。原因就在于，這種技術能夠使構件間的拉力得到提升，使得公路橋梁施工里不再出現混凝土裂縫。就算存在裂縫，因為構件間的拉力比較充足，混凝土建設遭受的損失也不好太大。要是將預應力用在混凝土構件里，降低混凝土荷載，使得之前的裂縫得以愈合，從而緩解混凝土里鋼筋的疲勞性，構件的抗疲勞性同樣會增強，這在一些大的工程中會經常用到[1]。將預應力技術應用于公路橋梁施工可以讓橋梁結構的內力得以調整，換言之，要是橋梁工程涉及到較大的跨度，通過這種技術的使用確保工程更加完整，公路橋梁穩定性更高。

橋梁結構自重量因為預應力技術應用在一定程度上可以減輕，原因在于高質量施工材料是預應力技術應用中的輔助，即高度粘性的混凝土、高強度的鋼筋，使得施工質量有了保障，減少材料數量，最終讓結構自重量減輕，提高鋼材利用率。基于經濟性來分析，可以讓施工方的成本降低；基于鋼材質量性分析，結構自重減少可以使公路橋梁有更好的承載力。

1.2 預應力結構劣勢

公路橋梁施工中，預應力技術應用也存在一些缺陷。不過相比于工程施工，而不是針對工程質量。盡管能使公路橋梁施工的質量提高，不過卻會提示工程施工難度，并且不少工程環節都存在一定控制難度。例如：預應力技術由于復雜，要求施工方有很強的施工能力，施工設備要求也高。因此，預應力技術在施工中所需要的技術人員必須經驗豐富、操作能力強，并且還應該確保機械設備的使用不違背預應力技術要求。混凝土結構中，預應力技術運用要求高，要是使用不正確就會出現反拱問題，也就是所謂的反拉應力，會對公路橋梁工程施工質量產生明顯的不利影響。預應力結構使用存在制約條件，一般來說，大工程比較合適運用預應力，要是工程量較小，而其構件與跨度都小，要是應用過多的高質量施工材料，其投資成本會增加不少。

2 公路橋梁施工中預應力技術應用

2.1 預應力鋼絞線選擇

預應力鋼筋、低松弛鋼絞線、冷拉預應力鋼絲等是現如今世界上使用最為常見的幾種預應力鋼材。而低松弛鋼絞線是如今已知新型預應力鋼材，有著經濟高效、施工便捷、讓構建更輕更美觀的優點，很多建筑工程都在使用，例如：高架公路、大型橋梁等。預應力鋼絞線的運用能夠節省近一半的鋼材，有著很高的社會經濟效益。選擇預應力鋼絞線需要考慮斷裂荷載、松弛、表面狀態等性能參數，還有就是尺寸公差、品種規格、破斷荷載等標準。

2.2 預應力錨具選擇

摩阻及機械固錨是后張法預應力混凝土結構中會用到錨具。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，機械錨固類錨具的錨固主要是運用機械加工，讓預應力鑰材上部能夠有個良好的錨錠環境。一般來說，這種錨具是在高強度粗鋼筋或者是在集束型高強鋼筋中使用，少部分也用于不同鋼絞線或者單根錨旋的[2]。它的特征就是沒有很大的錨具應力損失，而且很容易鏈接，沒有灌漿之前能夠對預應力進行調整，比如：放松或者重復張扣。摩阻錨具多是用楔形錨具，以擠緊的方式讓預應力鋼材有錨旋作用，這種錨具有很多類型，應用廣泛，其噸位大，錨力變化多，很容易穿索。不好的地方在于會損失很多錨具應力，不便于連接。

2.3 預應力體系設計

OVM、XYM體系是預應力混凝土橋梁預應力體系經常使用的兩種類型。這種體系的頂板縱向鋼束使用的都是平豎彎曲混合的空間曲線，腹板頂端承托集中錨固，而底板鋼束的固錨則盡量用在齒板地方。這樣做是為了讓預應力能夠有最強的力臂，將其力學效應全面展現出來，并且布束和腹板比較靠近，預應力能夠讓傳力路線盡快分布到全截面；頂板束錨固于承托中，不用繁復地設置齒板構造，讓箱梁尺寸全部通過受力需求去控制設計；平面的頂板鋼束或者底板鋼束以相同的S線型錨固在設計位置，從而使錨固點的橫向力全部消失[3]。

2.4 預應力效應分析

基于預應力混凝土結構分析，一般是按照經驗對預應力鋼束分布圖進行假設，接著就是分析應力，對結構中的所有截面應力情況進行檢查，要是不符合條件，就對鋼束分布進行修正，在反復試驗中找出符合應力要求的鋼束分布圖。因此，實際上，預應力效應分析會對預應力筋、錨具與體系設計產生深刻影響。瞬時與后期損失是預應力損失計算的主要內容。瞬時損失是一種損失值，即鋼束錨固之前或者進行過程中出現的。而從后張預應力混凝土結構來分析，彈性壓縮損失、鋼束和預留孔道摩擦損失、錨具變形損失都包括在其中。后期損失主要出現在鋼束錨固以后，比如：鋼束松弛與混凝土收縮。

3 公路橋梁施工預應力問題和解決對策

公路橋梁施工中，預應力技術的使用并非全可以確保質量，也會出現不少問題。不過，工程施工的總體質量會受此影響，因而應該在細節上注意，不斷提升技術能力的同時強化競爭能力。

3.1 施工工藝存在的問題和解決對策

施工工藝是公路橋梁施工中的一種預應力問題，施工過程中有不少施工工藝問題應該解決。

3.1.1 張拉時間

預應力施工過程中，很難控制的一個問題就是張拉時間。其一是混凝土前期強度需要有保證；其二是施工完成后總體質量需要有保證。一般來說，澆筑完成以后3 d就是張拉時間。不過，混凝土強度與彈性的提升未在相同速度上，彈性速度比強度速度更快，在剛剛澆筑完不久后，其變形概率較大。故而過早進行張拉就會使得存留的預應力不夠，終將讓橋梁承載力不達標。反之，又會對橋梁承載力造成負面影響，因而在現場施工中，張拉時間應該按照工程地的情況進行有針對性的分析。

3.1.2 后張結構張拉力控制

科學控制張拉力是預應力施工中必須要做好的一點，特別是后張拉結構中的張拉力，要是在現實施工中施工行為不科學，那么橋梁質量就會因為張拉力控制受到極大影響。通常來說，張拉力控制與預應力筋控制是一起進行的，不過最重要的是張拉力控制，張拉力校核標準是預應力伸長值[4]。可是，在不少施工中，一般都是運用1.5級油壓來計量，這是一種有很大誤差的方法，會全面影響施工質量。此外，控制張拉力時，一般的施工者都缺乏專業化培訓，或者不專心操作，特別是計算伸長值的過程中，要是誤差大了，就會讓張拉力控制失誤很嚴重。要借鑒這個問題，首先就是對于張拉力的計算方式要先進；其次是提高操作中的職業你素養，選擇專業人員嚴格進行操作。對于伸長值計量的浮動標準，國家規范里提出要將其偏差控制在6%左右。

3.1.3 孔道壓漿

預應力技術中，孔道壓漿主要是讓鋼筋構件能夠共同工作，使鋼筋具有很好的工作性能。不過，真正進行施工時，這類工序中又會發生諸如管道壓漿不滿、滲漏等問題。出現這些問題是因為施工單位沒有在施工中高度重視這個工序。與此同時，孔的位置如何預留，漿體如何進行配比等都會有一定問題。要想解決，就需要在配置漿體的過程中，多使用外加劑途徑，從而使灰和水的比例降低到0.35，確保漿液有合理壓實度。此外，攪拌機械也一定要先進，讓攪拌速度更高，操作更加規范，從而使孔道壓漿質量更好。

3.2 錨具存在的問題和解決對策

錨具是預應力施工中最為重要的一個環節。可是，公路橋梁施工中，錨具鏈接處的尺寸選擇都或多或少不規范，所以，要想使施工質量更好，那么施工時就應該結合公路橋梁施工工程情況與施工規范進行解決。

3.2.1 錨具連接

此處所說錨具基本上是指扁錨。一般來講，扁錨應用有著一定的制約條件，相關的應用環境為結構截面尺寸有部分制約，也或是構造連接。而這里所發生的問題，一般都是因為施工單位過于重視經濟利益。扁錨共同應用在箱梁底板和橋梁結構中，還有的施工方甚至申請專利，這明顯不是一種正確的做法。由于公路橋梁施工中，扁錨施工的張拉是一步一步進行的，要是全面進行就會因為技術而受到制約，使鋼絞線缺乏平衡的受力。但要是留孔以扁波紋管的方式進行，而導致的問題會愈發嚴重。要想很好地解決這些問題，就需要在腹板、箱梁底等橋梁結構施工中不要運用扁錨。

3.2.2 錨具尺寸

這些年來，國內建材市場的建材價格存在不穩定的情況，而鋼管也屬于建材，其價格卻有增長形勢，但錨具價格卻一直降低，由此導致生產廠家感覺很困惑，利潤不斷降低，要想長久生存下去，就只能對材料偷減，從而得到更多利潤，不少廠家的錨具夾片長度都在偷偷削減；而相關的厚度與孔距等也在減小，錨具的質量也沒有保障。如此一來，錨具尺寸會對預應力技術施工質量產生直接影響，而錨的固定性是最受影響的一項。要想解決這個問題，那么就要注意預應力技術施工材料選擇，這個過程中檢查必須嚴格，錨具尺寸選擇，要是夾片長度不足50 mm，就不能用在施工中，還需要重視的就是按照工程情況選擇合理的尺寸與厚度。

3.3 預應力筋定位存在的問題和解決對策

必須認真遵從設計規范鋪設預應力筋的數量，位置一定要準確，平面要順直且不能相互絞纏在一起。設置張拉端時，預應力筋和錨板應該垂直，先安裝承壓板再將之固牢，不能使混凝土澆筑過程中出現移位問題。預應力筋位置與施工洞和預留洞口相遇時，預應力筋位置不斷且不絞纏，在與洞口相距30mm的地方進行布置。

對非預應力筋相關性進行核對時，應該參照曲線預應力筋坐標點，要是發現預應力筋和非預應力筋，或者是別的布管，例如：電線管存在沖突，通過分析確定以后，預應力筋鋪設應該優先進行，移動普通鋼筋位置，讓預應力管道位置正確，布管不要截斷鋼筋，施工中會有兩個出現較大移位的鋼筋部位，加固使用相同型號的井字鋼筋。接著根據確定的曲線制作、布筋。進行綁扎鋼筋之前，將墊層把墻邊線與鋼筋位置放出來，按照鋼筋重疊順序，做好封閉箍筋與縱橫鋼筋工作，根據梁內設計的鋼絞線位置，在梁內箍筋上牢牢焊接好專用支架。然后將專用的一些托輪布置在鋼筋籠里，以一端牽引另一端傳送的方式把絞線束逐漸輸送好。牽引穿鋪中護套不能受損，依照順序在專用支架U形卡中進行安放，急著將之扳成形。固牢絞線。再將螺旋筋、承壓板等進行安裝，要確保梁段40 cm中絞線束平行于梁軸。穿禁預應力筋，并順次就位好上層鋼筋，校對位置既要牢固又要嚴格。

預應力體系質量要想有所保證，就需要確保預應力筋與波紋管的安裝質量，對施工過程進行嚴格控制，確保灌注混凝土以后不會出現偏漏變形問題。具體方法就是，先認真檢查再使用波紋管，有沒有破損，要是損壞到不能修復的程度就一定不能用。去掉端頭的折角、毛刺等再安裝波紋管。檢查波紋管定位準確與否，不能出現左右移動或者上下浮沉的問題，位置偏差不能超出規范。用于波紋管定位的鋼筋網片與之間隔不能超過3 mm。如果管道周圍在進行電氣焊作業，就應該把薄鐵皮或者濕麻袋蓋在波紋管上，不能使之被損壞。要注意，施工之時鐵件之類的尖銳物品不能和波紋管相接觸，讓管道受到更好的保護。在施工時注意盡量避免振搗棒觸及波紋管。

4 結語

總而言之，預應力技術在公路橋梁施工中的應用率正在提高。也正是因此，我們要重視對施工中存在的問題進行關注，并通過自身的經驗采取有效的方式來解決這些問題，以推動預應力技術在公路橋梁施工中的廣泛應用，提高公路橋梁的施工質量。

參考文獻

[1] 肖啟濤，孫天生，開建新.預應力混凝土在路橋施工中的應用[J].中國新技術新產品，2010（8）：89.

[2] 劉偉.淺析路橋施工中預應力技術的應用[J].價值工程，2010，（21）：76.

[3] 徐繼光，趙莉.預應力在路橋建設中的應用及質量控制[J].民營科技，2009（9）：142.

[4] 金龍云，李浩銘.淺析路橋施工中預應力技術的應用[J].科技傳播，2011（8）：53.