公路橋梁施工中的預應力技術分析①

張必勇

摘 ? 要：隨著我國的交通運輸事業不斷發展，作為重要交通樞紐的公路橋梁的施工質量受到重視。為保障群眾的出行安全，公路橋梁的安全性必不可少，而在眾多施工技術之中，預應力技術便具有獨特的優勢保證建筑結構的穩定性。本文闡述了預應力技術的概念，分析預應力技術施工具體應用，旨在普及預應力技術在公路橋梁施工中的作用，為相關的施工人員提供參考，促進在公路橋梁工程中的發展。

關鍵詞：公路橋梁 ?預應力技術 ?優勢 ?具體應用

中圖分類號：U448.14 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）09（b）-0024-03

我國市場經濟穩步發展的同時也推動了交通運輸事業的發展進步，重要交通樞紐功能的公路橋梁工程便是其中關鍵的一個部分，其質量好壞直接影響了人們的交通出行，一定程度上還促進市場經濟的增長。在公路橋梁工程中，預應力技術因其材料成本低、施工時間短、穩固性強等優勢逐漸受到設計、施工的推廣應用。本篇闡述了公路橋梁中的預應力技術，分析其優勢及具體應用，探討它在公路橋梁工程中的實際應用價值。

1 ?預應力技術分析

預應力技術常用于混凝土結構，指在結構受荷載之前，預先對其施加壓力，改善結構的使用性能，提高構件的剛度，推遲裂縫的產生，且增加結構的耐久性。預應力是在公路橋梁的工程建設無外界壓力下，結合工程具體施工情況，在其外通過人為施加鋼筋的壓力。此種技術應用于公路橋梁建設中，主要是通過澆筑混凝土試塊，分析試塊的承載情況從而確定其結構承載力，有效保證建筑結構的穩固性[1]。采用預應力技術，增強了構件與構件之間的聯系，如同加箍的木桶，產生拉應力，在受彎構件施加預應力就會產生與荷載作用變形相反的變形，為構件多施加一道防護，增強其穩固性。

2 ?目前我國公路橋梁施工中預應力技術的應用現狀

在我國的目前的公路橋梁施工中，絕大多數均采用的預應力技術，且推廣范圍較廣，主要應用的內容為解決諸如波紋管堵塞等一類的問題，即應用解決混凝土澆筑過程中常見的問題。該問題對于整體的施工流程而言，影響相對而言比較嚴重，會導致后期實行預應力鋼絞線穿束時出現困難，且在張力預應力時會導致鋼絞線實際的伸長同預期出現差距，進而導致施工流程受到阻礙出現延長工期的現象，此外，也造成了施工中的不必要人力資源、材料資源的不必要浪費，導致施工成本進一步的增加[2]。但造成堵管的因素比較多，且大部分是由于施工的過程中未按照相關的規范來進行，導致波紋管定位的偏差和偏折。

3 ?預應力技術的具體應用

3.1 在公路橋梁下部結構中的應用

隨著高速公路建設的發展，高標準的橋梁不斷涌現，預應力技術除廣泛應用于橋梁上部結構之外，也逐步應用于下部結構當中，更多的高速公路從雙向四車道變為雙向六車道甚至更多車道，路面越來越寬，這就導致蓋梁橫橋向越來越長，需要更多的橋墩來對蓋梁進行支撐，才能滿足相應的受力要求，而預應力蓋梁能很好地解決這個問題，通過給蓋梁施加預應力，從而增加承載能力，增強結構受力性能和抗裂性能，同時也增加了橋梁整體穩定性。施工過程中，施工工人需結合橋梁的實際情況，按照設計合理地對蓋梁施加預應力，一般分兩次或三次進行預應力張拉，在梁板架設后再進行最后一次預應力張拉，因此在施工過程中需要隨時進行合理的調整，結合其建筑結構特點，觀察其構件的聯系、普通配筋和預應力筋、預埋筋、張拉槽之間的相對位置和實際荷載能力，應變性地做出相應措施，提高建筑結構的抗壓能力和荷載能力[3]。同時，由于預應力蓋梁施工屬高空作業，施工中應加強預應力孔道安裝、預應力筋就位等質量和安全管理;若兩次張拉的時間間隔過長，必須處理好預應力筋的防銹問題。

3.2 在鋼筋混凝土架構中的應用

應用良好適度的預應力技術，在公路橋梁的混凝土架構中具有重要作用，尤其是解決鋼筋混凝土凝固后產生裂縫的情況，通過在施工前增加受拉區域的抗拉能力，有效控制住裂縫的出現。將預應力技術應用于鋼筋混凝土結構中，施工前向受拉區域施加壓力，鋼筋產生拉伸自動回縮，減少混凝土的拉伸，提高混凝土的抗壓能力，從而減少裂縫的產生，提高整體施工質量和施工進度[4]。

3.3 在鋼筋混凝土路面上的應用

預應力技術在我國的工程建設中廣泛發展，在鋼筋混凝土路面上的應用也逐漸增多。類似于鋼筋混凝土架構的使用情況，在鋼筋混凝土路面上的投入使用因受到多方面的影響，還需考慮路面的環境、溫濕度及荷載情況。想要有效減少路面上裂縫的產生情況，采用預應力技術對路面進行約束，研究分析混凝土裂縫與環境、溫度等影響因素之間的關系，采取更加合理的應對措施，原本施工的基礎上施加預應力技術增加合理的縱向預應力來約束路面，減少并推遲了裂縫的產生，技術更為簡明有效，混凝土路面施工的效果也更好[5]。

3.4 在多跨度連續梁中的應用

多跨度連續梁施工是公路橋梁工程中的常見施工項目，其結構較為復雜，主要包括正彎矩和負彎矩兩個彎矩區。正彎矩區主要位于橋梁跨中，負彎矩區則主要分布在橋梁支座上，達到相輔相成的作用力關系。在實際多跨度連續梁的實際施工過程中，施工管理人員應在施工前根據工程建設的具體情況提前做好預案工作，以便及時應對施工過程中出現的突發情況。施工管理人員應首先確定好連續橋梁的設計抗彎能力，結合橋梁的抗彎能力，嚴格按照設計圖紙預應力筋置放于其負彎矩處，再按設計及規范要求施加預應力;采取科學合理的預應力技術，有效提升多跨度連續梁的抗剪能力，提高公路橋梁工程的安全性，減少安全事故發生的風險性[6]，使公路橋梁工程的整體施工質量進一步提升，及時應對施工過程中的影響因素及問題，節約施工的經濟成本和時間成本。

4 ?預應力技術的不足與應用策略

預應力技術在公路橋梁建設中存在明顯的優勢，但同樣也存在一定的缺陷，預應力技術在應用中也會存在一些問題。堵管便是公路橋梁施工中常見的一個問題。若施工人員在施工過程中未將管道的接頭處理好，忽視管壁出現的細微問題，或混凝土施工過程中振動棒導致波紋管破損而流入混凝土，亦或波紋管在混凝土澆筑過程中被擠壓變形導致預應力鋼筋無法穿過，將直接導致施工質量問題。另外不同鋼筋的承載力不同，也會限制預應力技術的應用。且預應力技術施工要求較高，施工人員的技術水平及認知也會導致預應力技術的運用存在一定的局限性。為有效應對這些問題，提高公路橋梁的施工質量，可按以下措施進行參考和改進。

4.1 鋼筋制作及安裝、孔道安裝定位

為保證鋼筋加工精度，應采用數控鋼筋加工設備進行制作;鋼筋焊接時，注意搭接長度，應先將接頭按規定的角度折彎，再焊接，以保證兩接合鋼筋軸線一致，不允許先焊再彎。

軸心受拉和小偏心受拉構件不應采用綁扎接頭。受力鋼筋的 連接接頭應設置在內力較小處，并應錯開布置。梁體的最大應力 處禁止設置接頭。配置在接頭長度區段內的受力鋼筋，其接頭的截面面積占總截面面積的百分率應符合規范要求。

鋼筋安裝應做到“數量足夠、間距均勻、位置準確”，安裝完成后，鋼筋應直順、無局部彎折。應嚴格按設計坐標進行孔道定位，并采用井字架或U型卡固定，確保孔道定位準確、牢固;曲線段應加密固定，每50cm設置一道定位筋。孔道接長應采用大一號的管道作接頭管，接頭管的長度宜30～50cm，兩端用膠帶纏繞密封嚴密，以防漏漿;砼澆筑前，應使用塑料撐管穿波紋管，以防止砼澆筑時管道變形。砼養生時，應封閉孔口，以防水和其他雜物灌入孔道。

4.2 混凝土澆筑有效施工

混凝土澆筑前，對模板、鋼筋、波紋管、錨墊板、預埋件等各個部位進行全面檢查，合格后方可進行混凝土澆筑。澆筑砼時應對砼的均勻性和坍落度等性能進行檢測。

砼振搗要密實，且避免發生過振或漏振。砼振搗時，要避免振動器碰撞預應力管道、預埋件、模板，對錨墊板后鋼筋密集區應認真、細致振搗，確保錨下砼密實。

在預應力混凝土灌注過程中，指定專人檢查模板、鋼筋，發現螺栓及楔子、支撐等松動應及時擰緊和打牢。發現漏漿應及時堵嚴，鋼筋和預埋件如有變化移位及時調整保證位置正確。

4.3 預應力混凝土張拉施工

制訂張拉專項方案時，不得采用圖紙假定的彈性模量值計算理論伸長值。因每批次預應力筋（每盤均有編號及彈性模量）實際彈性模量不同（即不是固定值），故應根據每批次每盤預應力筋實際彈性模量計算理論伸長值，以免無異常情況，因張拉時量測的實際伸長值超出假定的理論伸長值±6%，而編造虛假張拉記錄。

θ的取值（從張拉端至計算截面曲線孔道部分切線的夾角之和），應區分預應力筋曲線孔道是平彎、豎彎還是平、豎彎疊加。張拉時間應實行強度和齡期雙控，不宜過早張拉，以免因砼收縮徐變導致預應力損失過大;正、負彎矩預應力束的張拉順序應嚴格按設計要求進行。設計無規定時，應遵循先長束，后短束，對稱均衡原則。

錨頭部位砼出現裂紋時，應立即停止張拉，查明原因。

4.4 孔道壓漿強度

漿液壓入梁體孔道之前，應首先開啟壓漿泵，使漿液從壓漿嘴排出少許，以排空壓漿管路中的空氣、水和稀漿。當排出的漿液流動度和攪拌罐中的流動度一致時，方可開始壓入梁體孔道。

壓漿時，對曲線孔道和豎向孔道應自下而上壓漿;對結構或構件中以上下分層設置的孔道，應按先下層后上層的順序進行壓漿。同一孔道的壓漿應連續進行，一次完成。壓漿應緩慢、均勻地進行，不得中斷，并應將所有最高點的排氣孔依次一一打開和關閉，使孔道內排氣通暢。

4.5 實際施工中預應力損失

由于預應力混凝土生產工藝和材料的固有特性等原因，預應力筋的應力值從張拉、錨固直到構件安裝使用的整個過程中不斷降低。預應力損失一般由兩部分組成，即瞬時損失和長期損失。其中，瞬時損失包括摩擦損失、錨固損失（包括錨具變形和預應力筋滑移）和混凝土彈性壓縮損失。長期損失包括混凝土的收縮、徐變和預應力鋼材的松弛等三項，它們需要經過較長時間才能完成。在進行具體施工時，諸如應力鋼筋與孔道壁之間的摩擦、錨具變形、預應力筋松弛或滑移、混凝土收縮和徐變等，均會導致預應力出現不同程度的損失，這些損失是不可避免的，但可通過采用相應的施工措施（如尺量選擇變形小的錨具和夾具，選用內縮量小的預應力筋;加強振搗，提高混凝土密實性;加強混凝土養護，以減少混凝土收縮等）或是超拉張來降低其預應力的損失，以此來充分保障預應力的結構質量。

5 ?結語

預應力技術運用于公路橋梁的施工中既有其明顯高于普通施工技術的優勢，同時也存在一些不足，在實際施工過程中，只要嚴格按照設計及規范進行施工，預應力技術既能保證公路橋梁的施工質量，同時可縮短時間和物力成本，有利于我國公路橋梁工程的蓬勃發展。

參考文獻

[1] 樊江勇.公路橋梁施工中的預應力技術分析[J].居業，2017（1）：107.

[2] 張小帥.公路橋梁施工中的預應力技術分析[J].交通世界，2017（23）：33-34.

[3] 甄巧.公路橋梁施工中預應力技術分析[J].交通世界，2018（9）：59.

[4] 胡俊茂.公路橋梁施工中預應力技術分析[J].門窗，2017（11）：90.

[5] 何川.預應力技術在公路橋梁工程施工中的應用與分析[J].冶金叢刊，2017（10）：12-13.

[6] 杜偉永.公路橋梁施工中對預應力技術的有效應用[J].城市建設理論研究：電子版，2017（12）：172-173.