公路橋梁施工中預應力技術施工工藝與質量控制探析

張花蘭 百思特建設股份有限公司

1 前言

預應力技術不斷完善提高使得我國公路橋梁工程迅速發展，公路橋梁施工中預應力技術施工工藝與質量控制探析也成了人們重點討論的一個話題。20世紀80年代，公路橋梁工程為保證預應力技術提高、達到預應力鋼材質量合格的目的，進口引進穩定化處理的低松弛絞線生產線，從而提高了預應力技術。在20世紀90年代以后，公路橋梁工程為了提高錨具質量，從而延伸出夾片熱處理技術。夾片熱處理技術成功運用實現了公路橋梁工程的目標。21世紀以后，如何提高預應力混凝土結構的耐久性成了公路橋梁，施工過程中的一大難題。

經過學術界相關技術人員的探討和長期的實踐經驗得知，公路橋梁施工中預應力技術施工工藝與質量控制在達到一定要求的時候，預應力混凝土結構的耐久性才得以提高，從而保證公路橋梁的正常施工以及公路橋梁后期建成的質量。在公路橋梁的施工過程中，施工工作人員要對預應力混凝土結構了解清楚，同時要知悉預應力混凝土結構施工的難度以及預應力混凝土結構施工在公路橋梁中起到的重要作用[1]。施工工作人員在公路橋梁的施工過程中，需秉著高度認真負責的態度對待施工，按照施工的每項操作規范要求合理進行施工作業。相關技術人員制定公路橋梁施工方案的時候，要從管理組織體系、預應力材料以及施工工藝三方面下手，從而達到進行施工控制的目的。公路橋梁的預應力施工過程中，相關技術人員根據預應力技術的施工工藝和質量控制方面制定相關方案，在施工過程中遇到的多數問題都必須考慮在內，以達到遇到問題的時候能夠及時解決的目的，從而不影響施工的進程。制定相關方案的時候也要考慮到實際施工與理想情況的誤差。

2 預應力施工過程中主要問題

2.1 預應力空心板梁張拉過程為何會出現縱向裂縫

預應力空心板梁在張拉過程中會出現縱向裂縫，第一個原因是先張法。先張法會導致預應力空心板梁張拉過程中出現縱向裂縫，空心板梁在梁端部放張后頂底版中部位置周圍發生從兩端至跨中延伸的1m～2.6m，導致產生很多縱向裂縫[2]。縱向裂縫產生的原因有很多，放張作業不按照作業規范要求進行是縱向裂縫產生的主要原因，不了解作業規范要求的施工工作人員用乙炔一氧氣進行切割放張，或者直接進行單面放張，切割不按照對稱的要求進行，擺放的時候順序雜亂無章，多種原因使梁體雙面受力不均勻，從而使預應力空心板梁在張拉過程中產生許多兩端至跨中延伸的縱向裂縫，影響公路橋梁的施工進程。

再者是后張法。預應力空心板梁在后張法的施工進程中，會出現像先張法施工工作人員操作不當出現的縱向裂紋，有時候還會發生梁端底板的混凝土直接破碎壓裂。在第一次進行張拉時梁端部混凝土的位置要放置準確，混凝土的位置要根據與預應力的作用擺放，在進行張拉的過程中，張拉的速度不得過快，也不得過慢，要以合適的速度進行張拉過程，混凝土的質量也可能會影響梁端底板出現破碎壓裂，在施工過程中，不管是混凝土還是其他東西，質量方面必須保證過關。如果單方面因為質量而產生縱向裂縫，造成的后果是得不償失[3]。梁端底板周圍的混凝土沒有達到凝固的作用，也會影響梁端底板。施工工作人員在工作的時候，要清楚明白的了解自己的工作以及規范要求，不能因為人力的不規范操作影響施工進程。

2.2 張拉過程中梁體側向扭曲和梁端底部混凝土破碎壓裂現象

工字梁馬蹄預應力一般是分為上下兩排，每排有兩個孔。在張拉過程中，預應力在進行受壓的時候，對一個孔進行使力受壓，另一個孔也受到相當的壓力，就容易造成梁體側面扭曲的現象。其次，在張拉過程中，一個孔收到預應力施壓，側面空隙比較大，孔會向側面空隙地方傾斜，也會出現梁體側向扭曲。在張拉過程中，預應力進行施壓的時候人為控制注意壓力的大小，防止受壓過度產生梁體側向扭曲。

在上文提到過，在預應力空心板梁施工過程中后張法會導致梁端部混凝土破碎壓裂。不僅僅是后張法會產生梁端混凝土破碎壓裂的現象，在工字梁進行張拉的過程中，由于預應力的各種作用也會產生梁端混凝土破碎壓裂[4]。在預應力的作用下，梁體受到壓力較大，產生反拱現象，兩端底部會因為梁體的反拱作用產生摩擦力，摩擦力加上梁體自身的重力壓迫，梁端混凝土摩擦力和重力的共同作用下不堪重負，產生破碎壓裂的現象。

2.3 預應力發生過大損失

預應力在發生過大損失的原因具體有兩個。首先是砂的質量，砂的質量好壞對預引力的大小有一定的影響。先張法在放張過程中主要是利用砂箱法進行作業，如果砂的級別配置較低，打不到放張技術作業的要求，施工過程中由于砂的空隙率大，砂箱會發生一定程度的壓縮影響放張的作業進度，從而使預應力損失過大。

在公路橋梁的施工過程中，一般橋梁的設計制定大多增強混凝土的配置強度或者使用早強劑，在使用增強混凝土的配置強度或者早強劑以后，澆筑梁體4d～5d，混凝土的強度便會達到設計強度的3/4往上，有一些甚至會達到90%以上，但《公路橋涵施工技術規范》并未對齡期做出明確規定，導致梁體混凝土在澆筑4d～5d后立即進行張拉。

3 解決措施

在先張法導致空心梁板出現縱向裂縫的中，從導致出現縱向裂縫的原因入手，要求施工工作人員按照工作規范要求進行作業，不能進行單面放張，在放張的時候要均勻[5]。在放張整批很多的時候，可以根據要求選擇千斤頂法或者砂箱法。千斤頂法和砂箱法各有各的好處以及不足，施工工作人員在作業的時候，利用千斤頂法和砂箱法的優點，避開兩種方法的不足之處，從而促進工作效率的提高。

后張法導致梁端出現混凝土壓碎破裂的現象，混凝土的質量也有一定的要求。在梁端混凝土最后的施工過程中，施工工作人員要認真查看每一步是否操作規范。在預應力筋張拉次序過程中，施工工作人員要按照正確操作規范要求進行作業，不能隨便張拉。在梁端布筋的設計中要詳細考慮張拉時造成的區域應力集中，提高螺旋筋或者橫向分布鋼筋總數，適量增加梁端以及封錨端的混凝土幾何尺寸。利用不同方法共同解決空心梁板出現縱向裂縫的問題。

張拉過程中梁體發生側面扭曲原因主要是張拉的時候孔受到壓力過大，需要在張拉的時候一層一層進行。第一次進行張拉的時候，逐孔預應力增加至50%的張拉控制應力σcon。第一孔張拉至50%的σcon以后，再對另外一個孔進行張拉，依次進行，順序不能顛倒。一層一層進行張拉能夠很好地避免梁體發生側面扭曲。在張拉過程中梁體發生側面扭曲主要與張拉時候的操作有關[6]。在張拉的過程中，施工工作人員要按順序一層一層進行張拉，保證不能因為人為原因影響梁體發生側面扭曲。

工字梁在進行拉張的過程中，由于預應力的作用梁端底部的混凝土會發生破裂壓碎。維修工作人員可以在梁端底部增加一塊膠板，膠板會承受預應力在梁端底部作用，混凝土受到的壓力較小，也就不會產生破裂壓碎的現象。或者，維修工作人員在梁端底部放置一塊倒角，倒角會增大底部與混凝土的接觸面積，在張拉的過程中也可以避免產生混凝土破裂壓碎的現象。梁端底部混凝土發生破裂壓碎的現象，與混凝土的質量也有一定的關系。混凝土質量在選擇的時候要使用級別配置高的混凝土，不能只因為價格方面就選擇質量不能夠保證的混凝土。

預應力如何減小？首先，預應力的材料要保證質量。質量達不到標準的材料，會導致預應力損失偏大。再者，施工工作人員的操作規范。只有施工工作人員按照作業的標準進行操作，才會避免預應力損失偏大。預應力施工過程中的任何一項進程，都與施工工作人員的規范作業有一定關系。公路橋梁的施工過程中要求施工工作人員在工作的時候，對工作認真負責，不能偷懶開小差，要對作業的規范要求了如指掌，根據規范要求進行日常作業。在施工過程中發生問題時，要及時向上級報告，聯系相關技術人員解決問題[7]。而且，梁體的混凝土不能過早進行張拉，混凝土的質量也有要求，混凝土的質量偏低，會直接導致混凝土產生破裂壓碎，影響施工進程。最后，砂的級別配置要求也較高。使用級別配置高的石英砂會從根本上避免產生預應力損失。

在公路橋梁的預應力施工過程中，換算張拉記錄非常重要。施工工作人員在進行換算張拉記錄的時候要從本質上分清楚張拉力和油壓表數的不同。由于張拉力和油壓表數代表的單位和數值不同，施工工作人員在記錄時需分開記錄，不能混淆。張拉時2σ0時的張拉力經常用兩倍的σ0時的油壓表數替代，并且張拉控制應力對應的油壓表數。沒有根據壓力表和千斤頂配套校驗校正報告給定的對應參數，相反通過內插法進行換算。計算伸長量的時候，施工工作人員要時刻注意千斤頂伸長的工作長度量，在計算的時候不能忽略千斤頂伸長的工作長度量，否則會影響最后計算的數值，從而影響預應力的施工進程。

4 結束語

綜上所述是筆者對公路橋梁這樣工程所展開的分析，要知道在現階段中公路橋梁的預應力實際施工面臨著很多的難題，人們在探索過程中只學到了一點點皮毛，這也就意味著有更多的難題在等待人們利用自己的智慧去解決。只有不斷地完善和改進預應力技術，才能使我國公路橋梁的工程技術更進一步。在公路橋梁的預應力施工進程中，不管是施工工作人員還是相關技術人員，碰到難以解決的問題，要學會迎難而上，共同探討，學會利用理論知識和工作實踐，不斷積累經驗，從而解決施工進程中遇到的各種問題，為我國公路橋梁的發展獻上自己的一份力量。