公路橋梁工程建設中的預應力處理技術

（中交一公局第七工程有限公司，河南鄭州 451450）

1 工程概況

項目位于三門峽市，下穿隴海鐵路，建設有重丘一號、重丘二號隧道、特大橋等，項目沿線地形以山地、丘陵、黃土塬為主。全線總長11.961 km，定位為城市主干路，設計速度50 km/h，雙向六車道，呈東西走向。

2 預應力處理技術概述

2.1 基本原理

預應力處理技術是優化結構受力條件、提高結構穩定性的重要技術形式，在現階段的混凝土結構施工中普遍應用該項技術，可保證結構的質量，以免出現裂縫等問題。在公路橋梁工程建設領域，須在正式使用前施加壓力，通過此方式優化橋梁的微觀結構，改善結構的狀態，使其可有效承受壓力，以免在運營階段發生結構、全橋失穩等問題[1]。實踐表明，在公路橋梁施工領域應用預應力處理技術后，可達到保質量、增效益的效果。

2.2 實際應用

合理應用預應力處理技術后，有利于發揮技術的驅動作用，充分調度各項生產資源，在安全的環境下高效完成公路橋梁的建設工作。為了加深對預應力處理技術的認識，需要梳理其技術要點，依據規范有序操作，建造高品質的市政橋梁工程。根據市政公路橋梁工程的特點，在應用預應力處理技術時應重點做好路面和橋梁結構兩部分的建設工作。

（1）路面施工。混凝土是工程建設領域的關鍵材料，其具備較高的抗壓能力，造價相對較低，因此，成為大部分工程項目中的首選材料。在市政公路橋梁工程中，路面和橋面的施工以混凝土灌注的方式居多，在施工過程中應用預應力處理技術后，可提高路面的受彎和受拉性能。例如，在混凝土施工期間摻入適量的鋼筋，發揮該類材料的抗拉作用，可保證結構的完整性，以免出現不規則的裂縫。

（2）橋梁結構施工。橋梁的建設環境較為復雜，保證橋梁結構的穩定性較為重要。在應用預應力處理技術后，可以將預應力施加至特定的加固構件處，使結構受到的拉應力、壓應力均穩定在相對較低的狀態，確保構件在抗變形和承受荷載能力方面均具有較好的應用效果。大量市政公路橋梁工程實例表明，預應力處理技術的應用優勢顯著，以合理的方式將相關作業落實到位后，可提高橋梁的穩定性，以滿足車輛通行的穩定性和安全性需求。

預應力加固處理如圖1所示。

圖1 預應力加固處理示意圖

項目中起訖樁號為K0+00～K5+000，長5 km，沿線建設有1座1 259 m的蒼龍澗特大橋。下部為樁柱式結構，包含方墩、圓柱墩、等截面及變截面高墩，樁基總量242根，變截面空心薄壁墩總量20座，裝配式預應力T梁共250片。

3 預應力處理技術在公路橋梁施工中的具體應用分析

隨著公路橋梁建設事業的持續發展，預應力處理技術應運而生，其對鋼筋、混凝土等材料的質量均提出較高的要求，形成受力良好、穩定可靠的預應力結構，豐富公路橋梁工程的功能，滿足安全性、穩定性、耐久性、舒適性等多層面的要求。預應力處理技術具有系統性，將其應用于公路橋梁工程時應嚴格把控技術要點，根據各結構的特點合理應用技術，切實發揮技術的驅動性作用。

3.1 在鋼筋混凝土結構中的應用

市政公路橋梁施工中，裂縫是鋼筋混凝土結構中較為普遍的質量問題，會影響結構的美觀、破壞橋梁結構的穩定性，導致其存在較大的失穩概率。在鋼筋混凝土結構的施工中，以合理的方式應用預應力處理技術，可以有效改善鋼筋混凝土結構的受力狀態，使其具有足夠的抗拉強度，維持結構的完整性，降低裂縫的發生概率，縮小其不良影響范圍。

3.2 在混凝土承重構件中的應用

承重構件是公路橋梁工程中較為關鍵的部分，其有利于提高混凝土橫縱荷載承載力，但其難以承受大量的側面荷載，易處于失衡的狀態，加大了變形和裂縫的發生概率，隨時間延長，會影響橋梁結構的穩定性。在應用預應力處理技術后可提高構件的剛度和強度，保證混凝土結構具有較高的承載力，在運營階段維持穩定，可以降低裂縫及變形等質量問題的發生概率，充分發揮混凝土結構的工程性能優勢。

3.3 在橋梁結構加固中的應用

依托預應力處理技術可達到加固公路橋梁的效果，該項技術的覆蓋具有全面性，保證了各構件的結構性能，共同組成可靠的橋梁結構體系，提高公路橋梁的耐久性。在公路橋梁施工階段，以合理的方式應用預應力處理技術后，可改善結構的受力條件，增強其承載能力，保證其具有穩定性。

3.4 在混凝土承彎構件中的應用

承彎構件在公路橋梁結構體系中占據較大的比重，在確保混凝土的強度等指標滿足要求后，成型的混凝土結構普遍可承受橫縱荷載，但難以承受側面荷載，會加大裂縫、變形等質量問題的發生概率。

在公路橋梁運營階段，若結構側面受壓力過大，內部結構的完整性易受到影響，會出現變形、裂縫等質量問題。預應力處理技術提高了結構的強度，相較正常施工狀態，混凝土結構承受側面荷載的能力也有所提升，構件更易于維持穩定，無明顯的裂縫、變形等質量問題。

4 對預應力施工質量造成影響的主要因素

4.1 材料方面

市政公路橋梁建設領域，應保證原材料的質量，滿足其在強度、剛度等方面的要求，否則無法發揮預應力處理技術的應用優勢，增加質量隱患，可能會由于一處或多處出現質量問題，影響市政公路橋梁的正常使用，阻礙城市社會經濟發展進程。應以施工需求為導向合理選擇質量達標的材料，與優質的供應商合作，加強進場時的質量檢驗及進場后的日常保管。

4.2 預應力筋的定位

預應力筋的使用應同時考慮數量、位置、形態（表面具有順直、完整的特點）等多個層面的要求。在張拉端施工過程中應調整預應力筋的形態，使其與錨板呈垂直的空間關系；承壓板應具有穩定性，以免在混凝土澆筑施工的擾動性作用下發生偏位現象。預應力筋所處位置存在施工洞時，可在與洞口邊相距30 mm的位置布設預應力筋。全面做好預應力筋的安裝作業，有利于預應力技術的合理應用，取得更好的施工效果。

預應力處理技術應用過程中，鋼絞線的穿束為關鍵控制環節，對工程整體質量的影響較為顯著。在鋼絞線穿束施工過程中，應根據需求選擇合適型號的鋼絞線，施工前后均應對鋼絞線做全面檢查，受損的鋼絞線不可投入使用，施工后若存在鋼絞線受損的情況應及時采取修復措施。例如，可通過低溫試驗分析鋼絞線在特殊環境下的使用情況，確保其可在不同的條件下均可維持穩定。

預應力處理技術中的張拉力構件如圖2所示。

圖2 預應力處理技術中的張拉力構件

4.3 施工控制

（1）結構參數的控制。以質量要求和現場作業條件為標準合理優化結構參數，保證其具有合理性，以便在此基礎上制定施工方案，作為正式施工的指導[2]。如做好應力分析，使應力分析具有理想的精度效果。為了保證力分析的結果準確度，技術人員應明確橋梁工程的具體建設目標，以便圍繞應力情況的各個方面展開分析，掌握相應的施工對象，為預應力施工提供技術參考。在預應力大小的分析和處理中，掌握預測工作，準確預測橋梁工程可承受的外部載荷，設定預應力，使其具有較好的抵消效果，提高橋梁工程的耐久性。

（2）施工工藝的選擇與優化。預應力處理技術應用過程中，選用的施工工藝須與實際條件相適應，確保各項作業可高效落實，提高施工的秩序性。

（3）加強施工監測。在施工期間應由專員做好質量檢查，及時掌握施工的具體質量情況，若存在異常狀況應及時查明成因，采取針對性的處理措施；對施工期間產生的各項數據均應完整記錄，作為后續質量分析的依據。

5 結語

市政公路橋梁建設規模隨城市的發展日益擴大，社會各界對其建設、運營的品質提出更高的要求。在市政公路橋梁建設領域通常采用預應力處理技術，其能夠解決傳統方式下混凝土結構承載力不足、裂縫發生概率高等問題。預應力處理技術的應用要點較多，應從選材、張拉、防護、質量檢驗及控制等方面切入，嚴格把控技術要點，充分發揮預應力處理技術在橋梁建設領域的作用。施工人員應遵循因地制宜的原則，適時優化預應力處理技術，提高其適應性。