公路橋梁施工中預應力技術的應用探究

徐福杰

（承德市交通運輸局，河北 承德 067000）

1 引言

在公路橋梁的施工過程中，為了保證工程質量，需要應用各種技術，施工過程較為煩瑣，需要進行很多工作，如底模制作、鋼筋加工、安裝等。將預應力技術應用到公路橋梁施工中，可提高公路橋梁的承載能力，提升公路橋梁的質量。然而，在預應力技術的實際應用中，一旦出現技術問題，會影響工程結構質量，留下安全隱患，因此，應加強對預應力技術的應用探究。

2 預應力技術的含義與作用

在各種建筑的實際施工過程中，通過在混凝土工程中應用預應力技術，可使混凝土構件產生預應力，從而減小或抵消外界條件對混凝土的拉力影響[1]。傳統建筑過程中，混凝土的抗壓能力一般較高，但抗拉能力不足，一旦施工中出現技術問題，會出現建筑開裂現象，嚴重影響建筑施工，工程質量無法保障。因此，建筑施工應通過預應力技術增強混凝土的抗拉強度，提高混凝土的抗滲性能、抗疲勞能力與抗裂能力，還可減少混凝土、鋼材等材料的應用，延長工程壽命。

將預應力技術應用在公路橋梁施工中，主要有提升建筑承載力，延長橋面使用壽命及優化橋梁結構、節省建筑材料3種作用[2]。

1）提升建筑承載力。承重構件是公路橋梁的施工基礎，只有建設高質量的承重構件，才可承載更大壓力，滿足公路橋梁的負載量，為路面施工打好基礎。因此，在公路橋梁施工過程中，對承重構件的要求極高，若采用碳纖維貼片的技術方式對承重構件進行處理，難以滿足現代施工的需要。因此，應用預應力技術對承重構件進行處理，可減少承重構件內部產生的拉力，同時受拉部分可產生一定壓力，防止拉力過重，有效提高結構質量，提升承重構件的整體承重能力，對公路橋梁的施工起到關鍵作用。

2）延長橋面使用壽命。公路橋梁的施工質量是公路橋梁安全運行的基礎。傳統公路橋梁的施工中，橋面的施工往往為預先構筑，再經過吊裝拼接而成。而在對橋面施工中，應用預應力技術可有效改善橋面剛度與強度，提高橋面的承載力與抗形變能力，延長橋面使用壽命，增加公路橋梁的安全性。

3）優化橋梁結構，節省建筑材料。預應力技術可以增強橋梁強度，因此，可以對路橋整體結構進行優化，使公路橋梁更具美觀性與實用性。預應力技術可以增強市政路橋結構的緊密性，在施工過程中，減少了對鋼筋等原材料的使用，節省了建筑材料，降低了建筑成本，同時在建筑過程中，混凝土的使用也會相應減少，由此節省下來的澆筑時間可以加快工程施工進度，縮短施工周期，便于控制公路橋梁的整體建設。

3 公路橋梁施工中預應力施工技術的應用

3.1 受彎部件中的應用

公路橋梁施工中，混凝土是重要的建設材料。但混凝土的抗拉、抗彎性能較差，通過應用預應力技術，可很好地解決混凝土抗彎性能差的問題。預應力技術可提高混凝土的抗彎性與抗拉性，保證建筑質量，減少了后期養護與維修。

3.2 碳纖維片中的應用

隨著我國經濟、技術的不斷發展，公路的建設規模逐漸增大，公路橋梁的建設也在逐漸增多。為了保證橋梁的安全性，我國對公路橋梁的抗彎能力要求越來越高。然而，傳統的公路橋梁施工中，難以保證公路橋梁的抗彎能力，因此，需要應用預應力技術來保證公路橋梁的抗彎能力達標。碳纖維片是公路橋梁施工中的一種優質材料，可以對公路橋梁施工中的薄弱位置進行加固處理。應用預應力碳纖維板加固技術，可基于碳纖維板的特點提高結構的屈服荷載與極限承載力，具有抗沖擊性良好、耐腐蝕性強的特點。在施工過程中應用預應力碳纖維板，可簡化施工工藝，節約成本，可滿足公路橋梁進行長距離施工的要求，無須傳統施工的搭接形式，進一步保證了施工的工期與橋梁質量。

3.3 混凝土路面中的應用

公路橋梁使用過程中，常規損耗如長時間的車輛碾壓，冰雪、雨等惡劣環境的侵蝕等，會影響路面混凝土結構，出現路面變形、裂縫等[3]。為減少這些常規性損耗，避免橋梁公路在使用中出現質量問題，需要在公路橋梁的施工過程中根據現場情況應用預應力技術增強混凝土的抗壓性。如在混凝土施工過程中，應用縱向預應力施工方式，可防止混凝土路面出現裂縫，應用橫向預應力技術可避免混凝土路面出現縱向裂縫。在應用預應力技術時，施工人員要控制好混凝土的配合比，保證施工質量。

4 提高預應力技術施工質量的策略

4.1 預應力筋的定位

布設預應力筋時，結合項目實際情況與相關標準，保證預應力筋的準確性，以此保證平面的良好順直性。（1）在張拉端布置預應力筋時，控制其位置，使預應力筋與錨板垂直，布置好承壓裝置，避免在混凝土澆筑作業中預應力筋出現位移現象[4]。（2）在與非預應力的相關性進行核對時，明確坐標位置，以曲線預應力筋位置為坐標依據，在預應力筋與非預應力筋實際布設過程中，一旦相互沖突，應保證預應力筋按照初始設計布設，根據現場施工對鋼筋位置進行調整。（3）準備實施捆扎工作。綁扎前在墊層上標注鋼筋、梁的具體位置，依次進行捆扎。（4）保證預應力筋與波紋管安裝質量，進而保證預應力技術質量，需在施工過程中進行嚴格控制，保證波紋管灌注后不會出現形變、堵塞等問題[5]。

4.2 控制灌漿作業質量

高應力條件下，為防止應力筋出現腐蝕等現象，需提升預應力壓漿施工質量，一般在錨固后2 d 內完成，漿液拌制壓入孔道時間≤40 min[6]。橫向或曲線孔道應將壓漿壓力控制在0.5～0.7 MPa，當孔道長度超過80 m，最大壓力應≤1 MPa，豎向孔道壓漿壓力控制在0.3～0.4 MPa。壓漿時，計算壓漿飽和度，實際數值應≥100%，若＜100%，需檢查原因，優化工藝，進行補漿。壓漿飽滿度計算公式為：

式中，S 為壓漿飽和度，%；V1為灌入每個孔道內漿液實際總量，mL；V2為排出孔道內漿液總量，mL；Vk為孔道體積總量，mL。

4.3 波紋管漏漿堵管防治措施

波紋管應具備一定的剛度與強度，當管材外觀出現損傷，應及時更換，選擇與其匹配的管道進行連接，做好連接部位的處理工作，滿足其緊密要求[7]。橋梁混凝土初期凝固前，應采用相應處理設備進行質量檢查，若使用預制預應力管道，施工過程中應拉動內部鋼絲束，待混凝土正式澆筑完成，實施通孔檢查，對異常情況進行處理。在進行疏通過程中，一旦出現特殊情況無法進行，需明確堵孔位置，開鑿疏通，所有預應力管道在每個定點增設相應排氣孔，排氣管、水落管等管道應用內徑20 mm 的標準管，長度從管道引出結構外，后張法預應力管道安全允許出現偏差，允許偏差值見表1。

表1 后張法預應力管道安全允許出現偏差值

4.4 施工過程質量控制

施工過程中的質量控制是提升預應力技術的關鍵，可以通過以下幾點進行控制：（1）預埋階段加強曲線形狀的質量控制，重視各控制點的標高控制，加強工序檢查，保證曲線形狀、標高控制點的質量；（2）張拉與灌漿過程中，嚴格按照標準流程進行施工，保證張拉應力、伸長值符合標準要求，灌漿計量準確，進而加強施工效果；（3）注意細節控制，保證預應力孔道接口處、排氣孔管連接處、外露灌漿孔等位置的密封性，防止出現漏漿現象，避免異物將孔道堵塞；（4）保證混凝土澆筑效果，用振搗棒進行振搗時，注意力度適中，不可觸動預應力孔道與錨具，不可出現漏振、過振現象，保證混凝土的施工效果；（5）澆筑混凝土后，檢查孔道，清除雜物，保持孔道暢通。

4.5 提高施工人員素質

在工程竣工后的安全評估階段，相關管理工作者應完成應盡的職責，完成項目整體評價工作。然而，當前相關建筑管理部門對預應力技術的管理不足，主要原因為管理人員缺乏、專業素質不高等，難以滿足公路橋梁的建設需求，因此，需要加強管理人員培養力度，提升其綜合素質。首先，對管理人員定期開展專業知識與技能相關的培訓，增強管理人員的管理能力，使其對預應力技術有一定了解，可以進行合理、科學的工程管理，為施工建筑帶來安全保障；其次，施工企業要對管理人員的上崗資格進行審查，落實工作制度，保證管理人員的專業水平能力；最后，落實管理職責，施工過程中，一旦出現質量問題要追究到施工個人，加強管理人員的工作主動性，進而加強預應力技術的使用。

5 結語

公路橋梁施工中，預應力技術的使用項目較多，可保證橋梁施工的正常運行，延長橋梁壽命，增強橋梁的承載能力，保證橋梁質量，也可讓整個工程的安全性有所保障。因此，需在公路橋梁工程的基礎上，要針對相應關鍵環節有效把握預應力施工技術，做好質量控制。在今后的施工中，要認識可能存在的問題，采取相應措施，注重施工經驗的總結，提升工作人員素質，從多個方面入手加強預應力技術在建筑工程上的應用，使公路橋梁施工質量全面提升。