公路橋梁施工中預應力技術措施及質量控制分析

高劍鑫

（福建省高速公路養護工程有限公司，福建 福州 350108）

0 引言

隨著時代的快速發展，全球經濟發展一體化進程不斷加劇，交通運輸事業在經濟社會發展中，占據了比較高的地位，尤其是現在對于區域經濟的發展，都離不開運輸事業的支持，同時也需要相關職能部門的引導和支持，在建設公路橋梁的過程中給予較高的重視。在公路橋梁建設過程中，預應力技術能夠使相關的建筑材料充分發揮其高強度的性能，結合現在的先進技術預應力還可以有以下幾點優勢：第一點，在建設材料上可以起到節約材料的作用。第二點，利用力學性能，提高公路橋梁質量。第三點，具有穩定的公路橋梁結構安全系數指標等優勢。所以，外部預應力技術已經在新時代的工程建造過程中，被普遍應用于公路橋梁建設中。

1 預應力的含義及其在橋梁工程中的意義

在公路橋梁施工過程中，目前人們已經了解的預應力工程技術，不但可以應用到公路橋梁的建筑結構上，還能夠應用在公路橋梁的維修加固工程上，特別是對山體和邊坡進行的加固，其治理效果更加明顯。應用最先進的預應力技術在建造公路橋梁的整個過程中，由于能夠增加工程建筑材料的利用率，也能夠降低建造公路橋梁構件的自重，從而提高了公路橋梁構件的抗裂性水平和抗滲性能力。因此能夠增加工程構件的結構強度，從而減少了建造公路橋梁構件的主拉應力和豎向剪力。

在應用預應力技術的整個過程中，因為預應力技術施工工藝比較簡單快捷，建筑構造相對簡便而且安全系數也相當高，使得在建設高速公路大橋的整個過程中預應力技術也被廣泛應用。尤其是在最近幾年的國家建設過程中，在大力主推修建交通基礎設施的過程中，提高公路橋梁的承載力和使用壽命，已經成為修建公路橋梁專家研究探討的主要問題，而現在大力推行的預應力技術在解決上述問題的過程中存在比較重要的意義。

2 預應力技術在公路橋梁建設中出現的問題

2.1 波紋管出現堵塞現象

對于將預應力技術應用于公路橋梁的建設過程中，利用波紋管經常出現阻塞情況，特別是在利用混凝土結構澆筑過程時更加普遍。造成這個現象的主要因素，有兩個方面：一方面波紋管和接頭套管之間的套接長度不夠，在混凝土的直接撞擊或搗固擠壓下很容易脫開，導致了混凝土的直接堵孔。另一方面由于與固定筋間的距離過大，在進行澆筑混凝土時，隨著波紋管突然上浮或者脫離原來位置而導致拉壞，或者與接頭管脫離。

2.1.1 施工單位在進行波紋管安裝中的問題

安裝波紋管并進行灌注時，必須注意在波紋管的周圍是否有尖銳的鋼直徑頭，甚至是鋼筋預埋件。特別是在波紋管還沒固定好或者固定間隙太大的情形下，在灌注混凝土時就會導致波紋管在上升或脫離原來的定位過程中遇到尖銳物體，碰破引起進漿。

2.1.2 波紋管在使用之前沒有嚴格進行篩選

在波紋管進行安裝過程之前，需要根據建設工程性質，合理選擇波紋管的品種，嚴格篩選檢驗或者進行復查工作，避免出現在安裝之后因為管道質量問題引起波紋管出現管道堵塞的情況發生。

2.1.3 在澆筑橋梁模塊時，由于混凝土引起波紋管的堵孔的主要因素

可能是由于在進行鋼筋直徑骨架的焊縫流程中，焊渣滴落并燒破了預應力式波紋管所產生的進漿。也可能是在澆筑過程中波紋管被振搗棍搗爛，或搗扁而使鋼束不能穿透。

2.2 預應力長束一端出現張拉工藝問題

在國內公路橋梁的大型工程建設中，經常采用的是一端張拉法。在理論上，使用一端張拉法將一端鋼絞線拉直約需0.3-0.5AAK 的力道。但是，在國內修建高速公路橋梁時的跨預應力箱通常是要求3～5跨，每一跨的總長度通常為30～50m，在同時進行的橫跨多道箱梁隔板并且總長度都非常長的情形下，所形成的摩擦力也是沒辦法直觀加以判斷的，所以一定要在進行嚴密的測試之后才能真正判斷出來。因此，在國內外對于建設公路橋梁都制定出相關的規范規定，如果利用預應力在建設公路橋梁的過程中，跨度超過30m 時，為了提高橋梁的承受力，加強橋梁的使用壽命，避免出現在使用過程中裂縫的問題出現，并且在保證有效的外部預應力和抗大彎矩的同時架設，也需要對橋梁二端實施正確的張拉力工藝。

2.3 預應力結構在張拉之前出現縫隙

在國內修建高速公路橋梁等大型工程施工過程中，如果在施工過程中使用大負荷作業下的鋼筋或混凝土結構在張拉之前，將會避免不了出現開裂問題，并且在相關規定中B 類預應力結構可以出現有限的裂縫。經過建設工程的實踐證明，在進行張拉之前，如果出現了縫隙問題，基本上是因為建設結構相對干燥緊縮和建設過程中溫差相差比較大引起的。所以，在建設公路橋梁的過程中，可以根據上述兩方面的原因進行提前預防，制定出預防方案來避免出現構件裂縫問題。對于裂縫的產生基本上都出現在工程結構的表面處，裂縫寬帶相對比較細并且分布不均勻。產生裂縫的地方，一般是發生在箍筋處或者構件頂端一直到構件的側面。如果是單純的因為建設施工過程中溫差比較大引起的裂縫，它其實并沒有太多的規律可循，有時可能存在于表面，有時可能貫穿建設施工的全部過程（見表1）。

表1 碳纖維復合材料主要力學性能指標

2.4 預應力結構在張拉力控制方面的問題

在建設公路橋梁的過程中，利用預應力作為建設公路橋梁的主要技術。如果預應力在建設公路橋梁的過程中，操作人員的操作施工不規范，尤其是在進行控制張拉力時沒有嚴格按照操作規范進行操作時，就會對建設公路橋梁產生比較大的損傷。其原因，可能是因為在工作之前沒有經過專業的培訓，或者在施工過程中沒有集中精力，出現了工作過程的錯誤讀表或者工序操作錯誤的問題，從而導致張拉力控制的高低不等。

3 公路橋梁施工中預應力技術的質量控制

3.1 建設公路橋梁施工中所使用的預應力技術

在公路橋梁的建設過程中，大量使用了預應力技術。在施工過程中，水泥道路建設也可使用外部預應力技術作為施工過程中技術基礎。更具體來講，就是在水泥道路建設過程中，相關的技術人員對于可以使用混凝土再加外部預應力技術的特殊處理方法進行的水泥道路的建設，并且還會產生一定條件的約束。同時，利用這種約束可提高鋼筋混凝土與鋼骨架間的互相黏結能力。這樣，能夠延緩道路發生斷裂狀況出現，從而增加了公路橋梁在投入使用后的使用壽命。截至目前，將預應力施工技術大量應用于混凝土的道路建設過程中，這一施工技術也開始趨向完善。同時，在中國的公路橋梁的施工中也在廣泛使用。預應力技術在具體的操作過程中，大大降低了混凝土材料在建筑構件中所受到的拉應力，從而使混凝土材料在建筑工程中可以發揮出更好、更優異的抗壓性能。此外，除了在建筑工程中使用預應力技術，有關的工程技術研發人員也在研究混凝土預應力技術可以應用在其他的工程當中。比如，對于怎么處理采用混凝土外部預應力技術解決公路橋梁施工過程中的橫向裂縫和豎向斷裂的發生率等問題，尤其是對于在公路橋梁建設施工過程中如何解決在轉彎處的相關施工方式以及受地離心力的影響，這都給相關研究人員帶來巨大的挑戰。

3.2 在施工中要確保預應力鋼筋和波紋管的安裝質量

在修建公路橋梁施工過程中，要嚴密管理好建筑用料的品質問題，尤其是施工過程中所使用的鋼筋和波紋管的質量，一定要進行嚴格把關。并且在安裝過程中需要準確及時地安裝到位，在施工過程中是允許存在偏差的，但是偏差不能太大，要在偏差允許范圍之內。在進行安裝過程中一定要嚴格實施質量把關，在公路橋梁澆筑階段如果產生銹蝕現象，降低了筋橫截面，預應力效率達不到要求時，還易形成斷絲或預應力筋整段斷開；如果生銹影響握裹力時，還會大大降低結構的穩定性。預應力筋在澆筑階段產生歪斜、斷裂，無法張拉，或張拉后未能及時壓實混凝土，導致腐蝕。鋼絞線張拉前的銹蝕，會使鋼絞線產生歪斜、折斷。

3.3 在施工過程中控制好張拉力

在公路橋梁建設過程中，確保結構張拉變化等相關技術指標都要符合建設規范和工程設計要求。嚴格按照規定在施工作業區內設置好警示標識，閑雜人等禁止入內，并提前檢測好工作中所用的張拉施工設備，主要是千斤頂、水泵、壓力計、燃料管、頂楔器以及液控頂壓閥等，是不是滿足建設或施工現場的正常使用條件，對壓力計也要定時加以檢測。及時進行錨環和錨栓使用檢測，并且在實際操作過程中，必須做好檢查和試驗，經過檢驗合格以后才可以使用。所有高壓水泵和千斤頂相互之間的連接處及各接頭均要求完整無損，螺栓擰緊。水泵的運行人員要佩戴防護眼鏡；當水泵啟動時，進、回油速度和活塞式壓力表指針的升降應該保持平穩、勻稱。安全閥保證靈敏度安全可靠；在張拉前，現場作業技術人員要確認聯絡信息。張拉施工時二端宜設置方便的通信設備。

3.4 防止預應力鋼筋外皮被損壞

在國內公路橋梁的建設過程中，一定要做好材料的檢測和復查工作。首先，需要在開工之前檢查施工過程中所使用的材料。比如，在鋼筋綁扎骨架的試驗之前，測量在建筑施工中所使用的綁扎普通鋼材時，需要輕拿輕放。在對鋼筋混凝土實施連接時，不要直接以預應力鋼筋為基礎搭接線，而一定要在其周圍采取相應的措施，然后才可以焊接。

3.5 嚴格檢驗接口部位、排氣洞管接頭、孔洞及灌漿孔,保證其完好無損

通過對砂漿工程施工記錄和試驗結果進行分析，若灌區施工二端壩塊水泥的溫度均超過工程設計規定，且二條廢氣管道排漿密度均達1.5g/cm之上，并有一定水壓，且其中一個排水閥管口水壓已超過設計水壓的50%以上，其他情形均基本符合設計規定，則灌區砂漿工程質量可定為及格。而鉆孔取芯、壓水檢驗和槽檢測等各項工作，要選取較有標志性的灌區施工完成。一般檢測日期在灌區砂漿施工完成28d 之后。具體的檢測部位和合格標準，由相關單位協商。焊縫(觸)灌漿灌區的及格率在80%以上，不合格灌區的布局不集中，縱縫灌漿灌區的及格率不小于75%，每一個橫縫內灌漿灌區的及格率不小于75%，焊縫(觸)灌漿工程可以稱為合格。

4 結語

在我國公路橋梁的建設過程中，預應力技術被廣泛推廣到公路橋梁建設過程中，所以在公路橋梁施工的過程中，必須按照具體的施工類型以及施工路段，明確預應力技術要點，從而提高工程質量。綜上所述，在公路橋梁施工中，應用預應力工程技術措施有很大的現實意義，它可以提高施工進度，確保整個項目的施工質量，從而帶動整體項目工程效率的提升。今后在施工實踐中，還必須更加注意預應力工程技術措施的使用，了解其存在的質量問題，并根據具體情況采取相應的工程措施，確保預應力工程技術措施在整個公路橋梁工程中得以良好的使用，從而推進各項工程的順利進行，提高整個公路橋梁工程建設項目施工的質量。