預應力施工技術在公路橋梁中的應用

余杰文

（江西省交通運輸科學研究院有限公司，江西 南昌 330200）

0 引言

隨著我國公路橋梁工程事業的發展，預應力技術在促進公路橋梁結構施工等工作中發揮著極其關鍵的作用，屬于提高我國公路橋梁施工質量的必要支撐技術。預應力技術主要使用在工程量較大但施工面積較小的橋梁工程中。預應力技術在一定程度上彌補了鋼橋維修養護頻率增加的問題，延長了道路橋梁的使用壽命，更有利于實現公路橋梁工程的經濟效益及社會效益。近幾年，在國內采用預應力混凝土施工的公路橋梁項目越來越多，而鋼橋和采取混凝土鋼筋施工的橋梁數量越來越少，這足以表明預應力技術具有廣闊的發展前景，應得到公路橋梁施工單位和技術人員的關注。

1 預應力技術在公路橋梁施工中的應用特點

由于在公路橋梁結構表層增加預應力，導致外部的載荷有所增多，結構不易發生裂縫問題，這樣既可增強構件整體剛度，耐久性能也會因此而提升。一般來講，縱向處理鋼筋具有較大的作用，可以控制裂縫，避免已有裂縫繼續變大。預應力技術的使用，在一定程度上不僅可以節約鋼材數量，而且可以控制公路橋梁施工項目工程的費用。預應力技術支持下的公路橋梁工程項目，要比普通鋼橋項目的養護費用更低，而且在行車時噪聲要更小一些。與此同時，與鋼筋混凝土橋相比，應用預應力技術施工建設的公路橋梁建筑雖然高度和自重更低一些，但耐久性卻更強。橋梁材料采用混凝土時，使用預備應急能力稍強的鋼材，采用鋼絞繩線提高預備應急能力，使用較硬的鋼鐵絲以及較粗的鋼筋均可增加預應力。如今，在公路橋梁施工中，所應用的預應力鋼材普遍具有高強度及低松弛性特點，若想保障預應力技術在公路橋梁施工中得以長足應用，則應在具體使用過程中進一步控制橋梁自重大、預應力損失大以及容易腐蝕等問題，從而切實加強公路橋梁工程的穩定性。

2 預應力技術在公路橋梁施工中的應用范圍

2.1 預應力應用于橋梁受彎構件之中

預應力在公路橋梁施工時發揮著其他技術無法替代的作用。預應力技術相當于一種結構，搭配其他施工方法應用在公路橋梁施工過程中，其在橋梁受彎構件中的應用，主要體現在預應力懸臂階段施工技術、塊段組裝技術以及分段頂施工工藝等，這些技術的使用和預應力之間具有密切相連的關系。隨著目前科學技術水平的不斷提升，工程技術人員的研究方向逐步以加固技術和橋梁改造為基礎。碳纖維技術的發展，在預應力中發揮了重大作用。在公路橋梁施工時，碳纖維具有高強度特點，施工優勢要比其他技術更明顯，可以加固構件受彎能力，而且在較量具體施工時，可以檢查預測混凝土構件預應力，進一步增強粘貼碳纖維應力參數，保障碳纖維應力有所增加，而且遠遠超出構件初始應力。這足以見得，當預應力應用在澆梁受彎構件時，碳纖維技術發揮著其高強度作用，可以提高施工效率和施工品質（見圖1）。

圖1 橋梁預應力

2.2 預應力應用在多段連續跨橋梁施工中

一般來講，多段的連續橋梁主要有兩種類型，一種是負彎矩區，另一種是正彎矩區。負彎矩區為支座區域，而正彎矩區為跨中區的橋梁。抗剪承載力和抗彎承載力是衡量質量的唯一標準，如果在這兩方面達不到施工的具體要求，則需要有關的技術人員采用相關措施進行加固。若跨中正彎曲的抗彎承載力達不到施工標準，應使用粘貼碳纖維進行加固。雖然整體操作流程較為簡潔，但是受客觀因素的影響，依舊存在無法解決加縱錨固問題，這便會影響到公路橋梁的施工質量。

2.3 預應力應用在橋梁加固施工中

在公路橋梁項目整體施工時，橋梁加固這一環節非常關鍵。在加工橋梁時，整體的流程相對復雜，通常要采用多種措施共同進行。比如，要注重針對橋梁的結構性能加以調整；又如，要持續增加澆梁構件強度。通過應用這兩種方法，能夠進一步增強橋梁承載力，保障橋梁的加固更符合安全標準。但需要注意的一點，在應用兩種技術時要加強區分。改變構件預應力加固法，主要是加強構件預應力，增強其拉應力，這樣在構件承載之際，本身的應變力會有所增加，而橋梁也會因此變得更穩固。此外，體外預應力主要是后張預應力的一種形式，被稱為無黏結預應力，可以針對混凝土截面外的橋梁應力進行張拉，能在一定程度上減輕橋梁重量，增強公路橋梁承載力，避免后期出現預應力損失問題。

3 預應力技術在公路橋梁施工中的應用注意問題分析

3.1 預應力結構中張拉力問題

對于公路橋梁施工時的預應力結構來講，要有效控制張拉力。在橋梁施工時，預應力張力控制效果會直接影響橋梁施工質量。在應用張拉工藝之際，通常要協同控制預應力筋伸長量以及張拉力，這一過程中要重視校對生產量值。比如，在鐵路公路橋梁施工實踐過程中，經常會發現預應力施工并不專業的問題，出現計量誤差較大的現象。我國在這一方面施工時，通常采取的是1.5 級油壓。但是，在具體使用過程中，發現并未進行有效的計量，而施工人員考慮到千斤頂的問題，甚至未進行張拉處理。之所以出現這一失誤現象，主要原因在于施工人員并不專業，且欠缺職業素養以及豐富的工作經驗。除此之外，在展開多數張拉之際，每一束的張拉力度均不同，這就需要進一步明確所計算的預應力伸長值是否精準。如若模具取值相對模糊，則可能導致后期的預應力施工極其不規范。需要注意的一點，如果油壓出張力不同，預應力方面也會有一定的差異，主要體現見表1。

表1 公路橋梁施工不同出張拉力預應力結果

3.2 張拉工藝問題

在我國眾多公路橋梁展開大跨度預應力澆筑之際，都會采用張拉工藝。此種工藝具有較為顯著的弊端，在展開鋼絞線拉直之際，需要使用較大拉力。如果孔道偏長，則需要橫跨箱梁橫隔板，若想確定孔道模阻，則需要展開實驗。在跨中承載力能力較低時，很有可能影響截面，導致截面表層出現眾多裂縫。按照公路橋梁相關施工規則，指出如果跨度超出30m，預應力橋梁則需采用張拉工藝。但是，由于既往時期技術水平相對滯后，導致一些公路橋梁施工時過多地使用單端張力，此項張力技術優勢不突出，而且施工過程中會消耗大量的時間。在張拉較長一段時間后才能繼續張拉另一端，而且連接處裂縫問題頻頻暴露。

3.3 波紋管堵塞問題

公路橋梁施工過程中，波紋管堵塞問題是常有的事情，導致波紋管堵塞的原因眾多，如未參照具體的施工規范展開安裝工作。這樣極有可能影響波紋管定位，導致其定位極其不精準，進而出現套管接頭松動現象或者彎折扭曲現象，影響波紋管的應用，導致波紋管被堵塞。再如，如果振搗過程中由于人為原因出現了失誤，澆筑混凝土使用之際就極有可能因同樣的錯誤使波紋管部分部位開始破裂，這樣水泥漿便會下沉到波紋管中，影響波紋管的順暢度。如果出現上述兩種現象，均會為公路橋梁的施工帶來極其嚴重的麻煩，所以要高度重視控制波紋管堵塞問題。

3.4 橋梁施工裂縫問題

公路橋梁工程項目施工時，裂縫問題在所難免，這就需要相關人員重視分析裂縫原因，主要體現在下面兩點。第一，與荷載有關。一般來講，如果構件承載能力不足，便會導致裂縫的出現，這種裂縫被稱為結構性裂縫。第二，出現了變形問題與受約束力有關，這種裂縫被稱為是非結構性裂縫，如受到溫度影響的變化以及地基不均勻的下沉、混凝土開始收縮，都有可能導致這種裂縫的出現。一旦出現裂縫，會影響到公路橋梁項目的質量。因此，控制橋梁施工裂縫問題同樣屬于技術人員的工作重點內容。

4 預應力技術在公路橋梁施工中的應用有效策略分析

4.1 預應力應用于波紋管中的措施

由于在公路橋梁施工時，很有可能出現波紋管堵塞的問題，所以就要求有關人員能夠結合預應力筋，考慮其曲線坐標，將漏漿孔道位置加以標記，后期避開橋梁谷主筋位置。使用沖擊鉆緩慢開口，清除管中水泥塊，以保障鋼筋線能夠順利通過波紋管，而且可以在運作過程中自然伸縮，這樣在結束張拉后，即可應用更高級別的混凝土做封堵處理。

4.2 應用預應力時要重視控制裂縫問題

公路橋梁施工時受溫度的影響，溫度一旦升高，就有可能出現各種各樣的問題。對于橋梁施工方面來講，因為溫度引起的裂縫問題并不少見，所以就要適當延長薄壁構件拆模時間，并且于預制構件以及臺座間使用隔離劑，這樣可以在一定程度上避免出現黏結的問題。如果條件允許，應創新使用其他方法，如在壓漿施工操作之際，重視保護墩柱，在設備張拉前重視測試千斤頂以及高壓油管，明確其空載值。只有通過測試，表明其不存在異常情況，才能繼續應用。

4.3 強化預應力張拉工藝

公路橋梁施工過程中，要針對橋梁端布筋進行有效的設計和檢測，充分考慮局部預應力，適當增加鋼筋數量和鋼筋螺旋筋，并且增大錨端和梁端混凝土的尺寸，但在這一過程中要考慮預應力筋張拉順序是否與設計要求相匹配。如果未做出嚴格的設計規定，則要采用分層級以及逐級對稱張拉方法。在具體張拉之際，保障張拉均勻性，切記不可以較快的速度張拉，而是要減少張拉時很有可能出現的局部應力集中的現象。在具體澆筑時，要按照施工規定進行嚴格的控制，確保混凝土澆筑質量真正符合工程施工標準。除此之外，對于橫向鋼筋來講，不可將其放在預應力偏低的位置，否則可能威脅標高，導致模板安裝不牢固。只有保障預埋件、插筋以及模板安裝過程科學、合理，而且預留孔的位置、預埋電氣管線和套環等施工精準無誤，才能切實達到具體的設計要求，從而實現延長公路橋梁項目使用壽命的目標，增強公路橋梁工程的施工質量。

5 結語

結合上述，在公路橋梁施工過程中，預應力的作用不容小覷。但是，在具體應用預應力時存在或多或少的問題，這就要求有關技術人員能夠加大學習力度，并且持續提高自身專業素養，增強施工時的操作技術水準，以便能在施工時展現預應力的最大化作用，保障公路橋梁施工項目品質，增加公路橋梁施工項目的使用年限。