高速公路橋梁施工中預應力施工技術的應用分析

畢春杰

（云南交投集團公路建設有限公司，云南昆明 650000）

0 引言

高速公路橋梁是公路建設的一個重要環節，直接關系到國家的基礎設施和人民的生活質量。隨著經濟社會的不斷發展，高速公路橋梁工程的預應力施工技術也取得了一些進展。當前，有必要對有關的經驗進行總結，采用科學的施工技術，以便為今后的高速公路橋梁及其他相關工程的施工提供一些有益的借鑒。

1 預應力施工技術的優勢

預應力施工技術在工程實踐中有著廣闊的應用前景。采用預應力施工技術可以充分發揮自身的特點，有效地解決傳統的抗壓強度不足的問題。因此，結構整體的穩定性和耐用性得到了改善。該技術既可應用于高速公路橋梁大型工程，也可應用于某些年久失修的橋段及斜坡的錨固，既節約了造價，又節約了材料，降低了施工成本，減輕了施工重量，改善了橋梁的抗裂性和抗滲性[1]。由于預應力施工技術已被廣泛應用于實際工程中，能夠有效地改善結構的整體性能，確保結構的質量和可靠性，能夠充分滿足目前的工程建設要求，具有結構簡單、安裝迅速、重量輕等特點，可以縮短施工時間，確保高速公路橋梁的工期。

2 高速公路橋梁施工中預應力施工技術的價值分析

2.1 預應力施工技術的價值分析

為了保證高速公路橋梁的結構性能，在構件受拉區域遇到外力之前，應對其進行加載。在高速公路橋梁項目中，通常使用混凝土作為主體。預制壓實混凝土模組可消除外力所產生的壓力，進而不斷地增大對應構件的抗壓能力。在一些部位采用預應力部件，具有抗滲性好、抗裂性好、強度等級較理想、抗疲勞性能優異等特點，在施工過程中能降低材料的用量。隨著結構荷載的減小，裂縫的危險性也隨之下降。從造價管理的觀點出發，認為在高速公路橋梁工程中合理應用預應力施工技術，能在一定程度上延長工程的使用壽命，并滿足工程結構的使用要求。

2.2 高速公路橋梁施工中預應力施工技術的應用類別分析

2.2.1 混凝土路面施工中預應力施工技術

預應力施工技術是目前混凝土路面工程中的重要技術，能使混凝土結構向更合理的方向發展，改善路面的施工質量。采用適當的配筋方式，可以有效地避免由于拉應力引起的路面裂縫，達到良好的施工效果。在實際工程中，應充分考慮預應力施工技術方案的前期準備，并綜合各種數據，更好地進行工程設計。

2.2.2 鋼筋混凝土構件施工中預應力施工技術

在高速公路橋梁施工中，混凝土結構容易發生開裂，是目前我國高速公路建設中較為普遍的現象。預應力施工技術能很好地解決這一問題。在進行混凝土結構工程前，先對承重構件施加預應力作用。在結構張拉結束后，通過部分壓力取值，得到對應的壓強。當外力作用和預應力一樣時，二者能夠互相抵消，使混凝土不會出現過大的張緊性，從而有效地解決混凝土裂縫的質量隱患。

2.2.3 承重構件混凝土施工中預應力施工技術

大型的公路橋梁項目對承載力要求較高。在實際施工中，混凝土的配比必須合理，以使相應的強度、剛度等指標達到最優。這種混凝土在投入使用后，可以承受較大的壓力。值得注意的是，大部分的鋼筋混凝土都是橫向的，其縱向承載能力很低。當實際的縱向載荷超過標準時，所產生的載荷效應會繼續擴散，并有可能發生變形，嚴重者還會產生裂縫[2]。因此，在實際工程中，若能應用預應力施工技術，可以設置保護機制，提高其剛度、強度，而且在后期施工過程中，也不會發生裂縫、變形等問題。

2.2.4 鋼絞線施工中預應力施工技術

在高速公路橋梁施工中，鋼絞線箱梁的施工工藝較為復雜。為了充分利用預應力施工技術，根據實際情況設置嚴格的張拉程序。在張拉施工中，還要考慮到天氣的變化，盡量減少惡劣天氣對工程的影響，做好相應的防護措施，使預應力施工技術的作用得到最大程度的發揮。

2.2.5 混凝土空心磚中預應力施工技術

對于在25～26m 的高架橋上采用的混凝土空心磚，可選用經預應力加固的鋼板。當跨度增大時，鋼板的剛度會有所降低，在實際工程中，可以更好地發揮其作用，進而提高建筑系統的使用價值。

3 高速公路橋梁施工中預應力施工技術應用存在的問題

3.1 波紋管堵塞問題

在高速公路橋梁施工中，經常遇到波紋管阻塞，進而影響到工程效益。這方面的問題主要表現在：在波紋管施工的過程中，施工人員沒有遵守規范，波紋管的安裝位置不合理，精度不高，導致實際松緊度和彎曲度出現問題。在以后的使用中，很可能發生阻塞。由于波紋管在安裝后沒有進行嚴格的檢驗和驗收，因此質量問題很多，而且很容易發生堵塞。在模塑混凝土時，若不嚴格按照工藝要求操作，會對波紋管造成損害，使混凝土滲入管道，引起阻塞。

3.2 張拉工藝缺陷問題

在高速公路橋梁施工中，大部分預應力箱梁會有3～5 個跨距，每跨距30～50m。橋面的摩擦力只有在試驗之后才能決定。按照相關的標準和技術要求，為了保證承載力，對于30m 以上的承重橋，必須采取一些措施，把壓力和彎矩裝置調整到一個理想的位置。對預應力筋的兩端都要保護起來，而且要保證狀況是相似的。

3.3 結構在張拉前出現裂縫的質量缺陷

對于高荷載的鋼筋混凝土結構，裂縫問題是很難避免的。根據實際需求，切實地控制裂縫的數量和大小。根據這一領域的經驗，在張拉前，由于結構的收縮和溫度的影響，導致了預應力結構開裂。因此，在實際施工中，制定相應的方案，以有效地降低預應力構件的開裂概率。裂縫主要集中在地表，裂縫的寬度、深度各不相同。對于梁板結構的裂紋，要從最短的開始，找出規律，開展施工。

3.4 預應力結構張拉力控制的問題

在高速公路橋梁施工中，若不能嚴格按照技術規范應用預應力施工技術，特別是對張拉力的控制，將會嚴重地影響高速公路橋梁的施工質量。產生這一問題的原因是：一些施工單位沒有挑選具有相應技術水平的施工人員，在施工中存在一些操作失誤，導致對張拉力的控制不到位，或計算張拉力不足，無法得到準確的數值，從而嚴重地影響預應力施工技術效率的發揮。

4 高速公路橋梁施工中預應力施工技術的應用

4.1 高速公路橋梁施工前期準備

預應力施工是一種綜合的工程技術，為了使其在復雜的高速公路橋梁施工中發揮應有的作用，事先應做好充分的準備工作。施工單位要認真考慮設計圖紙，并嚴格遵循設計規范。首先，確定預應力混凝土的施工工藝。在高速公路橋梁施工中，鋼結構與混凝土是重要的原材料，同時也是承載技術的重要組成部分。在技術設計階段，對高速公路建成后的路面承載能力進行預判，以便合理選用混凝土材料及配比，使其滿足最大承載要求，防止路面結構發生變形[3]。其次，對高速公路路基的處理給予高度的關注。由于高速公路工程的規模很大，因此在選址工作中常常缺少彈性。在軟土地質條件下，路基的穩定性是影響高速公路橋梁的質量與安全的重要因素。在施工前期進行地質勘查十分必要。針對地質條件有問題的路基，采取更換補強技術，將原有的土層及時更換為高質量的混合土。

4.2 混凝土空心板T 梁技術

在高速公路橋梁的預應力工程中，混凝土梁板是整個結構體系的主要支承部件，需嚴格控制施工質量。在工程現場，對于混凝土孔板、T 梁等結構，最普遍的問題就是開裂。裂縫的產生，一方面因為在施工過程中缺少施工設計與材料的質量管理環節。所以，為了達到不同的標準，謹慎地將各種比率進行配對，以避免風險。另一方面，因為在施工現場的建筑計算失誤?；炷敛牧系膹姸扰c韌性有某種程度的平衡點，在施工中，由于空心板跨距太大，導致結構的剛性不均衡。

4.3 混凝土預應力加固技術

在高速公路橋梁的一期工程中，橋梁是主要結構，也是施工的關鍵。為了保證安裝后的承載力和使用壽命，采用鋼筋混凝土加固技術進行連接是十分必要的。在工程整體上，通常只對主承力部位進行加固，或者對關鍵部位進行加固。目前，在項目工程中，橋梁接縫補強技術主要有板連接加固和橋面補強。采用碳纖維增強結構、預壓結構、加強層等方式進行加固。鋼板要用工業黏合劑直接黏結在水泥上。在工程中，對橋梁的表面進行了處理，使得原來的混凝土工程得以繼續進行。

4.4 混凝土的澆筑應用技術

在高速公路橋梁施工中，混凝土澆筑技術是工程實踐中最為關鍵的一項技術，設計和美觀程度直接影響著工程質量。在工程中，混凝土澆筑施工主要是通過橋梁下的管線完成，其位置需要預先用機械來確定。在混凝土澆筑時，保證進口的純凈度和相對密封度，以免在其他施工期間，建筑垃圾造成混凝土孔洞及內部的堵塞。

在振動作業時，盡量不要劃破壓力管道，否則會造成泥漿泄漏和延遲施工。在鉆孔、管線埋設時，應事先對施工對象的地質情況進行檢測，并對鉆孔深度進行嚴格的測量，以防止孔與管間的偏差，保證澆筑光滑、凝固的完整性。

4.5 鋼結構預應力施工技術

在預壓工程中，鋼結構是除混凝土結構外的一種主要構件，其主要功能是承載結構的框架。在工程施工中，鋼結構的預應力施工主要包括鋼筋、鋼絞線、鋼筋張拉等。張拉施工分先張法與后張法，不同的是鋼筋拉力與混凝土澆筑過程的先后。先張法是指在邊坡施工前，先進行鋼筋的拉伸，再通過黏結來完成加固。后張法在邊坡開挖完畢后，錨具能有效地進行應力轉移，因此必須借助鋼筋錨進行加固。

5 預應力施工技術在高速公路橋梁施工應用范圍

5.1 多跨連續橋梁施工中的應用

多跨連續橋梁的工作區可劃分為正彎矩區和負彎矩區，其中負彎矩區主要是指橋墩的支撐區，而正彎矩區是位于橋面的中部。因此，在實際施工中，當橋梁的抗剪承載力和抗彎承載力達不到設計要求時，必須采用相應的加固方法；跨中正彎曲抗彎承載力無法有效符合施工要求，可采用粘貼碳纖維進行加固。

5.2 橋梁加固施工中的應用

高速公路橋梁建成后，在長時間的作用下，很可能受到多種因素的影響，所以橋梁加固是一項非常重要的工作，即通過對其進行適當的加固，以保持橋梁結構的正常完整，以保證橋梁的承載能力，達到高速公路橋梁的各項規范，延長高速公路橋梁的壽命。另外，對橋梁的個別構件進行卸載，必須采取適當的預應力施工技術，提高預應力，使受壓區的張應力增大，在有效的拉應力下，可以防止結構的壓應變和拉應變，即采取預應力施工技術，以避免對鋼筋的破壞。

5.3 受彎構件中的應用

針對鋼筋混凝土結構的受彎性，通常使用碳纖維作為加固材料，強度高、施工工藝簡單。在進行加固之前，其內部可能存在內力，混凝土本身也會出現拉、壓應變，從而使其承受能力顯著提高，甚至出現峰值[4]。

6 高速公路橋梁施工中預應力施工技術應用問題的解決策略

6.1 制定完善的高速公路橋梁施工中預應力施工技術標準與規范

中華人民共和國住房和城鄉建設部根據高速公路橋梁施工的實際情況，總結預應力施工技術的一些經驗，邀請有關專家進行分析，借鑒國外的經驗，制定我國的高速公路橋梁預應力施工技術規范。將預應力技術在各個模塊中的應用寫入規范，包括在各個模塊中的節點、技術條件、技術實施步驟，以便真正地發揮出預應力技術的作用。在制定高速公路橋梁預應力施工技術標準時，堅持分層原則，確立國家標準、行業標準，并建立健全技術標準體系。在實際的高速公路橋梁施工中，清楚地標注出具體的標準，使施工人員嚴格按照相應的標準施工，從而讓施工工作變得更加的細致。在建設過程中，積極建立健全預應力施工技術規范修訂機制。在應用新技術的時候，必須根據實際情況，對現有的技術和方案進行調整，以保證能夠跟上時代的步伐，從而達到預期的效果。

6.2 保證高速公路橋梁施工中預應力施工技術持續提高

在這一階段，要注意以下幾點：首先，在施工團隊中建立師帶徒機制。在實際工作中，由師傅來監督和指導，保證施工人員能夠迅速掌握施工技術，提高技術水平；其次，要有針對性地進行預應力施工技術的培訓，使所有的施工人員都參加，積累相應的專業知識，從而保證施工技能能夠達到預期的效果。

7 結語

綜上所述，隨著我國城市化進程的加快，高速公路的建設規模迅速擴張，但在施工過程中出現了許多問題，對橋梁的使用壽命產生很大影響，并對人民的生命財產造成威脅。為了提升高速公路橋梁的技術品質，必須從施工技術著手。預應力施工技術已成為一項廣泛應用的施工技術，可以合理控制施工材料，造價低廉。因此，在高速公路橋梁施工中應用預應力施工技術，能有效地防止安全事故。