浅谈预应力施工技术路桥工程中的应用

焦飞越

(贵阳宇建建设监理有限公司，贵州 贵阳 550002)

引言

随着我国现代技术的快速发展，高速公路在大规模建设,其中出现的质量问题和裂缝病害也不断增多。预应力作为广泛运用到建筑中的一项技术，它是现代科学不断探究和发现的产物。目前全国各省市许多高速公路桥梁都采用了这项技术，但从检查的情况来看，预应力桥梁裂缝的问题比较普遍，其中箱梁桥尤为突出。预应力技术不仅用于公路桥梁结构，而且也运用到桥梁的维修和加固、大件提升、顶推施工、边坡或山体锚固等方面，其应用范围还在不断扩大，应用前景会与日俱增。

1 路桥工程预应力施工工艺存在的通病

近年来，为了提高预应力混凝土的早期强度，在施工中通过掺加早强剂的方法，一般浇注砼后就会开始张拉预应力，可是由于砼强度的增长需要一定时间，且强度和弹性模量增长并不同步，强度增长比弹性模量增长快，早期砼变形大，提前张拉预应力会引起预应力损失增加，导致桥梁承载能力不足，进而出现裂缝。除此以外，采用同步养生试压块方法试验得出的早期砼强度，盲目替代现场结构的实际砼强度，这种做法为日后的问题埋下了伏笔。据资料显示，产生事故的结构在最后验算时，实际强度并没有达到试压块测得的强度，有时候甚至会更低。后张预应力结构以及张拉力控制的问题，预应力的施工作业不够标准，特别是张拉力控制不严格对预应力桥梁的质量影响很大。张拉作业时，一般都采用张拉力和预应力筋伸长量两者进行双控，以张拉力为主，以伸长的效果数值与张拉力形成核对。通常张拉力的计量所采用的1.5级油压，它的误差比较大，甚至有的千斤顶没有计量标定就开始张拉，而且张拉人员很多都没有经过专业培训，施工作业人员的不专心，或盲目施工，这样经常容易出现比较大的误差，甚至读表时误读数，发生张拉力高低不均的现象。特别是在多束张拉时，由于不同束受力不均匀，这往往对预应力筋的伸长值计算不够精准，弹性模量取值比较混乱，实际张拉时很难把将伸长量控制在规定范围内，进而导致张拉力失控。

预应力孔道压浆质量也是一个值得分析的问题，预应力孔道压浆具有两个重要的作用，首先是保护预应力筋不受到锈蚀；第二点则是保证预力筋和结构之间共同工作。然而在实际工程中，压浆孔被堵塞，预留的压浆管道在砼浇筑过程中被破坏或被堵塞，压浆前所采用稠度仪测得的数值不够准确，净浆拌和时没有严格按照配比施工，没有按要求搅动已拌制好的净浆，压浆机械的老化或压力达不到实际要求等，致使预应力孔道的压浆不够饱满，密实度不符合标准，漏浆和漏灌现象相当普遍，这已然成为了预应力结构的通病。出现这种局面的主要原因，除了施工单位对孔道压浆工序重视度不够之外，目前国内的压浆工艺、浆体配置、留孔质量等也存在着一定问题，主要是浆体的水灰比，距离相关规定值偏大。采用规范中所规定的水灰比以后，孔道浆体出现泌水，孔道不易密实和饱满。

2 锚具存在的通病

近些年来，有些施工方为了减小截面尺寸，追求经济效益，在预应力箱梁底板以及板梁结构中采用尚有争议的扁锚，这很明显是不可取的。因为扁锚的张拉工艺采用了逐根张拉，整体张拉的设备技术还不成熟，容易导致钢绞线受力不均。采用扁波纹管留孔，扁孔空间很小，孔道摩阻大，特别是超长孔道采用一端张拉工艺，问题更加严重。扁锚由于超长束、扁孔的孔道摩阻大，一端逐根拉工艺的不合理，尚不能完全信任，在其他辅助方法的完善下虽然能够考虑使用，但为了安全起见还是要考虑新的抉择。另外，由于扁孔本身的空间小，孔道压浆比较困难，无法让孔道压浆饱满。据资料显示，某高速公路25m跨预应力空心板梁，采用扁锚预应力，后因出现质量事故，检查发现只有两端2m范围内的孔道有浆体，中间孔道几乎不存在浆体，所以成桥后一旦通车出现裂缝是必然现象。结合相关资料，在此建议箱梁底板、空心板、腹板梁等一些结构最好禁止使用扁锚。

锚具尺寸减小，进而影响锚具质量出现问题。目前有很多厂家把夹片长度减为38mm至40mm，锚环厚度和直径以及孔距减小，使锚具的质量不能得到保证。锚具的所有相关几何尺寸都是经过专业机构严格计算，反复试验确定的，无科学依据，不能随便更改尺寸，否则会影响锚固性能。国内外专家通过研究发现，夹片对高强度钢绞线的夹持长度，对锚具的锚固性能影响很大，夹持长度过小，会引起钢绞线滑移锚不住，这在预应力桥梁的施工中会埋下隐患，因此对夹片长度应采取严格控制，根据相关资料，一般不宜小于 50mm。锚板尺寸和厚度过小，会影响锚具的承载力，因此随意地减小锚具尺寸后果将会相当严重。

3 预应力施工技术

随着我国材料和机械工业的发展，作为预应力结构的高性能混凝土和各种规格、强度的低松弛钢丝和钢绞线的生产国产化、各种型式锚具的系列化和性能改善的张拉设备。如张拉千斤顶、油泵、油表、穿束机、压浆机等的完善配套以及为锚具和设备的专业生产厂的相继建立和竞争，使预应力技术水平得到不断提高，为预应力技术广泛应用于公路桥梁上提供了保证，下面谈谈预应力技术在公路桥梁上的应用情况。预应力技术在公路桥梁上一般运用于空心板、简支T梁、连续箱梁、连续刚构、300m～500m的混凝土斜拉桥以及更大跨径的斜拉桥，除此之外预应力技术还用到公路桥梁顶推法施工、边坡或山体锚固、大件提升等方面。

预应力在混凝土空心板：公路桥梁跨径16m～25m，采用预应力混凝土空心板、所使用的预应力钢筋、一般为高强、低松弛钢绞线。先张法采用单根铜绞线；后张法采用扁锚或群锚（圆锚），中等张拉吨位。预制安装或支架现浇并编有标准图冷拔低碳钢丝一般不采用了。在实际使用中，也有将预应力混凝土空心板跨径做到30m～35m。对于这种跨径；一是材料用量较大；二是钢度偏小，所以空心板跨径到25m为宜。

预应力在混凝土箱梁：跨径40m～60m，采用等截面连续箱梁，强、低松弛钢绞线。纵向预应力采用中等或偏的张拉吨位，根据施工方法，可采用连接锚具续配置纵向预应力钢束；当箱梁悬臂板悬出长度在4.0m以上，要配置桥面板横向预应力钢束一般采用扁锚3～5根钢绞线为一束箱梁的施工方法，我国一般采用支架现浇或滑模逐孔浇筑。跨径70～200m采用变截面连续箱梁，除了按一般连续箱梁配置纵、横预应力钢束以外，在箱梁腹板中配置精轧螺纹粗钢筋的竖向预应力称为三向预应力混凝土结构。施工方法多采用悬臂浇筑，也可以预制拼装。

结束语

预应力技术从理论到工程实践经过几代人的研究和不断创新，已发展为比较成熟的技术，然而经调查和研究发现，由于张拉工艺不适合、孔道和锚具质量不合规范等原因，造成预应力施工中仍存在许多不足之处，本文针对预应力桥梁施工中可能出现的问题进行分析，以期引起相关设计和施工人员的高度重视。

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