公路桥梁施工中预应力技术应用的相关问题探究

徐林

摘 要：经济发展带动了城市化建设，而公路桥梁发展脚步也在加快，因而提高了公路桥梁施工的难度。预应力技术作为公路桥梁施工中一种常见的施工技术，人们越来越对其十分重视。公路桥梁施工的好坏会对其使用质量与寿命产生深刻影响。使用，每个施工方都非常关注公路桥梁施工质量。该文通过对预应力结构的优缺点、预应力技术运用以及存在的相关问题分析，提出具体的应对措施，从而加强施工质量。

关键词：公路桥梁 预应力 施工

中图分类号：U44 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）03（b）-0099-03

当前，由于公路桥梁施工越来越多，也使得预应力技术应用变得更加频繁，但是随着而来的预应力问题也不少。事实上，在公路桥梁施工中，有关预应力的技术应用还不十分成熟，有诸多问题亟待解决，而这也是该文探讨的目的所在。

1 预应力结构优劣势

从现实来看，尽管预应力技术是施工中的一种常见技术，不过其结构自身还是有一些优劣势，具体如下。

1.1 预应力结构优势

预应力结构有3个优势，当其使用在受拉或者受弯的构件力时，可以使得这些构建的性能变得更加稳定。原因就在于，这种技术能够使构件间的拉力得到提升，使得公路桥梁施工里不再出现混凝土裂缝。就算存在裂缝，因为构件间的拉力比较充足，混凝土建设遭受的损失也不好太大。要是将预应力用在混凝土构件里，降低混凝土荷载，使得之前的裂缝得以愈合，从而缓解混凝土里钢筋的疲劳性，构件的抗疲劳性同样会增强，这在一些大的工程中会经常用到[1]。将预应力技术应用于公路桥梁施工可以让桥梁结构的内力得以调整，换言之，要是桥梁工程涉及到较大的跨度，通过这种技术的使用确保工程更加完整，公路桥梁稳定性更高。

桥梁结构自重量因为预应力技术应用在一定程度上可以减轻，原因在于高质量施工材料是预应力技术应用中的辅助，即高度粘性的混凝土、高强度的钢筋，使得施工质量有了保障，减少材料数量，最终让结构自重量减轻，提高钢材利用率。基于经济性来分析，可以让施工方的成本降低；基于钢材质量性分析，结构自重减少可以使公路桥梁有更好的承载力。

1.2 预应力结构劣势

公路桥梁施工中，预应力技术应用也存在一些缺陷。不过相比于工程施工，而不是针对工程质量。尽管能使公路桥梁施工的质量提高，不过却会提示工程施工难度，并且不少工程环节都存在一定控制难度。例如：预应力技术由于复杂，要求施工方有很强的施工能力，施工设备要求也高。因此，预应力技术在施工中所需要的技术人员必须经验丰富、操作能力强，并且还应该确保机械设备的使用不违背预应力技术要求。混凝土结构中，预应力技术运用要求高，要是使用不正确就会出现反拱问题，也就是所谓的反拉应力，会对公路桥梁工程施工质量产生明显的不利影响。预应力结构使用存在制约条件，一般来说，大工程比较合适运用预应力，要是工程量较小，而其构件与跨度都小，要是应用过多的高质量施工材料，其投资成本会增加不少。

2 公路桥梁施工中预应力技术应用

2.1 预应力钢绞线选择

预应力钢筋、低松弛鋼绞线、冷拉预应力钢丝等是现如今世界上使用最为常见的几种预应力钢材。而低松弛钢绞线是如今已知新型预应力钢材，有着经济高效、施工便捷、让构建更轻更美观的优点，很多建筑工程都在使用，例如：高架公路、大型桥梁等。预应力钢绞线的运用能够节省近一半的钢材，有着很高的社会经济效益。选择预应力钢绞线需要考虑断裂荷载、松弛、表面状态等性能参数，还有就是尺寸公差、品种规格、破断荷载等标准。

2.2 预应力锚具选择

摩阻及机械固锚是后张法预应力混凝土结构中会用到锚具。后张法预应力混凝土结构所使用的锚具，主要可分为机械锚固和摩阻锚固两大类，机械锚固类锚具的锚固主要是运用机械加工，让预应力钥材上部能够有个良好的锚锭环境。一般来说，这种锚具是在高强度粗钢筋或者是在集束型高强钢筋中使用，少部分也用于不同钢绞线或者单根锚旋的[2]。它的特征就是没有很大的锚具应力损失，而且很容易链接，没有灌浆之前能够对预应力进行调整，比如：放松或者重复张扣。摩阻锚具多是用楔形锚具，以挤紧的方式让预应力钢材有锚旋作用，这种锚具有很多类型，应用广泛，其吨位大，锚力变化多，很容易穿索。不好的地方在于会损失很多锚具应力，不便于连接。

2.3 预应力体系设计

OVM、XYM体系是预应力混凝土桥梁预应力体系经常使用的两种类型。这种体系的顶板纵向钢束使用的都是平竖弯曲混合的空间曲线，腹板顶端承托集中锚固，而底板钢束的固锚则尽量用在齿板地方。这样做是为了让预应力能够有最强的力臂，将其力学效应全面展现出来，并且布束和腹板比较靠近，预应力能够让传力路线尽快分布到全截面；顶板束锚固于承托中，不用繁复地设置齿板构造，让箱梁尺寸全部通过受力需求去控制设计；平面的顶板钢束或者底板钢束以相同的S线型锚固在设计位置，从而使锚固点的横向力全部消失[3]。

2.4 预应力效应分析

基于预应力混凝土结构分析，一般是按照经验对预应力钢束分布图进行假设，接着就是分析应力，对结构中的所有截面应力情况进行检查，要是不符合条件，就对钢束分布进行修正，在反复试验中找出符合应力要求的钢束分布图。因此，实际上，预应力效应分析会对预应力筋、锚具与体系设计产生深刻影响。瞬时与后期损失是预应力损失计算的主要内容。瞬时损失是一种损失值，即钢束锚固之前或者进行过程中出现的。而从后张预应力混凝土结构来分析，弹性压缩损失、钢束和预留孔道摩擦损失、锚具变形损失都包括在其中。后期损失主要出现在钢束锚固以后，比如：钢束松弛与混凝土收缩。

3 公路桥梁施工预应力问题和解决对策

公路桥梁施工中，预应力技术的使用并非全可以确保质量，也会出现不少问题。不过，工程施工的总体质量会受此影响，因而应该在细节上注意，不断提升技术能力的同时强化竞争能力。

3.1 施工工艺存在的问题和解决对策

施工工艺是公路桥梁施工中的一种预应力问题，施工过程中有不少施工工艺问题应该解决。

3.1.1 张拉时间

预应力施工过程中，很难控制的一个问题就是张拉时间。其一是混凝土前期强度需要有保证；其二是施工完成后总体质量需要有保证。一般来说，浇筑完成以后3 d就是张拉时间。不过，混凝土强度与弹性的提升未在相同速度上，弹性速度比强度速度更快，在刚刚浇筑完不久后，其变形概率较大。故而过早进行张拉就会使得存留的预应力不够，终将让桥梁承载力不达标。反之，又会对桥梁承载力造成负面影响，因而在现场施工中，张拉时间应该按照工程地的情况进行有针对性的分析。

3.1.2 后张结构张拉力控制

科学控制张拉力是预应力施工中必须要做好的一点，特别是后张拉结构中的张拉力，要是在现实施工中施工行为不科学，那么桥梁质量就会因为张拉力控制受到极大影响。通常来说，张拉力控制与预应力筋控制是一起进行的，不过最重要的是张拉力控制，张拉力校核标准是预应力伸长值[4]。可是，在不少施工中，一般都是运用1.5级油压来计量，这是一种有很大误差的方法，会全面影响施工质量。此外，控制张拉力时，一般的施工者都缺乏专业化培训，或者不专心操作，特别是计算伸长值的过程中，要是误差大了，就会让张拉力控制失误很严重。要借鉴这个问题，首先就是对于张拉力的计算方式要先进；其次是提高操作中的职业你素养，选择专业人员严格进行操作。对于伸长值计量的浮动标准，国家规范里提出要将其偏差控制在6%左右。

3.1.3 孔道压浆

预应力技术中，孔道压浆主要是让钢筋构件能够共同工作，使钢筋具有很好的工作性能。不过，真正进行施工时，这类工序中又会发生诸如管道压浆不满、渗漏等问题。出现这些问题是因为施工单位没有在施工中高度重视这个工序。与此同时，孔的位置如何预留，浆体如何进行配比等都会有一定问题。要想解决，就需要在配置浆体的过程中，多使用外加剂途径，从而使灰和水的比例降低到0.35，确保浆液有合理压实度。此外，搅拌机械也一定要先进，让搅拌速度更高，操作更加规范，从而使孔道压浆质量更好。

3.2 锚具存在的问题和解决对策

锚具是预应力施工中最为重要的一个环节。可是，公路桥梁施工中，锚具链接处的尺寸选择都或多或少不规范，所以，要想使施工质量更好，那么施工时就应该结合公路桥梁施工工程情况与施工规范进行解决。

3.2.1 錨具连接

此处所说锚具基本上是指扁锚。一般来讲，扁锚应用有着一定的制约条件，相关的应用环境为结构截面尺寸有部分制约，也或是构造连接。而这里所发生的问题，一般都是因为施工单位过于重视经济利益。扁锚共同应用在箱梁底板和桥梁结构中，还有的施工方甚至申请专利，这明显不是一种正确的做法。由于公路桥梁施工中，扁锚施工的张拉是一步一步进行的，要是全面进行就会因为技术而受到制约，使钢绞线缺乏平衡的受力。但要是留孔以扁波纹管的方式进行，而导致的问题会愈发严重。要想很好地解决这些问题，就需要在腹板、箱梁底等桥梁结构施工中不要运用扁锚。

3.2.2 锚具尺寸

这些年来，国内建材市场的建材价格存在不稳定的情况，而钢管也属于建材，其价格却有增长形势，但锚具价格却一直降低，由此导致生产厂家感觉很困惑，利润不断降低，要想长久生存下去，就只能对材料偷减，从而得到更多利润，不少厂家的锚具夹片长度都在偷偷削减；而相关的厚度与孔距等也在减小，锚具的质量也没有保障。如此一来，锚具尺寸会对预应力技术施工质量产生直接影响，而锚的固定性是最受影响的一项。要想解决这个问题，那么就要注意预应力技术施工材料选择，这个过程中检查必须严格，锚具尺寸选择，要是夹片长度不足50 mm，就不能用在施工中，还需要重视的就是按照工程情况选择合理的尺寸与厚度。

3.3 预应力筋定位存在的问题和解决对策

必须认真遵从设计规范铺设预应力筋的数量，位置一定要准确，平面要顺直且不能相互绞缠在一起。设置张拉端时，预应力筋和锚板应该垂直，先安装承压板再将之固牢，不能使混凝土浇筑过程中出现移位问题。预应力筋位置与施工洞和预留洞口相遇时，预应力筋位置不断且不绞缠，在与洞口相距30mm的地方进行布置。

对非预应力筋相关性进行核对时，应该参照曲线预应力筋坐标点，要是发现预应力筋和非预应力筋，或者是别的布管，例如：电线管存在冲突，通过分析确定以后，预应力筋铺设应该优先进行，移动普通钢筋位置，让预应力管道位置正确，布管不要截断钢筋，施工中会有两个出现较大移位的钢筋部位，加固使用相同型号的井字钢筋。接着根据确定的曲线制作、布筋。进行绑扎钢筋之前，将垫层把墙边线与钢筋位置放出来，按照钢筋重叠顺序，做好封闭箍筋与纵横钢筋工作，根据梁内设计的钢绞线位置，在梁内箍筋上牢牢焊接好专用支架。然后将专用的一些托轮布置在钢筋笼里，以一端牵引另一端传送的方式把绞线束逐渐输送好。牵引穿铺中护套不能受损，依照顺序在专用支架U形卡中进行安放，急着将之扳成形。固牢绞线。再将螺旋筋、承压板等进行安装，要确保梁段40 cm中绞线束平行于梁轴。穿禁预应力筋，并顺次就位好上层钢筋，校对位置既要牢固又要严格。

预应力体系质量要想有所保证，就需要确保预应力筋与波纹管的安装质量，对施工过程进行严格控制，确保灌注混凝土以后不会出现偏漏变形问题。具体方法就是，先认真检查再使用波纹管，有没有破损，要是损坏到不能修复的程度就一定不能用。去掉端头的折角、毛刺等再安装波纹管。检查波纹管定位准确与否，不能出现左右移动或者上下浮沉的问题，位置偏差不能超出规范。用于波纹管定位的钢筋网片与之间隔不能超过3 mm。如果管道周围在进行电气焊作业，就应该把薄铁皮或者湿麻袋盖在波纹管上，不能使之被损坏。要注意，施工之时铁件之类的尖锐物品不能和波纹管相接触，让管道受到更好的保护。在施工时注意尽量避免振捣棒触及波纹管。

4 结语

总而言之，预应力技术在公路桥梁施工中的应用率正在提高。也正是因此，我们要重视对施工中存在的问题进行关注，并通过自身的经验采取有效的方式来解决这些问题，以推动预应力技术在公路桥梁施工中的广泛应用，提高公路桥梁的施工质量。

参考文献

[1] 肖启涛，孙天生，开建新.预应力混凝土在路桥施工中的应用[J].中国新技术新产品，2010（8）：89.

[2] 刘伟.浅析路桥施工中预应力技术的应用[J].价值工程，2010，（21）：76.

[3] 徐继光，赵莉.预应力在路桥建设中的应用及质量控制[J].民营科技，2009（9）：142.

[4] 金龙云，李浩铭.浅析路桥施工中预应力技术的应用[J].科技传播，2011（8）：53.