道路桥梁施工中预应力的应用及存在的问题

付国兴

近几年来，由于预应力混凝土结构能够充分利用材料的高强度性能，还能有效阻止混凝土开裂，减轻结构自身重量，增大桥梁跨度，刚度较大，行车舒适等特点，普遍地运用在道路桥梁施工工程中。但是在预应力桥梁施工中出现的若干预应力技术问题也相当普遍，给施工和工程结构的质量带来了一些潜在的隐患，已广泛受到许多专家的关注。

一、预应力技术在道路桥梁施工中的应用

（一）预应力技术在加固施工过程中的应用

一般道路桥梁的加固是通过补强构件和改善结构性能来提高现有道路桥梁的承载力，延长其使用寿命，满足交通运输的要求。通常加固的方式有：桥面补强层加固、改变结构受力体系加固以及体外预应力加固等等。在实际中，卸载的主要目的就是减小加固施工时混凝土结构的初始应变。可以先对构件施加预应力，使构件的受拉区产生压应力，受压区产生拉应力，使构件在初弯矩时的压应变和拉应变减小，这样可以提高构件在极限承载力时的应变增量和应力，充分加固钢筋。

（二）预应力技术在混凝土多跨连续梁的应用

多跨连续梁有正弯矩区域和负弯矩区域，一般情况下，跨中为正弯矩，支座处为负弯矩。当桥梁的抗弯承载力和抗剪承载力达不到要求时，就需要进行加固处理，当跨中正弯矩区抗弯承载力不足时，可以采用施工比较容易的粘贴碳纤维的方法加固。

（三）预应力技术在受弯结构中的应用

碳纤维具有施工简单，高强度的特点，所以对受弯构建进行加固的方法广泛地采用粘贴碳纤维片材。但是在加固前结构就已经具有初始内应力，混凝土有了初始拉应变和压应变，当混凝土受压区压应变达到或超过混凝土的极限压应变时，构件达到或超过了极限承载力。碳纤维片材的最终应力是由混凝土的应变增量决定的，比如当初始应变较大时，碳纤维片材的应力较小构件就破坏了，那么就没有充分发挥碳纤维强度高的特点。可以在粘贴碳纤维片材时就对其施加预应力，使其附有初始拉应力，从而提高当构件破坏时的碳纤维片材的应力，充分发挥其强度。

二、预应力在道路桥梁施工中出现的问题

（一）孔道堵塞问题

预留孔道堵塞或塌陷会使预应力钢筋不能顺利通过，这样会影响张拉的效果，进而影响灌注工程质量。产生这种现象的原因是在水泥还尚未凝固之前就抽芯，这样就没有一定的强度，或抽芯太迟，就可能会拔断橡胶抽拔管。

（二）波纹管堵塞

堵管的主要意思是在混凝土浇筑后波纹管出现堵塞的现象。波纹管堵塞会使得后期预应力钢绞线穿束无法通过或张拉预应力时，钢绞线实际值与设计值有差距，这样就造成不必要的麻烦，既影响了工期又耗费了人力。产生这种现象的原因是在施工过程中施工人员没有严格按照规范安装波纹管，引起波纹管定位不准确导致弯折、套管接头松动，或者是在浇筑过程中，施工人员操作不当，造成波纹管破裂，直接造成了混凝土水泥浆渗入到波纹管而堵塞了波纹管。另外，波纹管本身的质量缺陷也会引起水泥浆渗漏造成的堵管。

（三）预应力构件张拉前出现裂缝问题

预应力构件张拉前出现的裂缝问题通常是由温差和收缩造成的，并且钢筋砼结构在使用荷载作用下出现裂缝是难以避免的，但是在预制场内的构件要尽量避免裂缝。裂缝主要出现在表面处，有时是在箍筋位置，有时从构件顶面一直延伸到构件侧面。

（四）预应力超长时出现的一段张拉工艺问题

目前我国国内浇筑大跨度预应力连续箱梁底板预应力通常采用一端张拉工艺。但是根据国内外有关规范，跨度在30m或30m以上的预应力桥梁，都要采用两端对称张拉工艺，才能保证跨中承载力，否则就会导致因跨中承载力不足而造成的正截面裂缝。根据有关调查资料显示，在我国目前通车的公路桥梁中，存在着大量的因张拉工艺不合理出现的裂缝现象。

（五）后张预应力结构张拉力控制的问题

预应力施工不规范，主要是张拉力控制是否正确对预应力桥梁质量有较大影响。张拉作业一般是同时控制张拉力和预应力筋伸长量，以张拉力为主，用伸长值校核张拉力。通常情况下张拉力的计量是采用1.5级油压，但是这种计量误差较大。因为有的千斤顶没有经计量标定就张拉，而且大部分张拉人员未经专业培训，或者作业时不够专心，就会出现较大误差。特别当多束张拉时，由于每束张拉力都不一样，往往在计算预应力筋的伸长值时不准确，不清楚弹性模量取值，这样就造成实际张拉时难以做到将伸长量控制在规范的范围内。

三、针对预应力相关技术问题提出的解决措施

当遇到堵管问题时，首先根据预应力筋曲线坐标标出堵管的位置，避开主筋位置用冲击钻进行缓慢开孔，清除波纹管中渗漏的水泥浆，使波纹管中的钢绞线能顺利通过并自由伸缩。为了预防堵管问题的发生，可以在施工下料前仔细检查波纹管质量，在浇筑混凝土之前确认波纹管的安装位置，检查套管接头以及密闭性，在浇筑混凝土过程中注意要保护好波纹管。为预防由于表面温度造成的裂缝，应避免构件内外存在过大的温差。对薄壁构件要适当延长拆模时间，对预制构件和台座之间应涂隔离剂防止粘接，使构件热胀冷缩时不影响构件。

總之，预应力在道路桥梁施工中是一项复杂的工艺，在预应力施工中要不断采用新技术、新材料以及新工艺，对施工人员进行技能培训，严格按照规范办事，保证工程的顺利施工和工程施工质量。endprint