公路桥梁施工中预应力技术应用

郭玉杰

摘 要：伴随我国社会经济的蓬勃发展，预应力技术在我国工程结构各个行业也得到了大力推广及应用。近年来，大量预应力混凝土桥被建造于公路上，特别是大跨径桥梁居多。为此，本文结合具体工程案例，对预应力技术概况、公路桥梁施工预应力施工流程等相关内容进行了分析与探讨。

关键词：公路桥梁；预应力技术；施工流程

中图分类号：U445.57 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）05-0128-01

1 工程概况

某桥梁工程所在地貌为太行山山前冲洪积倾斜平原，地面倾斜于南东向，96.29～96.84m为地面高程范围。本桥全长90m，跨度为30x3m的3跨桥，4.5m为桥面标准宽度，分别为防撞护栏0.5m+行车道3.5m+防撞护栏0.5m。根据设计要求，选取现浇预应力混凝土连续箱梁作为桥梁上部结构，以单箱单室截面为主，1.5m为梁高，并将两道伸缩缝设置到桥端位置。选取肋板立柱形式作为下部结构桥台，钻孔灌注桩为承台下基础，桥墩为柱式墩，盆式橡胶支座为桥梁支座。

2 预应力技术的概况

预应力混凝土结构是在结构承受荷载前期，将压力预先对其施加，保证在外荷载影响下压应力产生于受拉区混凝土内力，进而对外荷载出现的拉应力予以消除，保证正常情况下混凝土结构无裂缝产生或延缓裂缝产生时间。

3 公路桥梁预应力施工流程

3.1 现浇连续箱梁施工

（1）支架基础。施工前期，需清理干净施工场地，且做好碾压、整平工作。桥梁地基支架基础可根据设计要求，选用厚10cm的C10素混凝土，进而确定地基稳固，避免地基沉降。（2）搭设支架。选取一次性现浇法进行箱梁施工，完成支架基础作业，可放出箱梁支架，并对其平面位置加以确定。根据既定位置架设支架钢管，其各个间距如下：75cm纵向间距，60cm横向间距，120cm步距，120cm为水平向间距，进而提高满堂支架的强度及稳固性。同时还需将钢管剪刀撑安设到跨中位置，45°到60°为剪力撑和水平向之间的夹角。（3）制作及安装模板。钢模板为箱梁底模，选取胶合板用于内模，其他则选取钢模。根据设计要求。合理设置梁端及横梁部位预应力锚头位置模板，确保锚头部位混凝土面垂直于此位置钢绞线切线，并将附着式振动器安装到预应力张拉端模板位置，进而提高浇筑混凝土的质量。选取双面胶带做好全部外露面模板接缝处理，避免漏浆问题出现于模板位置。在箱梁底模铺设后，需预压整个桥梁支架及模板，做好预压荷载施工，根据本桥实际情况，以672.6t作为预压总荷载。在预压各个阶段，对跨中1/4梁跨位置变形情况进行实时观测，且对支架所有扣件受力情况进行检查，随后做好数据记录工作。（4）加工及安装钢筋。调直、除锈工作需在加工钢筋前完成，且准确确定下料长度及弯折角度。焊接钢筋接头过程中，应确保2根钢筋接头轴线相同，且在5d以上控制接头双面焊接长度。本工程为一次浇筑箱梁，在底模安装及调整好之后，需绑扎好底板普通钢筋，随后绑扎及安装腹板钢筋及波纹管、顶板钢筋。（5）浇筑箱梁混凝土。选取高强度C50混凝土作为箱梁混凝土，且在设计强度等级1.15倍以上控制混凝土施工配制强度。为提高混凝土和易性，需在80到180mm之间合理控制其坍落度，0.4到0.5之间为其水灰比。浇筑前需清理干净模板内杂物，且做好检查工作。要求选取两台混凝土泵车不间断进行垂直运输，选取12m3砼罐车作为混凝土水平运输设备。由拌合站—浇筑仓面运输过程中应具有连续性、均匀性，严禁漏浆、离析问题出现在运输环节。由于箱梁浇筑面积不大，应按照“跨中—2墩台、低—高”的顺序连续浇筑，30cm为各次铺料厚度，且一层一层振捣密实。

根据工程建设所需，选取插入式软式振捣器用于振捣施工，且在其作用半径1.5倍内合理控制振捣器移动间距，一般需向下层混凝土插入5到10cm，并在15到20s之间合理控制振捣时间，待混凝土表面无显著沉降现象即可停止施工。振捣施工中，应防止对模板、钢筋等发生碰触。混凝土浇筑过程中，禁止将水加入仓号内，如混凝土和易性不足，则应加大振捣力度，提高混凝土质量。浇筑完混凝土后，当其初凝时即可进行洒水养护施工，做好保湿工作。如温度在30℃左右，需选取麻袋覆盖梁顶，且将塑料薄膜覆盖到侧面，间隔1h洒水一次，保证在28d内控制养护时间。

3.2 预应力施工

选取后张预应力施工技术进行该桥梁张拉施工，具体施工流程如图1所示。

第一，选取塑料波纹管进行预应力管道成型施工，在施工前，需做好波纹管质量检查工作，避免损坏。预留孔道尺寸、位置必须具有准确性，保证端部预留钢垫板与孔道中心线垂直。选取U型定位环、定位筋对波纹管进行牢固，间隔1m在直线位置或间隔0.5m在曲线位置进行定位钢筋设置，且做好绑扎工作。同时在模板内合理设置，防止浇筑混凝土时出现位移现象。为避免漏浆问题，需在波纹管接头位置紧紧缠绕宽胶带。

第二，作为连续梁施工的重点，预应力施工前需检查好所有设备、部件的质量，按照张拉顺序施工。要求先进行中层束张拉，随后张拉下层束，最后进行上层束张拉，同时对称均匀张拉左右腹板束。

根据设计要求，相比钢绞线标准强度，各束钢绞线最大张拉控制应力为其75%，即1395Mpa。要求在满足强度设计值90%以上，两端同时对称张拉施工。选取张拉力、伸长量同时控制法进行张拉。当△L为预应力筋张拉实际伸长值的情况下，具体计算公式如下：

△L=△L1+△L2（mm）

其中，由初应力向最大张拉应力产生的实测伸长值可由△L1表示；

初应力以下推算伸长值可由△L2表示。

第三，完成张拉作业后，需及时实施孔道压浆、封锚施工，根据设计要求合理控制压浆工艺，要求选取42.5级普通硅酸鹽水泥，0.4到0.5之间合理控制其水灰比。压浆前，需冲洗干净孔道，随后利用压缩空气冲出孔道内的全部积水。随后凿毛端面混凝土，并进行钢筋网设置，做好养护工作。

3.3 伸缩缝施工

伸缩缝安装过程中，需严格按照安装温度（-5～20℃），确定上部构造端部之间的空隙宽度。伸缩缝中心线需重合梁端中心线。固定伸缩缝标高时，定位筋可选取角钢材料，与两侧沥青混凝土面层标高相比，伸缩缝顶面尽可能低一些，且调整伸缩缝纵向直线度，控制好伸缩缝标高后，即可实施临时加固作业。顺着桥宽焊接伸缩缝边梁锚固装置，避免出现位移问题。固定焊接过程中，需在10cm以上控制连接位置焊接长度，避免产生焊接遗漏部位。

浇筑混凝土前，需检查预埋件质量，且做好各项数据记录工作。一般选取C50环氧树脂混凝土用于预留槽浇筑，要求同时振捣两侧混凝土，确保其密实度满足设计要求，随后做好抹压、整平作业。

3.4 拆除模板

相比设计强度，梁体混凝土强度超过90%，并完成张拉压浆作业后，即可卸落支架。可按照先卸落台及墩位置支架，随后将1/4跨径位置支架卸落，最后将跨中支架卸落。每个位置卸落应间隔相应时间，并固定松动的木楔，保证梁体稳固。

除此之外，应严格遵循模板所在位置及混凝土强度确定拆除模板的时间。在混凝土抗压强度符合2.5mpa时即可将侧模拆除，相比设计强度，当混凝土强度超过75%时则可将箱室顶模及翼板拆除。相比设计强度，当混凝土强度满足100%时，则可将箱梁台座模板拆除。

4 结语

综上所述，预应力技术的应用主要是对结构服役现状的进一步改善，要求将压应力在施工阶段预先施加于结构，以此将因荷载产生的拉应力全部或部分消除，防止损坏结构，一般该项技术在混凝土结构较为常见。公路桥梁施工中合理应用预应力技术，对提高工程质量意义重大。

参考文献

[1]苏文建，赵坚.论道路桥梁施工中预应力的应用及存在的问题[J].中小企业管理与科技旬刊，2011（1）：232-232.