公路桥梁施工中预应力技术施工工艺与质量控制探析

张花兰 百思特建设股份有限公司

1 前言

预应力技术不断完善提高使得我国公路桥梁工程迅速发展，公路桥梁施工中预应力技术施工工艺与质量控制探析也成了人们重点讨论的一个话题。20世纪80年代，公路桥梁工程为保证预应力技术提高、达到预应力钢材质量合格的目的，进口引进稳定化处理的低松弛绞线生产线，从而提高了预应力技术。在20世纪90年代以后，公路桥梁工程为了提高锚具质量，从而延伸出夹片热处理技术。夹片热处理技术成功运用实现了公路桥梁工程的目标。21世纪以后，如何提高预应力混凝土结构的耐久性成了公路桥梁，施工过程中的一大难题。

经过学术界相关技术人员的探讨和长期的实践经验得知，公路桥梁施工中预应力技术施工工艺与质量控制在达到一定要求的时候，预应力混凝土结构的耐久性才得以提高，从而保证公路桥梁的正常施工以及公路桥梁后期建成的质量。在公路桥梁的施工过程中，施工工作人员要对预应力混凝土结构了解清楚，同时要知悉预应力混凝土结构施工的难度以及预应力混凝土结构施工在公路桥梁中起到的重要作用[1]。施工工作人员在公路桥梁的施工过程中，需秉着高度认真负责的态度对待施工，按照施工的每项操作规范要求合理进行施工作业。相关技术人员制定公路桥梁施工方案的时候，要从管理组织体系、预应力材料以及施工工艺三方面下手，从而达到进行施工控制的目的。公路桥梁的预应力施工过程中，相关技术人员根据预应力技术的施工工艺和质量控制方面制定相关方案，在施工过程中遇到的多数问题都必须考虑在内，以达到遇到问题的时候能够及时解决的目的，从而不影响施工的进程。制定相关方案的时候也要考虑到实际施工与理想情况的误差。

2 预应力施工过程中主要问题

2.1 预应力空心板梁张拉过程为何会出现纵向裂缝

预应力空心板梁在张拉过程中会出现纵向裂缝，第一个原因是先张法。先张法会导致预应力空心板梁张拉过程中出现纵向裂缝，空心板梁在梁端部放张后顶底版中部位置周围发生从两端至跨中延伸的1m～2.6m，导致产生很多纵向裂缝[2]。纵向裂缝产生的原因有很多，放张作业不按照作业规范要求进行是纵向裂缝产生的主要原因，不了解作业规范要求的施工工作人员用乙炔一氧气进行切割放张，或者直接进行单面放张，切割不按照对称的要求进行，摆放的时候顺序杂乱无章，多种原因使梁体双面受力不均匀，从而使预应力空心板梁在张拉过程中产生许多两端至跨中延伸的纵向裂缝，影响公路桥梁的施工进程。

再者是后张法。预应力空心板梁在后张法的施工进程中，会出现像先张法施工工作人员操作不当出现的纵向裂纹，有时候还会发生梁端底板的混凝土直接破碎压裂。在第一次进行张拉时梁端部混凝土的位置要放置准确，混凝土的位置要根据与预应力的作用摆放，在进行张拉的过程中，张拉的速度不得过快，也不得过慢，要以合适的速度进行张拉过程，混凝土的质量也可能会影响梁端底板出现破碎压裂，在施工过程中，不管是混凝土还是其他东西，质量方面必须保证过关。如果单方面因为质量而产生纵向裂缝，造成的后果是得不偿失[3]。梁端底板周围的混凝土没有达到凝固的作用，也会影响梁端底板。施工工作人员在工作的时候，要清楚明白的了解自己的工作以及规范要求，不能因为人力的不规范操作影响施工进程。

2.2 张拉过程中梁体侧向扭曲和梁端底部混凝土破碎压裂现象

工字梁马蹄预应力一般是分为上下两排，每排有两个孔。在张拉过程中，预应力在进行受压的时候，对一个孔进行使力受压，另一个孔也受到相当的压力，就容易造成梁体侧面扭曲的现象。其次，在张拉过程中，一个孔收到预应力施压，侧面空隙比较大，孔会向侧面空隙地方倾斜，也会出现梁体侧向扭曲。在张拉过程中，预应力进行施压的时候人为控制注意压力的大小，防止受压过度产生梁体侧向扭曲。

在上文提到过，在预应力空心板梁施工过程中后张法会导致梁端部混凝土破碎压裂。不仅仅是后张法会产生梁端混凝土破碎压裂的现象，在工字梁进行张拉的过程中，由于预应力的各种作用也会产生梁端混凝土破碎压裂[4]。在预应力的作用下，梁体受到压力较大，产生反拱现象，两端底部会因为梁体的反拱作用产生摩擦力，摩擦力加上梁体自身的重力压迫，梁端混凝土摩擦力和重力的共同作用下不堪重负，产生破碎压裂的现象。

2.3 预应力发生过大损失

预应力在发生过大损失的原因具体有两个。首先是砂的质量，砂的质量好坏对预引力的大小有一定的影响。先张法在放张过程中主要是利用砂箱法进行作业，如果砂的级别配置较低，打不到放张技术作业的要求，施工过程中由于砂的空隙率大，砂箱会发生一定程度的压缩影响放张的作业进度，从而使预应力损失过大。

在公路桥梁的施工过程中，一般桥梁的设计制定大多增强混凝土的配置强度或者使用早强剂，在使用增强混凝土的配置强度或者早强剂以后，浇筑梁体4d～5d，混凝土的强度便会达到设计强度的3/4往上，有一些甚至会达到90%以上，但《公路桥涵施工技术规范》并未对龄期做出明确规定，导致梁体混凝土在浇筑4d～5d后立即进行张拉。

3 解决措施

在先张法导致空心梁板出现纵向裂缝的中，从导致出现纵向裂缝的原因入手，要求施工工作人员按照工作规范要求进行作业，不能进行单面放张，在放张的时候要均匀[5]。在放张整批很多的时候，可以根据要求选择千斤顶法或者砂箱法。千斤顶法和砂箱法各有各的好处以及不足，施工工作人员在作业的时候，利用千斤顶法和砂箱法的优点，避开两种方法的不足之处，从而促进工作效率的提高。

后张法导致梁端出现混凝土压碎破裂的现象，混凝土的质量也有一定的要求。在梁端混凝土最后的施工过程中，施工工作人员要认真查看每一步是否操作规范。在预应力筋张拉次序过程中，施工工作人员要按照正确操作规范要求进行作业，不能随便张拉。在梁端布筋的设计中要详细考虑张拉时造成的区域应力集中，提高螺旋筋或者横向分布钢筋总数，适量增加梁端以及封锚端的混凝土几何尺寸。利用不同方法共同解决空心梁板出现纵向裂缝的问题。

张拉过程中梁体发生侧面扭曲原因主要是张拉的时候孔受到压力过大，需要在张拉的时候一层一层进行。第一次进行张拉的时候，逐孔预应力增加至50%的张拉控制应力σcon。第一孔张拉至50%的σcon以后，再对另外一个孔进行张拉，依次进行，顺序不能颠倒。一层一层进行张拉能够很好地避免梁体发生侧面扭曲。在张拉过程中梁体发生侧面扭曲主要与张拉时候的操作有关[6]。在张拉的过程中，施工工作人员要按顺序一层一层进行张拉，保证不能因为人为原因影响梁体发生侧面扭曲。

工字梁在进行拉张的过程中，由于预应力的作用梁端底部的混凝土会发生破裂压碎。维修工作人员可以在梁端底部增加一块胶板，胶板会承受预应力在梁端底部作用，混凝土受到的压力较小，也就不会产生破裂压碎的现象。或者，维修工作人员在梁端底部放置一块倒角，倒角会增大底部与混凝土的接触面积，在张拉的过程中也可以避免产生混凝土破裂压碎的现象。梁端底部混凝土发生破裂压碎的现象，与混凝土的质量也有一定的关系。混凝土质量在选择的时候要使用级别配置高的混凝土，不能只因为价格方面就选择质量不能够保证的混凝土。

预应力如何减小？首先，预应力的材料要保证质量。质量达不到标准的材料，会导致预应力损失偏大。再者，施工工作人员的操作规范。只有施工工作人员按照作业的标准进行操作，才会避免预应力损失偏大。预应力施工过程中的任何一项进程，都与施工工作人员的规范作业有一定关系。公路桥梁的施工过程中要求施工工作人员在工作的时候，对工作认真负责，不能偷懒开小差，要对作业的规范要求了如指掌，根据规范要求进行日常作业。在施工过程中发生问题时，要及时向上级报告，联系相关技术人员解决问题[7]。而且，梁体的混凝土不能过早进行张拉，混凝土的质量也有要求，混凝土的质量偏低，会直接导致混凝土产生破裂压碎，影响施工进程。最后，砂的级别配置要求也较高。使用级别配置高的石英砂会从根本上避免产生预应力损失。

在公路桥梁的预应力施工过程中，换算张拉记录非常重要。施工工作人员在进行换算张拉记录的时候要从本质上分清楚张拉力和油压表数的不同。由于张拉力和油压表数代表的单位和数值不同，施工工作人员在记录时需分开记录，不能混淆。张拉时2σ0时的张拉力经常用两倍的σ0时的油压表数替代，并且张拉控制应力对应的油压表数。没有根据压力表和千斤顶配套校验校正报告给定的对应参数，相反通过内插法进行换算。计算伸长量的时候，施工工作人员要时刻注意千斤顶伸长的工作长度量，在计算的时候不能忽略千斤顶伸长的工作长度量，否则会影响最后计算的数值，从而影响预应力的施工进程。

4 结束语

综上所述是笔者对公路桥梁这样工程所展开的分析，要知道在现阶段中公路桥梁的预应力实际施工面临着很多的难题，人们在探索过程中只学到了一点点皮毛，这也就意味着有更多的难题在等待人们利用自己的智慧去解决。只有不断地完善和改进预应力技术，才能使我国公路桥梁的工程技术更进一步。在公路桥梁的预应力施工进程中，不管是施工工作人员还是相关技术人员，碰到难以解决的问题，要学会迎难而上，共同探讨，学会利用理论知识和工作实践，不断积累经验，从而解决施工进程中遇到的各种问题，为我国公路桥梁的发展献上自己的一份力量。