桥梁工程预应力施工技术优缺点分析

文/梅海娟

1 前言

桥梁工程预应力施工技术有养护方便、刚度高、耐久性好、成本低等优势，可以减少桥梁混凝土结构的裂缝；但预应力施工该技术也存在一定的缺点，因此我们更需知道预应力施工技术在桥梁工程施工中的优点和不足，并以此提高桥梁工程施工的质量[1]。

2 预应力施工技术在桥梁工程中应用的优缺点

2.1 预应力施工技术优点

2.1.1 提升耐用性。预应力施工技术的应用对提升桥梁耐用性有明显效果，可以使桥梁工程获得更长的使用年限，减少桥梁结构在使用过程中出现质量安全问题，从而将桥梁的维修费用控制在可接受的范围。如果桥梁受到风雪、风沙等影响，则会导致桥梁的钢结构受到腐蚀，对桥梁的使用性能造成影响，而通过应用预应力技术，可提升混凝土的密实程度，避免桥梁渗水，保证桥梁的稳定。

2.1.2 提升使用功能。由于预应力施工技术对材料的要求较高，使用该方法能够对预应力构件的尺寸进行一定的控制，比如可以缩减模板、减少钢筋混凝土用量等，不仅有利于工程的管线安排和后期管理，而且能够在严格要求下达到节省材料的目的[2]。因此，我们应该充分发挥预应力施工技术的优越性，做好对桥梁构件尺寸的控制，降低材料的使用量，从而减少桥梁工程的资金投入。

2.2 预应力施工技术的缺点

虽然预应力施工技术有提高桥梁的耐久性和降低施工成本的优势，但是使用该方法会导致工程建设不同环节都变得复杂化和繁琐化，容易造成工程建设的灵活性降低。实际工程建设中，为了满足预应力施工的要求，需在施工现场增加不同种类的设备，同时施工过程中对施工工艺及技术的要求非常高，如工艺较复杂、对质量要求高，因此要配备专业队伍；专门设备，如张拉机具、灌浆设备等；对构件数量少的工程成本较高；预应力反拱不易控制。此外，预应力会随混凝土徐变的增加而增大，造成桥面不平顺等缺点。

3 工程预应力施工的优化方法

3.1 做好张拉的程序和工艺控制

张拉程序、浇注混凝土及孔道压浆是预应力施工的重要内容，根据设计要求确定是否需要进行二次张拉。在对二次张拉进行质量控制时，需要控制台座的施工周期，以此提升工程施工进度，并进行部分合理的预应力张拉工作，以便移除结构，然后再进行后续的张拉工作。在二次张拉的工作中，也要做好预应力筋和孔道之间的摩擦力控制工作，将张拉线控制在构件的受压区域内，计算好损失值。

3.2 做好质量的控制

3.2.1 原材料及张拉机具要求

确保预应力施工技术质量。施工现场需对预应力施工技术所使用的原材料进行检测，检测合格后方能使用。如钢筋、钢绞线和锚具、夹具和连接器进场时，应按照设计图纸对其型号、规格和数量进行核对等，必须具备出厂资格证书，同时做好原材料的试验检测，保证其能够满足工程建设要求。在施工中预应力设备的管理方面，工作人员需要在使用之前就做好检查工作，比如将张拉机具和锚具配套使用；在施工过程中做好校正和标定工作，加强检验，在工具合格之后才能使用。

3.2.2 压浆材料控制

预应力后张法孔道压浆的目的主要是防止预应力筋锈蚀，并通过凝结后的浆体将预应力传递至混凝土中。一般张拉锚固后48h 内完成孔道的压浆。孔道压浆材料需根据《公路桥涵技术规范》（JTGTF-50-2011）要求，压浆材料采用专用压浆料或专用浆剂配制的浆液进行压浆。采用专用压浆材料的目的在于更能保证后张孔道压浆的质量、可靠性和耐久性。

3.3 预应力张拉工艺控制

进行预应力张拉需要以混凝土构件的强度为基础，因此相关人员需要加强对混凝土构建的检查，必须达到混凝土强度设计要求的80%才能进行张拉工作。在张拉过程中，工作人员需要做好工序控制。首先要做好锚孔和夹片中杂物的清理工作，确保预应力钢丝束能够在张拉点自由移动，满足其对松紧度调节的需求；另外，预应力钢束张拉采用双指标控制，即锚下张拉力和钢束伸长量，以张拉力为主延伸量校核。

4 预应力施工技术在工程中的应用实例

4.1 工程概况

本工程为长乐至平潭高速公路长乐古槐至松下段，不仅是海西高速公路的重要路段，还是进入平潭的关键通道。其中，A3 合同段桥梁工程是本项目的控制性工程，A3 合同段全长2.15km，桥梁工程2km，全A3 标合同段总线路93%。本工程大量使用了预应力施工，其中榕岭大桥（292m，图1）及大祉大桥（135.5m）桥梁上部结构采用预制混凝土预应力T 梁，先简支后连续；松下跨海特大桥（左幅1279m、右幅1425m），左幅5 联1279m，采用布跨为2×(5×58m)+3×（4×58）预应力混凝土连续箱梁；右幅共6 联1425m，布跨为2×(5×58m)+3×（4×58）+（46.742+49.5+49.5m）预应力混凝土连续箱梁。

图1 榕岭大桥

4.2 工程施工控制

4.2.1 桥面施工。预应力技术的应用，可以增加桥面的寿命。施工过程中，相关人员应严格选择预应力钢筋，同时利用预应力钢筋来产生约束力，从而有效控制桥面的裂缝问题。施工之前，需要做好对施工人员进行要求，保证施工人员了解预应力施工理论以及施工中的注意事项，将混凝土出现收缩断裂的可能降到最低。

4.2.2 预应力钢材要求。箱梁预应力钢束采用纵向和横向双向预应力体系，纵、横向预应力成孔均采用塑料波纹管，同时应用真空辅助吸浆工艺，确保管道密实；另外，预应力管道按照设计图纸坐标进行定位，每1m 设置定位钢筋，曲线段加密0.5m。预应力钢材及锚具进场后，应分批严格检验及验收，防止钢绞线锈蚀；使用前做好除锈处理，同时钢绞线下料必须圆盘锯切割，使切割面为一平面，以便张拉时检查断丝。

4.2.3 混凝土浇筑和养生。施工现场对混凝土采用泵车泵送砼，完成一次性的浇筑工作。浇筑采用先底板、后腹板、再顶板的顺序[3]。混凝土浇筑从前端向后端进行分层浇筑工作，从而保证没有层间冷却以及控制混凝土振捣棒动作的范围。施工过程中必须做好组织工作，避免出现漏捣、欠捣和过度振捣的情况。如果预应力管道密集而且缝隙小，则应选择小直径插入式振捣器。在振捣过程中，不能碰撞预应力管道和模板，同时混凝土振捣整平后就进行第一次抹面，对顶板混凝土进行二次抹面。抹面的工作应该在混凝土初凝前进行，避免因为早期无水导致干裂；并且在浇筑工作结束以后，还要覆盖麻袋或者草袋进行湿润养护。

4.2.4 张拉控制。箱梁浇筑过程中，工作人员应按要求制作与箱梁同条件下的养生试块，同时确保预应力张拉达到设计强度90%的情况下进行张拉。张拉采用智能张拉，参加预应力张拉的队伍需要具备相应资质；在张拉工作开始之前，需要校核、标定千斤顶和油表，并且做好钢绞线和锚具的检测工作。张拉之前要进行工作面的清理，按照规范测量代表孔洞的摩擦系数并检查锚具是否合格。施工人员需要在施工之前熟悉相关器具，同时接受培训。混凝土箱梁张拉时按设计要求，先张拉腹板钢束，再张拉顶板钢束，最后张拉底板钢束。预应力张拉的顺序为先安装锚具和千斤顶、张拉至预应力15%、张拉至100%、测量伸长记录、将实测值和真实张拉数值进行比较、退出千斤顶、检查滑丝[4]。张拉过程中要由专人测量伸长度，一般控制伸长值的误差在±6%以内，如果发现误差超过±6%，就要及时停止张拉，并且采取措施加强质量控制。张拉过程中做好安全防护措施，即做好作业人员的人身安全、操作设备的安全和结构物的安全工作。

5 结语

预应力施工技术在桥梁工程施工中有很多优势。为了确保施工质量，在发挥优势的同时，也要做好质量控制，包括做好张拉控制、人员管理等，并且采用标准化的施工方法，不断优化施工质量，以满足工程的质量需求。