公路桥梁预应力混凝土施工问题及处理方法

李小祥

（江苏镇江路桥工程有限公司,江苏 镇江 212011）

1 公路桥梁预应力混凝土施工的应用优势与不足

预应力混凝土结构，简单来说就是指结构在受到外荷载之前，提前采取有效的方法，使结构内部能够形成一种特殊的应力状态，产生相应的张拉力，与道路桥梁在使用过程中产生的荷载力抵消，避免裂缝的出现，延长公路桥梁的使用寿命。

预应力混凝土施工技术在公路桥梁领域中的应用，相对而言，钢筋的使用量更少，混凝土构件的截面尺寸明显缩小，不仅节约了施工材料，也减轻了公路桥梁的自重。与常规的混凝土施工工程相比，预应力混凝土施工，强化了公路桥梁的抗震性能和纵向受力的特性；强化了道路桥梁结构的抗压能力和抗弯性能，整体结构的稳定性和耐久性更强；汽车行驶于预应力公路桥梁上产生的噪音也较常规的钢筋混凝土桥梁更小。

公路桥梁预应力混凝土施工是利弊共存的，首先，预应力混凝土施工的难度相对较大，而这种施工方法在国内起步较晚，许多施工人员缺乏对预应力混凝土施工的深入了解，未能积累丰富的施工经验和施工技巧。其次，公路桥梁预应力混凝土施工因工艺相对复杂，工期可能较长，运用到的施工设备较多，现场管理的难度较大[1]。

2 公路桥梁预应力混凝土施工中的问题及处理措施

2.1 混凝土强度差的处理措施

2.1.1 预应力混凝土强度差的原因

预应力混凝土在公路桥梁施工领域的应用仍然处于初级阶段，相对于常规的混凝土而言，预应力混凝土的工艺复杂性更强，但成熟度却相对较低，如果混凝土的强度差，不仅无法满足公路桥梁施工工作的开展需求，甚至会导致张拉受阻。一旦混凝土出现了裂缝，长期处于自然条件下的道路桥梁就可能因渗水和积水问题导致桥面损坏，如果杂物掉入缝隙，混凝土的强度还会进一步降低，波纹管孔道内部产生的预应力，因结构条件的变化而无法灵活拉伸，荷载性能降低。根据以往的施工经验，导致混凝土强度不足的原因主要包括以下几个方面:首先，原材料本身存在质量问题。预应力砼强度等级通常为C40～C50（混凝土强度标准值见表1），部分应力砼强度达到了C80，这种强度较高的预应力砼，对于砂石料的级配和含泥量都有较高的要求，无论是超过施工规范要求还是无法达到施工规范要求，都可能造成混凝土强度不足的问题。其次砼配合比的精准性较差。部分技术人员采取了错误的计量方法，如仅关注水泥、砂子、外加剂及其他材料的体积比，忽略材料的重量比，在外界自然条件变化的情况下，砂石的含水量出现变化，如果未能合理控制配合比，混凝土的强度就会有所削弱[2]。其三，砼浇筑发生漏振情况。许多施工人员至今仍然缺乏对于预应力混凝土施工技术的深入了解，在实际进行砼浇筑的过程中，未能遵循技术交底要求落实振捣工作，振捣区域的选定不正确、振捣时间的控制不合理，最终造成漏振问题，混凝土的强度无法得到充分保障。最后，混凝土的养护工作未能得到足够的重视，强度无法得到保障，混凝土的强度自然会有所不足。

表1 混凝土强度标准值 MPa

2.1.2 预应力混凝土强度差的处理措施

（1）应当对混凝土的质量严格管控，每一批进入施工现场的混凝土原材料的来源和合格证明都要验证，材料管理人员还需对于原材料及质量进行抽查，把好每一个细节关，坚决不允许原材料的质量出现纰漏，原材料的存储应结合材料本身的物理性质和化学性质有针对性的进行分类存储。在进行混凝土的配比时，坚决不允许偷工减料，可以结合施工需求适当添加外加剂，或是选择增加碳纤维来达到整体架构的效果。

（2）在完成混凝土浇筑工作后，应及时在混凝土表面覆盖遮蔽物，并进行洒水养护，避免砼的表面受到损伤。进行混凝土砼覆盖时，应注重合理控制洒水养护的时间，同时结合温度，湿度的变化情况，酌情增加或减少养护工作的开展频率。

2.2 滑丝与断丝问题的处理方法

2.2.1 滑丝与断丝问题的原因

在开展公路桥梁预应力混凝土施工过程当中，滑丝问题发生频率较高，究其原因，主要有以下几个方面。首先，预应力穿束施工需要结合工程施工的实际状况，按照施工规范要求，进行编束处理，如果某一环节出现了偏差，则极有可能会导致钢束问题的出现。公路桥梁施工中应力混凝土张拉力的控制有着一定的难度，如果张拉力的力度无法得到有效控制，混凝土的抗拉力性能会明显降低，从而导致竖向荷载力的增加，桥梁的质量也会因此而受到影响。随着时间的推移，混凝土逐渐收缩，桥梁的受压能力发生了较大的改变，如果路桥表面受力的均匀性较差，工程的稳定性也会因此而受到影响，最终演变成为骨架断丝问题。其次，预应力混凝土施工难度较大，钢绞线的直径较大，锚具与夹片之间如果产生了较大的缝隙，在受到外力的作用时，就难免会出现断丝现象。其三，在进行锚夹具的设计时，应加强对于尺寸的精准控制，如果夹片的硬度无法达到标准，滑丝现象出现的可能性会明显提高[3]。其四，锚圈应当放置于固定的位置上，如果选定的位置不合理，支承垫块的稳定性会受到影响，在后续安装千斤顶时，如果未能严格按照施工要求进行安装，也会导致滑丝问题的出现。其五，如果施工人员技艺不够精湛，技术、设备条件不充足等情况下，获取到的拉力数据缺乏精准性，则拉力无法得到合理控制，也会导致断丝问题的出现。除此之外，很多时候无法第一时间将钢束清理干净，导致安装工作无法顺利推进，在受到预应力作用时，便会出现滑丝、断丝等问题，如果钢丝已经出现了损伤，但却仍然将其应用于工程中，在预应力的张拉作用下，同样可能会出现断丝情况。总体来说，导致滑丝和断丝问题的原因是十分复杂的，只有结合项目工程的具体情况，才能找到更加适宜的规避问题的方法。

2.2.2 滑丝与断丝问题的处理方法

（1）在正式开展穿束工作之前，建议相关施工人员能够对该工程的具体情况有足够深入的了解，并按照相应的规范标准要求谨慎完成预应力钢束的捆扎工作，采取的扎绑方法既要可靠，也要合理。

（2）预应力张拉之前，负责人员需对抛锚夹具的尺寸和硬度进行严格把关，从根本上避免断丝问题的发生，为整体的工程质量提供坚实保障。同时，还应当对钢束进行全面清理，避免因钢束表面覆盖污物影响施工工作的顺利开展。

（3）相应的负责人员还需要对千斤顶的油压表进行检查，并定期开展维护工作，消除潜在故障。

（4）如果已经出现了滑丝或者断丝现象，技术人员应第一时间更换新的钢束，如果存在特殊条件，导致钢束无法更换，则应当采取有效的方法强化钢束的张拉力，确保后续的张拉作业能够不受阻碍的进行。

（5）避免滑丝、断丝等问题的出现，应当重视做好张拉力的控制，避免对预应力造成破坏，在条件允许的情况下更新技术设备，并定期对技术设备进行检查，加强对专业技术人员的培养，实现对张拉力的合理控制。

（6）在对预应力筋进行焊接处理时，应加强对钢束质量的控制，并遵循焊接要求完成焊接，规避断丝隐患。

2.3 孔道漏浆与压浆不饱满的处理方法

2.3.1 孔道漏浆与压浆不饱满的原因

在公路桥梁预应力混凝土施工工作开展的过程中，孔道漏浆与压浆不饱满同样是应重点关注的问题。导致这两大问题的原因如下:首先，在开展混凝土浇筑工作时，振动棒可能会与波纹管产生碰撞，如果撞击力过大，损坏了波纹管，就会导致孔道渗浆。其次，安装波纹管时，如果波纹管的衔接处存在孔洞或缝隙，同样会导致孔道漏浆。其三，许多作业人员为了提高施工效率，选择省略清理管道的环节或是笼统地进行管道清扫，影响了压浆的质量。最后，水泥浆的配制如果无法达到相应的规范标准要求，水泥浆的质量降低，施工质量也自然会受到影响。

2.3.2 孔道漏浆与压浆不饱满的处理方法

（1）在进行孔道压浆处理时，保持振捣棒与波纹管之间的距离，避免二者之间充分接触，保障波纹管的完整性。焊接波纹管时，电焊产生的火花可能会灼烧波纹管的管壁，造成波纹管的损坏，应慎重处理。如果波纹管已经因此而出现了损伤，可以使用玻璃胶进行修补，或是以胶带纸进行贴补。在完成了混凝土的浇筑工作之后，可借助高压水枪清洗波纹管，去除波纹管表面的杂物，充分保障波纹管的通畅性。

（2）充分保障管道接头处和锚电板接头处的密封性，衔接处一定要稳定、牢固，避免出现孔道漏浆的情况。

（3）在进行水泥浆的配制时，可以适当掺加膨胀剂。

（4）采用公路桥梁施工智能压浆管理系统（公路桥梁施工智能压浆管理系统示意图见图1），通过在管道的进浆口和出浆口安装传感器，及时获取压力数据，并将数据传递给主机系统进行分析，测控系统会根据主机传递的指令自主进行压力调控，从而实现对于压力大小、浆液质量、保压时间等方面的控制，使压浆更加饱满。动态监控和远程监控，更有助于保障压枪数据的真实性和可靠性[4]。

图1 公路桥梁施工智能压浆管理系统

（5）孔道压浆可以采取由低到高的原则，率先完成所处位置较低的孔道的压浆，然后再进行高孔道的压浆处理，并合理设置排气孔。技术人员需控制好压浆的速度，在孔道的两端分别进行压浆。如果水泥浆的泌水率较低，建议技术人员能够先开展试验，使孔道的饱满度能够达到相应要求，再进行一次压浆。值得注意的是，活塞式压浆泵是压浆过程中使用性较强的一类设备，能够充分保障泥浆的紧实度。在一次压浆时，应合理控制压力，压力控制在0.4～0.6MPa即可。压力达到最大后，留有充足的稳压时间，在充分保障饱满度以后再终止压浆[5]。

3 结束语

综上所述，公路桥梁预应力混凝土施工作为一种现代化的公路桥梁施工技术，其发展与应用是利大于弊的。不能否认，在推广新施工技术的过程中会遇到困难，包括混凝土强度差、滑丝、断丝、孔道漏浆与压浆不饱满等，针对各类问题，建议能够寻求科学合理的应对策略，并结合不同类型公路桥梁的施工要求以及公路桥梁预应力混凝土的操作要求推进施工，打造更加安全、稳固的公路桥梁工程，延长公路桥梁的使用寿命，为人们的安全出行提供更加充足的保障。