预应力技术在道路桥梁施工中的应用

梁仕开

（保利长大工程有限公司，广东广州 520000）

0 引言

道路桥梁施工中需要面对诸多的复杂工况，对其施工技术提出了很高的要求。预应力施工技术为道路桥梁施工提供了新的技术方式，对提升道路桥梁的强度、承载能力和大幅增强桥梁跨越能力等具有重要作用。

1 工程概况

珠海市洪鹤大桥工程HHTJ1标段位于珠海市香洲区南屏镇洪湾，属海洋环境，主桥为主跨500m的双塔双索面叠合梁斜拉桥。主线起止桩号为K0+924.500—K2+659.500，全长1 735m；洪湾互通F匝道桥起止桩号为FK0+085.020—FK0+435.204，全长350.184m。总体布置图如图1所示。

图1 洪湾水道主航道桥总体布置图 （单位：m）

工程内容包含以下方面：

（1）洪湾水道主航道桥：（73+162+500+162+73）/2m双塔双索面叠合梁斜拉桥。斜拉桥下横梁布置86束19-φs15.2mm高强度、低松弛预应力钢绞线；上塔柱锚固区塔壁内横向布置72束、纵向布置96束19-φs15.2mm高强度、低松弛预应力钢绞线；钢混叠合梁桥面板主跨跨中部位对称布置72束7-φs15.2mm高强度、低松弛预应力钢绞线；

（2）洪湾东引：左幅为2×（3×30）m预应力混凝土预制小箱梁+（50+2×80+50）m预应力混凝土现浇箱梁+（3×30）m预应力混凝土预制小箱梁+6×（4×30）m预应力混凝土预制小箱梁；右幅为2×（4×30）m预应力混凝土预制小箱梁+（45+2×70+45）m预应力混凝土现浇箱梁+2×（3×30）m预应力混凝土预制小箱梁+5×（4×30）m预应力混凝土预制小箱梁；

（3）洪湾互通F匝道桥：23.523m预应力混凝土现浇箱梁+2×（3×27.444）m预应力混凝土预制小箱梁+（44+74+44）m预应力混凝土现浇箱梁。

主要工程量：钢梁8 131.95t、钢筋2.2万t、混凝土12.9万m3、钢绞线1 450t、斜拉索927.08t。

2 预应力施工技术实践

2.1 张拉系统配置

在现场需要进行智能化预应力张拉系统配置，该系统包括主机、千斤顶和油泵等部分，使用计算机软件对预应力张拉达到全过程的自动控制，系统结构如图2所示。该系统主要以传感技术对钢绞线伸长量以及每台张拉的设备压力等数据采集，之后将采集数据向主机实时传输，通过系统主机对其数据分析和判断，且泵站完成系统的相关指令接收后，合理调整变频电机工作参数，实现对加载速度以及张拉力的精准控制[1]。

图2 智能化张拉系统结构

2.2 穿束施工

张拉前必须确保混凝土强度满足90%设计强度要求，且龄期不低于7d，然后清理管道中的杂物和水，做好锚垫板位置的检查，在钢绞线涂抹一层润滑剂后，方可开展钢绞线穿束。穿束时先将钢绞线穿到波纹管中，将线束在外径低于波纹管内径5～10mm的小钢管上固定，后把单根钢绞线穿到孔道内，再从另一端拉出。

2.3 预应力张拉施工准备

在首次进行预应力张拉前，必须按照相关规范要求，测试预应力钢束以及锚圈口的摩阻力与孔道的摩阻力损失，后按照测试结果合理调整张拉力，确保预压应力值的有效性，并对张拉理论的引申量以及张拉的预应力进行复核和计算。同时，在预制小箱梁的试生产期间，要对两孔梁体管道的摩阻等及时测试，确定预应力实际损失值；张拉开始前应标记好拱度，在张拉实施后再测量其梁体上的拱值，并与原设计拱值对比；最后清理锚垫板上杂物和灰浆，并检查相关施工测量和工具[2]。

道路桥梁施工过程中，很多地段都是以大跨度现浇桥梁实现跨越的，现浇梁的使用一般需要通过临时支架来发挥辅助作用。为确保浇筑期间支架具有良好的安全性与稳固性，要做好支架的沉降量和预拱度预留，且对支架实施预压处理，确保达到预压的要求。斜拉桥斜拉索锚固区主要通过预应力筋的布置进行处理。因为塔上斜拉索锚固的间距并没有很大变化，所以可视塔柱一个索距为单根的斜拉索影响节段，在每节段布设预应力筋，消除两个配对斜拉索对塔柱内造成的拉应力，拟定拉索的锚固区内所需预应力筋的总量，并结合配置预应力筋的情况对单节段构建有限元模型，对其结构进行分析，验算预应力筋配置情况是否满足要求。

2.4 张拉施工控制

完成张拉准备后，要严格依据张拉顺序开展张拉施工，如在50%的N2、100%的N3、100%的N2、100%的N1张拉中，其张拉程序为0、0.1σk（此处标记伸长值）、σk（此时持荷要求2min，对伸长值测量和校核）、回油并自锁锚固处理（测量总回缩量，若发现油表值下降要及时补油）。

该环节施工中要先安装锚具，装好夹片，自千斤顶中心穿设钢绞线；张拉开始后，当钢绞线的应力值为0.1σk时要终止供油，后检查夹片完好情况，并画线标记。在张拉作业期间，以两侧同步、对称和分级的张拉处理方法，可将其分为三个级别，分别是10%、20%以及100%σk。每次满足设计控制的应力时，持荷时间应达到2min，然后测量张拉至100%σk条件时锚夹片外露量以及钢绞线伸长量；最后进行回油和整机的复位处理，为下一束的张拉做准备。结束张拉后，应校核同束的钢绞线伸长量，保证钢绞线的实际伸长量与理论要求的误差不超过6%。

2.5 压浆施工

通过智能化压浆设备实施张拉压浆施工。该系统施工的流程主要是放置设备→设立控制台→采用管路连接和循环模式→配置浆液→调试设备→压浆施工→完成。在放置设备以及设立控制台中，要求压浆台车和待压浆的预应力管不要存在过远的距离，一般控制在5～50m的距离范围[3]。在采用管路连接和循环模式中，主要选择单孔的孔外循环模式，其连接方式见图3。

图3 单孔孔外的循环模式连接方式

在浆液配制中，要求浆液的水胶比为0.26～0.28，使用高速制浆机制备浆液。在设备调试中，要严格按照规范确保设备性能满足要求，最后开展压浆施工操作。确认压浆数据没有问题后，启动压浆程序，压浆期间密切关注流量值和压力值，完成一次压浆后，要对接进浆管和返浆管，后点击“设备清洗”按钮冲洗管路。

3 结语

综上所述，预应力施工技术在珠海市洪鹤大桥工程中的应用，有效避免了混凝土结构裂缝的产生，确保道路桥梁具有更加稳定的结构，延长了道路桥梁的使用寿命，因此，在道路桥梁施工中具有显著的应用价值。为充分发挥其作用，在施工中应做好各项技术要点的全面把握和规范实施，确保施工质量满足工程建设的要求。