探讨预应力技术在公路桥梁施工中的应用

曹正军　黄振邦

【摘 要】在如今的公路桥梁施工中，预应力技术的应用范围越来越广，成为施工中的主要施工技术之一。然而，预应力技术的工艺较为复杂，具有专业性强的特点，在实际的施工中尚存在许多质量问题，本文通过分析预应力技术的施工工艺以及使用该技术的主要环节，从而完善施工中的预应力技术。

【关键词】预应力技术；施工工艺；混凝土；应用

近年来，随着国内经济的迅速发展，为公路桥梁事业的发展提供了契机，同时也为公路桥梁建设事业进一步优化目标提供了动力。因此，对公路桥梁质量的要求出现了新的标准，要满足新标准则需要通过现代技术来支撑公路桥梁的质量，选择科学合理的方法加强建设，促进建设工作的稳步发展。其中，预应力技术的采用是公路桥梁项目建设的重要环节之一，在公路桥梁的建设施工中采用预应力技术属于较科学的施工技术[1]，例如该技术根据防水性、强度、负荷力等要求考虑，选择了钢筋砼，表现了在建筑工程中应用预应力技术的重要性，而且短期内无其他工艺可取代预应力技术，所以，该行业一直密切关注着预应力技术的发展，且不断突破预应力技术现状，以求更高的品质。本文通过分析现阶段预应力技术的应用现状，探讨该技术在公路桥梁工程建设中的应用。

1.预应力技术的应用

在国内机械工业以及材料的发展影响下，各个预应力结构的材料设施均有所变化，具体表现为，张拉设备的性能改善，多种多样的锚具实现系列化，高性能混凝土、钢绞线以及强度规格不同的低松弛钢线等生产趋于国产化[2]。例如相继建立起来并具有竞争趋势的设备与锚具专业生产厂，各项机械（压浆机、穿束机、油表、油泵等）的配套不断完善。预应力技术的不断优化为其在公路桥梁工程中的广泛应用打好了基础。公路桥梁工程施工中，应用预应力技术的环节较多，其中包括斜拉桥、连续刚构、连续箱梁、简支T梁以及空心板等，此外，公路桥梁施工中的大件提升、山体锚固以及顶推法施工等方面也应用了预应力技术。

1.1预应力混凝土空心板

跨径在16～25m之间的公路桥梁，预应力混凝土空心板通常采用高强度低松弛预应力钢绞线作为预应力钢筋。先张法中所采用的铜绞线为单根铜绞线，后张法中则采用圆锚或扁锚，张力吨位为中等吨位。实际上，部分工程也存在跨径在30～35m之间的混凝土空心板，然后跨径较大会导致材料的使用量偏大，刚度偏小，因此，空心板的跨径不宜超出25m。

1.2预应力混凝土简支T梁桥

混凝土简支T梁的跨径通常在20～50m之间，采用高强度低松弛预应力钢绞线。后张法则采用圆锚，中等张力吨位。近年来，行车条件的要求越来越高，现阶段简支T梁所采用的湿接缝现浇已取代了原先的桥面连续，在简支桥梁面板负弯矩区中的预应力钢绞线采用扁型锚具，从而形成准连续桥面结构。

1.3预应力混凝土箱梁

混凝土箱梁内部呈空心状，梁上部具有翼缘，对箱体进行分类时可根据其数量的不同将其分为两种，分别是单箱梁以及多箱梁，或是结合箱梁制作材料的不同，分成钢板箱梁以及混凝土箱梁（包括预制箱梁以及现浇箱梁）等。混凝土箱梁的跨径若处于40～60m的范围内，则需要配置双向的预应力钢绞线，分别为横向与纵向，张拉采用先张法（使用高强度低松弛预应力钢绞线）[3]。后张法则采用圆锚或扁锚，张力吨位为中等吨位。混凝土箱梁的悬臂板长度若大于4.0m，施工方法通常采用箱梁一束为3～5根钢绞线的扁型锚具。混凝土箱梁的跨径若处于70～200m的范围内，则要选取变截面箱梁，为桥梁配置多向的预应力钢绞线，分别为横向、纵向以及竖向钢绞线，形成三向预应力大跨径桥梁。

2.预应力技术常用施工工艺

公路桥梁工程施工中的主要预应力施工工艺包括了钢绞线的位置确定、钢绞线张拉、钢绞线的下料与穿束等。

2.1钢绞线位置的确定及其相应荷载

钢绞线索形主要由3个部分确定，分别是墩顶导向槽施工、转向横肋施工以及锚固端部横梁的施工，而等效荷载则由张拉应力与空间位置决定其大小。由于墩顶导向槽以及跨中转向横肋的钢绞线有偏折存在，因此需准确处理锚固端横梁部位的位置要求以及锚垫板的预埋方向。在制作槽转向横肋以及墩顶导向时，必须根据图纸的要求严格实施，以保证其弯折处曲率半径的精确，同时还须对转向横肋以及墩顶导向槽端部进行打磨平滑处理，避免钢绞线在张拉时发生挤压、卡滑等情况。

2.2钢绞线下料以及穿束

桥梁的加固作业中，由于钢管以及锚垫板在张拉结束后要进行灌浆，导致有粘结段的形成，因此钢绞线下料时，应清洗干净钢绞线粘结段中的油脂与PE层，该段的位置与长度均难以控制，为了预先考虑钢绞线下垂对穿束过程的影响，确保PE保护层可预先进入到密封罩中，且还要对张拉伸长的影响进行考虑，确保两端的伸长部分相等，以保证两粘结段的粘结力相差不大。在钢绞线的穿束过程中，钢绞线长度超出150m时，由于需要通过的跨中转向装置以及墩顶导向槽数量较多，使12根钢绞线不能在箱梁的内部整束穿索，所以必须得采取单根穿索的穿束方法。钢绞线缠绕会导致预应力在建立时受到影响，因此需确保全桥长的范围内无钢绞线缠绕情况。具体施工时，对密封盖小孔、工作锚板孔以及钢绞线预先进行编号，采取单根穿索方法对12根钢绞线进行穿束，每隔一段距离则采用与密封罩小孔相应的橡胶垫对钢绞线进行位置限制，可确保每束钢绞线均无缠绕情况。

2.3钢绞线张拉

为了确保张拉过程中钢绞线的均匀受力，在桥梁加固时可采取两端对称的同时张拉法，钢绞线张拉过程分为两个部分，分别是预紧以及高压力张拉。当中，预紧指的是在张拉开始前，首先对钢绞线采取预紧张拉，使钢绞线可进行平稳过渡，由松散状态转变为顺直状态，确保粘结段两端的长度一致，避免了错位现象的产生，一般情况下预紧拉力为15%，预紧进行时两端要对称；另一方面，高应力张拉指的是采用张拉专用设备给予钢绞线最后拉紧，张拉时应校检与标定仪表、设备以及各种机具，校检设备的精确度最好高于2%，压力表的精确度最好高于1.5级。张拉时应根据设计单位的要求，调整钢绞线伸长值以及张拉力的大小，保障钢绞线张拉到位。

2.4压浆

在桥梁工程的施工中，局部粘结形式多为体外索锚固定横梁的方式，通常情况下，粘结段的实际粘结力在压浆密实的前提下，到达张力设计的80%以上才可满足锚具固定的标准要求。对张拉结束后局部的有粘结段采取压浆处理是公路桥梁施工的重要工序之一。在进行压浆作业前，应采用空压机将管道内部残存的水分以及杂物排除管道外后，再进行压浆作业。施工前通过一比一模型试验确保压浆的密实饱满，该工序需在张拉作业结束后的24h内进行，以确保压浆压力在压浆过程中的稳定性与合适性。

2.5封锚

待张拉作业结束后，使用高强度的水泥砂浆将卡住钢绞线的锚具封闭，当达到一定的程度，尽量排净孔道内的空气，然后将水泥浆灌注进预应力孔道中，在水泥浆的强度到达一定程度后，便将暴露在外的钢绞线剪短，同时将钢筋绑扎在锚具的位置，安装模块，并将锚具包裹于混凝土中。

3.结束语

综上所述，预应力技术是现阶段公路桥梁施工中应用范围十分广泛的施工技术，该技术的发展速度迅速且具有发展潜力。但由于该技术的施工工艺较为复杂，实际施工中仍存在许多不足，因此，施工企业应不断对施工中的预应力技术进行不断优化，明确预应力技术的施工流程，并不断强化施工中的指标控制力度，严格控制好各个环节的施工质量，以进一步提高国内公路桥梁的建设水平。 [科]

【参考文献】

[1]龚海龙，屈小伟.刍议预应力技术与桥梁工程[J].科技资讯，2010（21）：44.

[2]王世昌，方良斌.公路桥梁施工中预应力技术措施探讨[J].中国高新技术企业，2010（03）：161-162.

[3]刘伟.浅析路桥施工中预应力技术的应用[J].价值工程，2010（21）：110-111.