预应力在道路桥梁施工中出现的问题及改进措施

李亚利

摘要：随着科学技术的进步和工程建设的发展，预应力技术在公路桥梁施工中得到了广泛的运用，并在保证施工进度，提高工程质量等方面发挥了积极的作用。然而，目前预应力技术还存在着不完善之处，在施工中如果处理不好，往往会对公路桥梁质量产生不利影响。因此，为了使预应力技术在公路桥梁施工中得到更好的运用，提高公路桥梁质量，有必要对预应力技术的运用问题进行探讨分析。

关键词：预应力；桥梁；施工；问题；措施

伴随着材料工业和机械工业的发展，高性能混凝土、低松弛钢筋、各式各样的锚具和张拉设备不断被研发出来，并取得了规模化生产，这为预应力技术的发展和工程建设运用准备了良好的条件。目前，预应力技术在公路桥梁建设中得到了广泛的运用，其运用范围主要包括空心板、T型简支架、连续箱梁、桥梁加固、斜拉桥、顶推法施工、边坡锚固等等。在这些项目施工中运用预应力技术能够取得良好的效果，也有利于提高整个公路桥梁建设的质量。

但是在预应力桥梁施工中出现的若干预应力技术问题也相当普遍，给施工和工程结构的质量带来了一些潜在的隐患，已引起许多专家的广泛关注。

1预应力技术在道路桥梁施工中的应用

1.1预应力技术在加固施工过程中的应用

一般道路桥梁的加固是通过补强构件和改善结构性能来提高现有道路桥梁的承载力，延长其使用寿命，满足交通运输的要求。通常加固的方式有：桥面补强层加固、改变结构受力体系加固以及体外预应力加固等等。在实际中，卸载的主要目的就是为了减小加固施工时混凝土结构的初始应变。可以先对构件施加预应力，使构件的受拉区产生压应力，受压区产生拉应力，使构件在初弯矩时的压应变和拉应变减小，这样可以提高构件在极限承载力时的应变增量和应力，充分发挥加固钢筋的作用。

1.2预应力技术在混凝土多跨连续梁中的应用

多跨连续梁分为正弯矩区域和负弯矩区域。一般情况下，跨中为正弯矩，支座处为负弯矩。当桥梁的抗弯承载力和抗剪承载力达不到要求时，就需要进行加固处理，当跨中正弯矩区抗弯承载力不足时，可以采用施工比较容易的粘贴碳纤维的方法加固。

1.3预应力技术在受弯结构中的应用

碳纤维具有施工简单，高强度的特点，所以对受弯构件进行加固的方法广泛地采用粘贴碳纤维片材。但是在加固前结构就已经具有初始内应力，混凝土有了初始拉应变和压应变，当混凝土受压区压应变达到或超过混凝土的极限压应变时，构件达到或超过了极限承载力。碳纤维片材的最终应力是由混凝土的应变增量决定的，比如当初始应变较大时，碳纤维片材的应力较小构件就被破坏了，碳纤维强度高的特点无法充分发挥出来。可以在粘贴碳纤维片材时就对其施加预应力，使其附有初始拉应力，从而提高当构件破坏时的碳纤维片材的应力，充分发挥其强度。

1.4预应力技术在混凝土路面中的应用

在道路桥梁的混凝土路面中应用预应力技术，是在近年来才逐渐兴起并普及的一项创举，其作用原理与预应力技术在桥梁钢筋混凝土结构中的应用大致相似，同样也是通过预应力钢筋的配置来对混凝土路面进行一定的约束，从而达到延缓甚至不出现裂缝的目的。混凝土路面施工中合理地施加纵向预应力来避免混凝土路面的横向收缩开裂。目前此技术已经逐渐走向成熟。

2预应力技术中的工具选择

2.1预应力钢绞线的选择

目前国内外使用的预应力钢材主要有预应力钢筋、冷拉预应力钢丝、矫直回火预应力钢丝、低松弛预应力钡丝、普通预应力钢绞线和低松驰钢绞线。作为预应力钢材最新一代的低松弛钢绞线，由于其高效、经济、施工方便，使建筑构件轻薄美观的优点，已大量使用在世界各地最重要的建筑工程上，如大型桥梁、核电站、高层大跨度房屋、高速及高架公路等。使用预应力钢绞线至少可节省1/3以上的钢材，其经济效益和社会效益是十分显著的。预应力钢绞线的选择应考虑以下几个方面：钢绞线性能参数，包括几何参数、表面状态、松散性、断裂荷载、屈服荷载、伸长率、松弛等；钢绞线标准，包括品种规格、破断荷载、尺寸公差、松弛性、延伸率等。

2.2预应力锚具的选择

后张法预应力混凝土结构所使用的锚具，主要可分为机械锚固和摩阻锚固两大类，机械锚固类锚具是在预应力钥材的端部采用机械加工，形成一个适宜于锚碇的工作条件来加以锚固。这类锚具通常用于锚旋高强度粗钢筋或集束型高强钢丝，个别也有锚旋单根或多根钢铰线的。其特点是锚具应力损失较小，连接比较方便，在未灌浆前可以重复张扣或放松以调整预应力。摩阻锚固类锚具是利用楔形锚具，将预应力钢材“挤紧”形成锚旋作用，这类锚具品种较多，应用较广，其2012年2月第3期桥梁与隧道工程Bridge&Tunnel Engineering特点是锚力变化较多、吨位较大，穿索比较方便；不足之处是锚具应力损失较大，要重复张拉或连接较不方便。

3预应力在道路桥梁施工中出现的问题

3.1波纹管堵塞的问题

堵管的主要是指在混凝土浇筑后波纹管出现堵塞的现象。波纹管堵塞会使得后期预应力钢绞线穿束无法通过或张拉预应力时，钢绞线实际值与设计值有差距，这样就会造成不必要的麻烦，既影响了工期又耗费了人力。产生这种现象的原因是在施工过程中施工人员没有严格按照规范安装波纹管，引起波纹管定位不准确导致弯折、套管接头松动，或者是在浇筑过程中，施工人员操作不当，造成波纹管破裂，直接造成了混凝土水泥浆深入到波纹管而堵塞了波纹管。另外，波纹管本身的质量缺陷也会引起水泥浆渗漏造成的堵管。

3.2孔道堵塞的问题

预留孔道堵塞或塌陷会使预应力钢筋不能顺利通过，这样会影响张拉的效果，进而影响灌注工程质量。产生这种现象的原因是在水泥还尚未凝固之前就抽芯，这样就没有一定的强度，或抽芯太迟，就可能会拔断橡胶抽拔管。

3.3预应力构件张拉前出现裂缝的问题

预应力构件张拉前出现的裂缝问题通常是由温差和收缩造成的，并且钢筋砼结构在使用荷载作用下出现裂缝是难以避免的，但是在预制场内的构件要尽量避免裂缝。裂缝主要出现在表面处，有时是在箍筋位置，有时从构件顶面一直延伸到构件侧面。

3.4预应力超长时出现的一段张拉工艺问题

目前我国国内浇筑大跨度预应力连续箱梁底板预应力通常采用一端张拉工艺。但是根据国内外有关规范，跨度在30m或30m以上的预应力桥梁，都要采用两端对称张拉工艺，才能保证跨中承载力，否则就会导致因跨中承载力不足而造成的正截面裂缝。

4针对预应力相关技术问题提出的解决措施

当遇到堵管问题时，首先根据预应力筋曲线坐标标出堵管的位置，避开主筋位置用冲击钻进行缓慢开孔，清除波紋管中渗漏的水泥浆，使波纹管中的钢绞线能顺利通过并自由伸缩。为了预防堵管问题的发生，可以在施工下料前仔细检查波纹管质量，在浇筑混凝土之前确认波纹管的安装位置，检查套管接头以及密闭性，在浇筑混凝土过程中注意要保护好波纹管。为预防由于表面温度造成的裂缝，应控制构件内外存在过大的温差。对薄壁构件要适当延长拆模时间，在预制构件和台座之间应涂隔离剂防止粘接，避免热胀冷缩影响构件。另外可以在高温时使用低水化热水泥，在低温时采取保温措施。在道路桥梁中的预应力混凝土路面施工过程中，由于混凝土路面的收缩和徐变过大而引起的预应力损失通常都对工程的质量产生极其恶劣的后果。而应采用强度较高、水灰比较小的混凝土来进行施工，通过利用高质量混凝土自身收缩和徐变小的特性，来避免这类情况的发生。

5 结语

总之，预应力在道路桥梁施工中是一项复杂的工艺，要想控制好道路桥梁预应力工程的施工质量，就要在规范施工的方面狠下功夫，追求专业性、科学性，在预应力施工中要不断采用新技术、新材料以及新工艺，对施工人员进行技能培训，采用专业的张拉人员队伍和设备，严禁施工中不规范、不严谨的行为，严格按照规范办事，保证工程的顺利施工和施工质量。

参考文献：

[1]何饶；浅谈公路桥梁施工中预应力的应用及存在问题；科技风 2008-11-20

[2]雷耀东；路桥工程施工预应力应用中存在的问题及解决方案；中小企业管理与科技；2009-09-05