连续刚构桥建设中的体外预应力施工技术

黎 翔

（景德镇市公路管理所，江西景德镇 333000）

随着时间的推移，我国大跨径的连续刚构桥建设数量不断增长。通过实际调查发现，桥梁投入使用时间较短，但出现了多种多样的问题，主要表现为梁底开裂、跨中下挠、主梁出现斜裂缝等问题，这些问题在连续刚构桥中普遍存在。不及时采取应对措施，会对桥梁整体的承载力以及整体结构造成极大影响。

为了彻底解决问题，应从根本上提升桥梁承载能力，需要注重体外预应力施工技术的应用，以此根治目前连续刚构桥中的各种复杂问题。

1 工程概况

国内某地区拟定建设跨江大桥，其结构为连续钢构，项目建设选用体外预应力施工技术。

桥梁设计时，桥的左右两幅设计尺寸相同，可以为后续工作提供极大的便利性，方便对比在同一受力环境下，连续刚构桥的受力性能是否良好，但这种设计也存在一定缺陷，主要表现为无法凸显体外预应力的优势。以该建设跨江大桥为案例，分析连续刚构桥建设中的体外预应力施工技术。

2 体外预应力施工技术解析

2.1 体外预应力施工技术的发展

在我国，体外预应力施工技术最早被应用在混凝土建筑物加固处理施工中。随着时代的发展，我国专业技术人员与科研人员不断加强体外预应力施工技术的研究与优化，通过反复的试验使该项技术很快被应用到桥梁的加固处理中，早期主要对钢筋混凝土的T梁桥利用钢槽进行加固。在不断实践应用中，体外预应力施工技术的优势逐步凸显出来，其可以明显改善跨径桥梁的现有运营状况，提升桥梁的承载力。

2.2 体外预应力的概念

体外预应力中的预应力指承载桥梁结构的主跨本体之外的钢束张拉产生的力，钢束的作用是在桥梁结构的本体之内安置锚固区域。与此相反，转向块可以任意安置在桥梁结构的体内或体外，二者之间并没有本质方面的区别。

通常情况下，体外预应力的构成部分较多，主要包含体外预应力孔道管、浆体、锚固体系以及转向块等。体外预应力在不断实践应用与发展过程中，逐步形成两种不同的体系发展。

（1）由普通的钢绞线外包HTPE防护的体外索。

这种体外预应力属于黏结体外预应力体系，主要优势为施工过程中可以将其设置在孔道管的结构体外，方便检车与控制管道的安全，减少预应力摩阻损失。

（2）由单根无黏结钢绞线外包HDPE防护的体外索。

属于无黏结体外预应力体系的一种，主要优势为能够有效地减小单根无黏结筋的损失，具有耐腐蚀性与安全性，重新调整预应力的数值时，可以更换预应力筋[1-2]。

2.3 体外预应力结构体系的组成

体外预应力结构体系在我国桥梁建设、建筑工程中应用较为广泛，主要被应用到预应力混凝土结构的重建、加固以及维修中，同时还能够在预应力混凝土结构或施工临时用钢索中应用。

体外预应力是一种结构较为复杂且样式丰富的体系，其主要组成部分多种多样，主要包含预应力索、锚固系统、转向装置、定位装置、减振装置等。

体外预应力结构体系构造如图1所示。

图1 体外预应力结构体系构造

3 连续刚构桥中建设中的体外预应力施工技术应用

在连续刚构桥建设中应用体外预应力施工技术，可以有效地减少界面尺寸，在实际施工中将预应力筋布置在界面外，有效保证连续刚构桥中混凝土施工质量与施工安全，减少工作量，提升施工效率。

结合实际工程案例，对连续刚构桥建设中的体外预应力施工技术应用进行分析。

3.1 体外预应力施工准备

（1）针对已经安装完成的预应力管道、转向器等进行复检，确认内部畅通无阻，在检查过程中发现杂物时，必须做好清理工作，保障钢绞线的施工有序开展。

（2）检查布索通道，确认其是否满足设计要求，清除对布索有影响的障碍，移走对布索有影响的其他设施[3-4]。

（3）在通道内部按照设计要求与相关的规范设置垫层，垫层材料主要以塑料为主。

（4）打磨预埋钢管，避免穿索或张拉过程对钢绞线造成损伤。

（5）在自由跨度较大的位置科学合理地搭设支架，为后续的施工提供便利。

（6）严格按照施工标准校准千斤顶与压力表，以线性方程为依据对张拉过程中的每一级张拉力对应的压力读数进行计算，并且做好记录与标记。

3.2 体外预应力施工流程

体外预应力施工流程如图2所示。

图2 体外预应力施工流程

3.3 下料、编号以及穿束

本工程案例中，受施工场地影响，实际施工过程采用放索盘实施放索，通过人工将钢绞线牵引至箱外支架处，利用滑轮转向将钢绞线送入箱中。下料过程中，应严格控制下料长度，在箱中下料，必须将钢绞线平铺于箱梁中进行放索，保证每根体外预应力索的长度保持一致，有效将下料误差控制在20 cm之内，为后续控制千斤顶提供有利的条件。

穿束施工是体外预应力施工技术的重点环节，在穿束施工过程中，必须做好钢绞线的保护工作，以免在穿束过程中对钢绞线表面涂层造成破坏，对其质量以及后续的防腐能力造成影响。

在穿束施工过程中，每完成一根钢绞线的穿布，均必须做好编号和保护工作。完成全部钢绞线的穿布后，以其工作和松弛长度及仲长值为依据将表面PE套剥除，确保张拉范围内的所有PE套剥除后，确认所有PE套部分是否全部进入锚杯中。

3.4 锚具与夹片安装

体外预应力施工技术中，必须保证锚具安装能够与孔道对中，每条钢束保持平顺，有效避免钢束扭绞交叉。安装锚具与夹片前，对相关的材料配件进行清洗，保证其清洁度，更好的锚固作用能够达到预期效果。

3.5 钢绞线预紧

体外预应力施工技术中，钢绞线的最大长度可以达到340 m，钢绞线中设置的支点数量较少，支点之间的距离最大可以达到50 m。在实际施工过程中，为了保证钢绞线均匀受力，应对所有的钢绞线做好预紧施工，确保所有的钢绞线均匀收紧，保证整根钢绞线并未有明显的松弛或受力不均匀的情况，更好地发挥体外预应力施工技术的优势与作用[5-7]。

3.6 预应力张拉

体外预应力施工技术中，预应力张拉被称为整束张拉，整个施工过程必须分级进行，且每级的张拉力不能超过实际张拉值的1/5。每完成一级的张拉后必须要检查锚固点、转向点的实际情况，确保在张拉过程中是否出现裂缝或较大的变位。张拉过程中发现问题时，应在第一时间内停止施工，找出具体的原因后科学制定处理措施，问题完全解决之后，方可继续施工。

整个预应力张拉施工过程中，应设置统一指挥部、监控部，实现对于整个施工过程的实时监控，实现施工的统一，有效提升施工效率与施工质量。

3.7 防护装置安装与封锚

预应力张拉施工中当每完成一跨的钢绞线张拉后，应及时对多余的钢绞线进行切割处理，切割长度要封锚钢帽的深度确定。完成切割处理后需要进行防护装置的安装，安装完成后要进行防腐处理，有效抵御外界因素的影响，提升质量，延长使用寿命。完成上述施工后安装防护罩。

4 结语

连续刚构桥建设中的体外预应力施工技术的应用，可以实现施工效果与施工质量的全面提升，具有施工便利、成本较低、便于检修等显著的优势。根据实际工程案例使用该项施工技术进行分析，为相关从业者提供参考，推动体外预应力施工技术的不断优化与发展。