论高速公路桥梁施工中预应力施工技术的应用

樊金虎

关键词：高速公路;桥梁施工;预应力技术应用

中图分类号：U445.57 文献标志码：A

0引言

高速公路桥梁预应力施工是高速公路建设的关键环节，作为施工主体重要的结构物，是高速公路施工工程性能的重要体现，对我国基础设施建设和人民生活质量有重要意义。随着我国现代化建设的不断推进，在桥梁施工中的预应力施工技术也做出了一定的技术突破，目前需要总结相关经验形成科学施工模式，为我国后续的高速公路和其他相关工程建设提供实践经验。因此，此次研究的内容和总结的经验对提升高速公路桥梁施工中的预应力施工技术具有理论性意义，对国家现代化交通网络建设具有现实意义。

1高速公路桥梁施工中预应力施工技术应用现状

1.1钢筋管道通畅性不足

现阶段由于我国高速公路建设起步时间较晚相关经验较为缺乏，在预应力的钢筋管道施工技术还不完善，相应的专业施工团队比较缺乏。这就导致在实际施工过程中对于钢结构管道的精细性控制不足，严重影响管道竣工后实际混凝土浇灌中的流畅性，且针对突发情况的预案相对不足，问题出现后的二次施工造成了成本浪费与工期拖延。

1.2混凝土张拉时间问题

混凝土材料的制作依赖于不同原料的配比，同时在凝固之前流动性与延展性较难控制，在现阶段的施工中，对于混凝土材料的使用多依赖于经验主义，施工人员专业理论知识尚未形成。同时受限于项目中成本与工期的控制，混凝土凝固和静置时间缺乏严格的管控，在混凝土拉张过程中部分单位为了节约时间成本，导致拉张时间不达标，对于整体预应力施工效果造成严重影响。

1.3张拉力计算控制不力

由于高速公路桥梁主要采用具有延展性的钢筋与混凝土作为施工原料，其工程原料的特点决定了工程必须对材料拉张力进行相应的控制与利用。目前我国高速公路桥梁的施工团队主要有外来务工人员与其他土木工程临时工构成，在实际工程建设开工前大多施工人员还未经历过专业的技术培训，对高速公路桥梁施工的特性掌握不足。在施工人员控制拉张力的过程中由于经验缺乏所导致的拉张不平稳和对多方拉张的统筹不足直接影响整体工程的美观度和耐用性。

2高速公路桥梁施工中预应力施工技术应用案例

某湖区段工程位于某省，其区域跨度大，全长近47km，且施工范围内地形复杂，跨越多处水体。出于对其施工质量、成本、效率与环境的综合考量，主桥采用变截面混凝土预应力连续工艺，在桥梁上端采用挂篮施工，建立多个预制组合T型梁。

2.1公路桥梁施工前期准备

预应力施工作为一种综合性施工技术，若想在复杂的高速公路桥梁施工中发挥预期效果就需要提前进行完备的施工准备。施工人员需要考虑到相应的施工设计图纸，并严格按照其中的施工设计要求进行施工[1]。首先，选择合适的预应力技术施工方案。钢结构和混凝土是高速公路桥梁施工的主要原材料，同时也是预应力技术发挥的基础，在工程设计阶段，要提前预判高速公路建成后的交通承载流量，以选择合适的混凝土材料与配比，顺应公路最大承载量，避免结构变形。其次，高度重视高速公路桥梁地基方面的处理。由于高速公路工程跨度大，对于施工地质的选择往往缺乏灵活性，在面臨地质较软的施工条件，地基的稳定性直接影响高速公路桥梁工程寿命与安全性，因此需要在施工前期对施工场地进行地质勘察。针对天然地质结构存在问题的地基，采用换填加固技术[2]，及时采用优质混合土层替换原有土层。

在宁高新通道湖区段工程中对于预应力施工方案，通过充分考虑工程预计荷载和桥梁形变限度，详细设定了混凝土预制梁与钢结构在施工过程中允许的误差值，见表1所列。在地基处理过程中考量江苏省温带季风气候的降水特点和区域土壤类型，在项目开展前优先完成了混合水泥、碎石和石灰的人造土壤置换，解决了区域土壤由于含水度过高造成的排水板结问题。

2.2混凝土空心板T梁技术

高速公路桥梁施工预应力工程中，混凝土梁板是整个施工结构中的重要支撑组件，因此需要严格针对该处施工进行质量管理。在施工现场中裂缝问题是混凝土空心板与T梁最为常见的问题。裂缝的出现一方面是由于在施工设计和材料采购阶段质量把控环节的缺乏。因此必须严格配比各种比例，达到各项标准，确保万无一失[3]。另一方面则是由于现场施工设计的错误计算导致，由于混凝土材料是通过砂石泥浆与凝胶材料按照一定配比混合而成的，其强度和延展性存在着此消彼长的关系，当空心板在施工中跨境范围过大时就会出现材料刚度失衡。

宁高新通道湖区段工程中的预应力施工，根据施工需要采用了高质量的混凝土空心板和小箱梁，同时严格控制空心板与小箱梁的跨度在30～50m内，同时规定工程中使用的小箱梁的距离不小于20m且不大于50m，以保证最佳的承重效果，并根据施工要求在梁支座负弯矩处设置预应力钢绞线。

2.3混凝土预应力加固技术

高速公路桥梁预应力施工工程中，桥梁作为施工的主体和重点，为了在竣工投入使用后能具备较强的承压能力和使用寿命，在施工过程中采用混凝土进行加固的技术环节必不可少。就项目施工全程来讲，往往仅对桥梁主要承重部分展开补强处理，或是对桥梁上的关键构件展开加固[4]。目前在项目工程中较为常见的桥梁加固技术主要包括钢板粘贴加固法及桥面补强加固法，两种方法的施工侧重点各有不同。加固的方式主要有碳纤维结构、预应力结构以补强层加固等[5]。钢板粘贴加固强调在混凝土工程的表面，使用工业用胶将加固钢板直接固定在混凝土表面，在实际施工过程中需要对目标梁桥表面进行处理使原有混凝土工程暴露在外，以便进行后续施工。桥面补强加固则需要对目标桥梁表面进行开凿，而后浇灌粘性高、延展性好、强度高的混凝土材料，提高目标整体的承重潜力。

宁高新通道湖区段工程中的预应力施工在进行混凝土加固工程时，充分考量了施工目标未来的交通流量压力和大型运输压力，在桥梁结构完工后主要采用了钢板粘贴加固法。在实际加工过程中为了最大化保证钢板与混凝土桥梁的切合性和兼容性，优先对原结构进行清洁施工，在保证施工环境质量的前提下，保留了桥梁混凝土层一定的粗糙质感，针对工程施工中关键节点的反复磨损采用凿毛方式完成部分光滑混凝土的修补处理与二次清洁。而后使用千斤顶设备对施工桥梁的载重负荷进行临时转移，以保证混凝土凝固后的强度，同时在对预浇灌混凝土的加工中引入轴式搅拌机，以保证混凝土材料的美观，综合提升混凝土预应力加固的工程质量。

2.4混凝土的浇筑应用技术

高速公路桥梁预应力施工工程中，混凝土浇灌技术是混凝土材料实际应用的主要技术，其施工效果和美感直接展现了高速公路桥梁的施工水平。实际施工过程中混凝土浇灌主要通过高速公路桥梁下方的管道进行，其位置需要施工人员提前安排固定。具体浇灌过程中要保证管道入口处的清洁和相对封闭性，避免在其他施工流程中建筑垃圾在混凝土孔口处与内部发生阻塞。振捣工作中，避免对预应力管道进行划伤，导致管道漏浆，延误工程进度[6]。打孔埋管过程中需要对施工目标的地质条件提前勘探，并严格测量打孔位置的深度，避免孔管不协调的现象发生，保证混凝土浇灌的流畅度和凝结的一体性。

宁高新通道湖区段工程中的预应力施工在进行混凝土浇筑技术应用时，考虑目标施工现场情况制定了五个混凝土桩孔的施工计划，在打孔下管设备上调用了钻机、悬吊车以及砂泵机械，为准备泥浆护壁机械钻孔浇筑工程做准备，同时在混凝土配制浇灌设备上启用了专业吊车翻斗、灌浆支架、以及混凝土浇筑机械等机械工具。实际灌浆过程中用钢板卷成护筒，以防止顶部出现溢浆，同时采用正循环换浆法，在钻孔结束后实现对孔道内的两次彻底清洁。

2.5钢结构预应力施工技术

高速公路桥梁预应力施工过程中的钢结构施工是除了混凝施工的另一个重要组成部分，起到辅助支撑混凝土结构的骨架作用。在施工现场的实际应用中较为常见的钢结构预应力施工有钢筋、钢绞线和钢筋张力施工，其中张力施工又可以细分为先张法与后张法，二者的区别在于钢筋拉张与混凝土浇灌过程的先后，先张法强调在混凝土浇灌之前对钢筋进行拉伸，而后利用混凝土的粘性实现对钢筋延伸形变的固定。至于后张法则需要在混凝土浇灌完成后，锚具可以实现对预应力的高效传递[7]，需要依靠钢筋锚具对硬结构的钢筋混凝土实现拉伸。

宁高新通道湖区段工程中的预应力钢结构施工严格依照工程項目标准，在钢筋安装施工现场委派专业监理人员实现对施工人员的实时监督与管理，在钢结构搬运过程中严格避免钢筋的磕碰磨损，根据既定程序在安全监督管理人员的监工中完成焊接，并在扎绑作业中更加注重结构的整体性与完整性。钢绞线施工过程中，对钢绞线在应用之前进行统一抽检与测量，严格把控材料品质，有关构件的尺寸参数要符合建筑要求[8]。面对施工过程中出现的导向槽与钢绞线偏移问题，有针对性地采用钢结构顶端固定加工技术，避免钢绞线在施工现场由于材料管理不力造成的挤压、打结等问题。张力施工中，根据工程要求采用依据公式基础进行数据计算，合理配比先张与后张的技术比例，并提前预判摩擦力导致的锚点滑移现象，全面提升工程预应力施工水准。

3结束语

通过研究得知高速公路桥梁施工中预应力施工技术应用目前面临着钢筋管道通畅、混凝土张拉时间问题、张拉力计算控制不力的问题。基于宁高新通道湖区段工程预应力施工的应用经验，本论述就公路桥梁施工前期准备与细节技术进行了相应的分析与总结。