淺談預應力施工技術路橋工程中的應用

焦飛越

(貴陽宇建建設監理有限公司，貴州 貴陽 550002)

引言

隨著我國現代技術的快速發展，高速公路在大規模建設,其中出現的質量問題和裂縫病害也不斷增多。預應力作為廣泛運用到建筑中的一項技術，它是現代科學不斷探究和發現的產物。目前全國各省市許多高速公路橋梁都采用了這項技術，但從檢查的情況來看，預應力橋梁裂縫的問題比較普遍，其中箱梁橋尤為突出。預應力技術不僅用于公路橋梁結構，而且也運用到橋梁的維修和加固、大件提升、頂推施工、邊坡或山體錨固等方面，其應用范圍還在不斷擴大，應用前景會與日俱增。

1 路橋工程預應力施工工藝存在的通病

近年來，為了提高預應力混凝土的早期強度，在施工中通過摻加早強劑的方法，一般澆注砼后就會開始張拉預應力，可是由于砼強度的增長需要一定時間，且強度和彈性模量增長并不同步，強度增長比彈性模量增長快，早期砼變形大，提前張拉預應力會引起預應力損失增加，導致橋梁承載能力不足，進而出現裂縫。除此以外，采用同步養生試壓塊方法試驗得出的早期砼強度，盲目替代現場結構的實際砼強度，這種做法為日后的問題埋下了伏筆。據資料顯示，產生事故的結構在最后驗算時，實際強度并沒有達到試壓塊測得的強度，有時候甚至會更低。后張預應力結構以及張拉力控制的問題，預應力的施工作業不夠標準，特別是張拉力控制不嚴格對預應力橋梁的質量影響很大。張拉作業時，一般都采用張拉力和預應力筋伸長量兩者進行雙控，以張拉力為主，以伸長的效果數值與張拉力形成核對。通常張拉力的計量所采用的1.5級油壓，它的誤差比較大，甚至有的千斤頂沒有計量標定就開始張拉，而且張拉人員很多都沒有經過專業培訓，施工作業人員的不專心，或盲目施工，這樣經常容易出現比較大的誤差，甚至讀表時誤讀數，發生張拉力高低不均的現象。特別是在多束張拉時，由于不同束受力不均勻，這往往對預應力筋的伸長值計算不夠精準，彈性模量取值比較混亂，實際張拉時很難把將伸長量控制在規定范圍內，進而導致張拉力失控。

預應力孔道壓漿質量也是一個值得分析的問題，預應力孔道壓漿具有兩個重要的作用，首先是保護預應力筋不受到銹蝕；第二點則是保證預力筋和結構之間共同工作。然而在實際工程中，壓漿孔被堵塞，預留的壓漿管道在砼澆筑過程中被破壞或被堵塞，壓漿前所采用稠度儀測得的數值不夠準確，凈漿拌和時沒有嚴格按照配比施工，沒有按要求攪動已拌制好的凈漿，壓漿機械的老化或壓力達不到實際要求等，致使預應力孔道的壓漿不夠飽滿，密實度不符合標準，漏漿和漏灌現象相當普遍，這已然成為了預應力結構的通病。出現這種局面的主要原因，除了施工單位對孔道壓漿工序重視度不夠之外，目前國內的壓漿工藝、漿體配置、留孔質量等也存在著一定問題，主要是漿體的水灰比，距離相關規定值偏大。采用規范中所規定的水灰比以后，孔道漿體出現泌水，孔道不易密實和飽滿。

2 錨具存在的通病

近些年來，有些施工方為了減小截面尺寸，追求經濟效益，在預應力箱梁底板以及板梁結構中采用尚有爭議的扁錨，這很明顯是不可取的。因為扁錨的張拉工藝采用了逐根張拉，整體張拉的設備技術還不成熟，容易導致鋼絞線受力不均。采用扁波紋管留孔，扁孔空間很小，孔道摩阻大，特別是超長孔道采用一端張拉工藝，問題更加嚴重。扁錨由于超長束、扁孔的孔道摩阻大，一端逐根拉工藝的不合理，尚不能完全信任，在其他輔助方法的完善下雖然能夠考慮使用，但為了安全起見還是要考慮新的抉擇。另外，由于扁孔本身的空間小，孔道壓漿比較困難，無法讓孔道壓漿飽滿。據資料顯示，某高速公路25m跨預應力空心板梁，采用扁錨預應力，后因出現質量事故，檢查發現只有兩端2m范圍內的孔道有漿體，中間孔道幾乎不存在漿體，所以成橋后一旦通車出現裂縫是必然現象。結合相關資料，在此建議箱梁底板、空心板、腹板梁等一些結構最好禁止使用扁錨。

錨具尺寸減小，進而影響錨具質量出現問題。目前有很多廠家把夾片長度減為38mm至40mm，錨環厚度和直徑以及孔距減小，使錨具的質量不能得到保證。錨具的所有相關幾何尺寸都是經過專業機構嚴格計算，反復試驗確定的，無科學依據，不能隨便更改尺寸，否則會影響錨固性能。國內外專家通過研究發現，夾片對高強度鋼絞線的夾持長度，對錨具的錨固性能影響很大，夾持長度過小，會引起鋼絞線滑移錨不住，這在預應力橋梁的施工中會埋下隱患，因此對夾片長度應采取嚴格控制，根據相關資料，一般不宜小于 50mm。錨板尺寸和厚度過小，會影響錨具的承載力，因此隨意地減小錨具尺寸后果將會相當嚴重。

3 預應力施工技術

隨著我國材料和機械工業的發展，作為預應力結構的高性能混凝土和各種規格、強度的低松弛鋼絲和鋼絞線的生產國產化、各種型式錨具的系列化和性能改善的張拉設備。如張拉千斤頂、油泵、油表、穿束機、壓漿機等的完善配套以及為錨具和設備的專業生產廠的相繼建立和競爭，使預應力技術水平得到不斷提高，為預應力技術廣泛應用于公路橋梁上提供了保證，下面談談預應力技術在公路橋梁上的應用情況。預應力技術在公路橋梁上一般運用于空心板、簡支T梁、連續箱梁、連續剛構、300m～500m的混凝土斜拉橋以及更大跨徑的斜拉橋，除此之外預應力技術還用到公路橋梁頂推法施工、邊坡或山體錨固、大件提升等方面。

預應力在混凝土空心板：公路橋梁跨徑16m～25m，采用預應力混凝土空心板、所使用的預應力鋼筋、一般為高強、低松弛鋼絞線。先張法采用單根銅絞線；后張法采用扁錨或群錨（圓錨），中等張拉噸位。預制安裝或支架現澆并編有標準圖冷拔低碳鋼絲一般不采用了。在實際使用中，也有將預應力混凝土空心板跨徑做到30m～35m。對于這種跨徑；一是材料用量較大；二是鋼度偏小，所以空心板跨徑到25m為宜。

預應力在混凝土箱梁：跨徑40m～60m，采用等截面連續箱梁，強、低松弛鋼絞線。縱向預應力采用中等或偏的張拉噸位，根據施工方法，可采用連接錨具續配置縱向預應力鋼束；當箱梁懸臂板懸出長度在4.0m以上，要配置橋面板橫向預應力鋼束一般采用扁錨3～5根鋼絞線為一束箱梁的施工方法，我國一般采用支架現澆或滑模逐孔澆筑?？鐝?0～200m采用變截面連續箱梁，除了按一般連續箱梁配置縱、橫預應力鋼束以外，在箱梁腹板中配置精軋螺紋粗鋼筋的豎向預應力稱為三向預應力混凝土結構。施工方法多采用懸臂澆筑，也可以預制拼裝。

結束語

預應力技術從理論到工程實踐經過幾代人的研究和不斷創新，已發展為比較成熟的技術，然而經調查和研究發現，由于張拉工藝不適合、孔道和錨具質量不合規范等原因，造成預應力施工中仍存在許多不足之處，本文針對預應力橋梁施工中可能出現的問題進行分析，以期引起相關設計和施工人員的高度重視。

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