橋梁施工中預應力技術探討

鄭 箐

(貴州高速公路集團有限公司)

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橋梁施工中預應力技術探討

鄭 箐

(貴州高速公路集團有限公司)

主要研究公路橋梁施工中的預應力技術，對預應力技術在公路橋梁建設中發揮的重要作用進行了分析，并總結了公路橋梁預應力施工中常見的質量問題，還對預應力技術在公路橋梁中的應用范圍進行了分析，并以思南至劍河高速公路橋梁預應力施工為例，對公路橋梁預應力施工工藝進行了詳細討論。

公路橋梁；預應力技術

1 橋梁工程中的預應力技術

1.1 預應力技術在公路橋梁建設工程中發揮的重要作用

預應力技術是工程結構在承受外部負載之前，在受拉部位施加壓力，提高工程結構承載力和抗裂能力的一種施工技術。公路橋梁施工實際中，預應力技術主要在混凝土工程中應用，通過鋼筋束等對混凝土結構產生預應力，提高混凝土結構的抗拉性能，延長公路橋梁的使用壽命。預應力技術在公路橋梁中的應用能夠明顯提高建筑材料的性能，有效控制裂縫問題，橋梁的承載力更高。當前的公路橋梁建設中，預應力技術主要應用在受彎構件中，能夠明顯提高結構的抗負荷能力。

1.2 預應力技術在公路橋梁中應用存在的質量問題

(1)波紋管堵塞

波紋管堵塞主要是施工單位未按照施工規范施工導致的，波紋管安裝操作不規范，可能會造成接頭松動、彎曲扭折，影響預應力效果。

(2)一端張拉操作不規范

大跨度公路橋梁施工中，一端張拉工藝比較常用，但是這種預應力技術的操作技術要求較高，例如跨越箱梁橫隔板數目過多，孔道過長和摩擦力過大等，要避免這些問題，就需要按照規定進行兩端張拉，保證預應力施工質量的同時避免結構出現裂縫。

(3)張拉力控制不當

有一些施工單位操作不規范，預應力施工中沒有對張拉力進行嚴格控制，對公路橋梁建設質量帶來了不利影響，而且有些施工人員缺乏預應力施工相關的理論知識和操作經驗，導致結構張拉力控制不合理。

1.3 應用范圍

(1)橋梁受彎桿件

受彎桿件預應力施工技術主要通過粘貼碳纖維片的方式施加預應力，提高混凝土硬度。原始加固結構中存在內力，增加初始應變造成的構件碳纖維變化范圍較小，影響了材料性能的發揮。碳纖維片的粘貼應用了預應力技術，產生了一定的初始拉應力，通過增加碳纖維片應力，能夠對混凝土產生預應力的作用，在受彎桿件中有著較好的應用效果。

(2)混凝土箱梁

通過混凝土箱梁尺寸的調整，按照一定比例混凝土配比設計，提高混凝土承載力，保證混凝土力學指標。施工管理人員需要嚴格按照設計圖紙進行鋼筋焊接和下料操作，保證預應力質量。

(3)混凝土空心板

如果建筑工程的跨度超過了16～25 m范圍，就需要采用預應力混凝土空心板材作為建材，該范圍內，建材承載力會隨著跨徑增加而加大，工程跨徑在30～35 m時剛性硬度會逐漸下降，所以，使用預應力空心板時應該將空心板跨徑設置在25 m以內。

(4)加固工程

預應力技術同樣可以用于既有公路橋梁工程的加固，能夠明顯提高構件的結構性能，延長公路橋梁的服役年限。預應力加固技術主要有體外預應力加固、外包鋼、橋面補強等方法。如果需要進行混凝土初始應變調整，則需要首先對建筑構件做預應力處理，構件在一定預應力初始彎矩作用下，壓應變和拉應變都會下降，從而全面提高建筑工程承載力應變增量。

2 思南至劍河高速公路橋梁預應力施工

2.1 項目概況

思南至劍河高速公路是《貴州省高速公路網規劃》“678”網中的第2縱——沿河至榕江高速公路的中間段，起于思南，與杭瑞線思南至遵義高速公路相接；終于劍河，與滬昆線三穗至凱里高速公路相接，是貴州境內縱貫銅仁、黔東南自治州的南北向交通通道，是貴州東部地區北上重慶、南下珠江三角洲、北部灣經濟區的重要南北向交通大動脈。本項目連接了思南、石阡、鎮遠、劍河四縣，其建設對于帶動沿線資源開發，促進區域經濟發展，推進城鎮化進程具有重要意義。

2.2 建設規模及主要技術指標

全線采用雙向四車道高速公路標準，路線全長156.568 km，路基寬度21.5 m，設計時速80 km，最小平曲線半徑500 m，最大直線長度2 107 m，最大縱坡5%，凸型豎曲線最小半徑1 200 m，凹型豎曲線最小半徑1 000 m，橋涵設計荷載公路Ⅰ級，概算金額：134.91億元，平均橋隧比35%。全線占地約13 070.9畝，主線用地6.272公頃/km。主要工程數量如下。

(1)路基土石方：挖方2962萬m3、路基填筑2711萬m3;

(2)排水、防護工程砌體：98.36萬m3；

(3)涵洞及通道： 涵洞121道，通道200道；

(4)特大橋：5 660 m/6座，大橋：25 779 m/72座，中橋：1 242 m/17座，小橋：511 m/19座，連接線及匝道橋梁1 228 m/14座，渡槽及天橋：25座；

(5)長隧道：10 958 m/7座，中短隧道：10 684 m/17座，連接線隧道888 m/1座，過水隧道500 m/2座；

(6)路面工程量材料用量：碎石269萬方，玄武巖10萬方，瀝青5.4萬t，燃油6 800 t，料場11處，碎石加工設備12套。其中：路面級配碎石底基層：2712 953 m2;

(7)路面水泥碎石基層：2 242 737 m2;

(8)路面中粒式瀝青混凝土面層：3 557 271 m2;

(9)路面粗粒式瀝青混凝土面層：2 190 902 m2;

全線互通立交11處(其中思南西樞紐納入杭瑞高速)，分離式立體交叉30處，在思南雙塘、騰龍、塘頭；石阡新場、石阡南；鎮遠大地、羊場、鎮遠、金堡設收費站9處；互通連接線長13.651 km。

在石阡、鎮遠設隧道管理救營站：2處；

在邵家橋、坪山、設停車區2處；

在大沙壩、羊場、報京、白楊坪設服務項目服務區4處；

在騰龍、大地、金堡設養護工區：3處。

2.3 施工工藝

(1)預應力構件制備

張拉結束之前，在錨墊板和鋼管中做灌漿處理，通過形成的粘結段固定預應力筋。預應力筋下料時首先清洗粘接段位置的鋼絞線，清理PE層和油脂，同時施工人員需要嚴格控制粘接段的長度和位置，防治出現錯位問題。穿鋼筋束時需要充分考慮鋼絞線的下垂問題，并將張拉伸長造成的影響充分考慮進來，保證整個預應力筋粘接段的粘接力大致相等。

(2)穿索工藝

控制橋梁預應力施工中預應力筋的長度，至少要達到150 m。通常橋梁預應力施工都通過墩頂導向槽和跨中轉向位置進行穿索操作，但是在箱梁中穿過全部鋼絞線卻比較困難，為了保證全部預應力筋都能夠穿入，可采用逐根穿索的方式進行操作，穿索過程中要格外注意避免橋梁范圍內鋼絞線出現糾纏，按照預應力施工規范進行操作。開始穿索之前，首先進行鋼絞線、錨板孔和密封蓋小孔編號，之后采用單束穿索方式進行施工，通過必要的限制措施避免出現鋼絞線纏繞。

(3)壓降施工

采用預應力技術施工的公路橋梁結構，進行體外索錨橫梁固定施工時，可采用預應力局部粘接的方式進行操作，通過嚴格控制施工設計和操作過程來保證其粘接度。正常情況下，要在滿足壓降密實度要求的基礎上，提高粘接路段粘接力，使其超過設計規定張力，保證其能夠滿足錨固施工標準規定。橋梁預應力施工過程中，壓降施工是非常關鍵的。在施工之前需要進行試驗，制作一比一模型進行驗證，符合技術規程要求才能夠進行施工。通常，壓降施工都在預應力張拉施工結束后的一天內進行，通過對壓降機的準確控制，保證壓降均勻和壓降壓力適中，這樣才能保證公路橋梁的施工效果。

[1] 劉偉淺析路橋施工中預應力技術的應用[J].價值工程,2010,8(21):135-139.

[2] 趙榮高速公路橋梁施工中預應力技術與控制措施[J].交通世界:建養機械,2012,11(10):190-203.

[3] 俞建輝，王建國.淺談公路橋梁施工中預應力的應用及存在的問題[J].中國高新技術企業，2010(3):45-47.

[4] 楊曉翔.公路橋梁施工中預應力技術應用[J].中國高新技術企業，2010,(7): 166-167.

[5] 徐東輝.公路橋梁預應力混凝土施工中的常見問題和處理[J].科技資訊,2011,(7):97-98．

2015-03-26

鄭箐(1986-)，男，貴州晴隆人，助理工程師，主要從事公路工程建設管理。

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1008-3383(2015)11-0104-02