預應力技術在公路橋梁工程中的應用

陳鐵利

摘 要：眾所周知，預應力技術在公路橋梁中應用的范圍越來越廣泛。預應力體系的工作情況直接關系到預應力橋梁的總體質量，加上此技術大多數都是應用于大跨度的橋梁施工中，因此必須加強施工中預應力相關工序的科學管控。

關鍵詞：預應力技術；公路橋梁工程；質量控制

從大量的調查結果來看，當前我國有很多公路橋梁都存在著預應力構件裂紋這一病害現象。預應力構件尤其是預應力梁板開裂嚴重影響了橋梁的外觀質量和結構受力，大大的降低了橋梁的使用壽命，對橋梁的整體質量危害較大。然而橋梁預應力施工過程中很多原因都有可能導致預應力構件裂縫病害的發生。如何在預應力施工過程中進行科學的管理控制，消除構件的裂紋病害，我們應當進行多方面的分析，逐步加以解決。

1 淺析預應力技術

預應力技術是在結構構件受外力荷載作用前，通過張拉設備對構件施加一定壓力而產生預應力狀態以抵消和降低外荷載產生的拉應力，最終提高構件的承載能力的一種新技術。預應力技術在橋梁施工中應用是指：通過張拉錨固設備在橋梁構件中產生預應力，將其外荷載產生的拉應力進行有效降低或消除，提高了構件承載能力，從而提高路橋工程質量并增強了工程結構物的耐久性。因預應力構件所選用的鋼材及混凝土都具有較高的強度，能大大提高預應力混凝土的抗拉裂能力，進而可以在一定程度上縮小結構斷面、減少了構件材料的使用。預應力技術在路橋施工中的應用，提高了工程質量、降低了工程造價、并能延長建筑產品的使用壽命。

2 目前公路橋梁預應力梁板病害裂縫產生的原因

調查顯示，公路橋梁預應力梁板病害裂縫和產生原因主要有以下幾種：

先張法梁板的裂縫主要為梁板端部預應力筋附近的星形發射狀裂縫，其形成原因有：（1）梁板混凝土強度未達到放張強度，梁端預應力筋周圍應力集中導致混凝土破壞；（2）預應力筋定位不準確與設計位置偏差大（3）放張操作不規范（如速度過快、順序錯誤等）使預應力施加不均勻，局部應力集中破壞混凝土。

后張法梁板的裂縫主要為錨后混凝土裂縫及頂板、底板的裂縫。造成錨后混凝土裂縫除張拉操作不規范外主要原因是錨后混凝土強度低。振搗不充分、混凝土骨料粒徑大、錨后鋼筋密集使錨后混凝土骨料離析、或模板密封不好導致漏漿造成“蜂窩”現象、混凝土齡期不夠等現象均能降低錨后混凝土強度，此外不按設計設置螺旋筋也易造成應力得不到有效擴散，從而造成錨后混凝土拉裂。造成梁板的頂、底板的裂縫主要原因有：（1）鋪設底（芯）模未按要求設置反拱，使梁板局部幾何尺寸偏差較大，混凝土保護層厚度不符合設計要求。（2）預應力管道安裝位置不準確使保護層厚度不符合設計，張拉預應力筋時極易造成應力集中裂縫，或在后續孔道注漿造成開裂。（3）拆除底（芯）模板作業不規范，如拆模時間早，拆模順序錯誤等使梁板產生內應力導致應力裂縫。（4）梁板混凝土澆筑后不按要求養護，由于溫差和干縮造成的梁體裂縫。

3 如何有效控制公路橋梁施工中預應力工藝的施工質量

3.1 施工中要提高對預應力工藝的重視

在公路橋梁的預應力施工期間，根據各個工序的質量控制要求必須采取科學而具有針對性的手段，只有這樣方可保證公路橋梁預應力構件的施工質量，從而實現對整個橋梁工程質量的控制，這主要體現在對施工質量控制方面。

3.2 施工前的質量控制

為了控制公路橋梁構件的質量，消除病害影響。在正式施工之前必須理解施工圖紙，了解設計意圖。制定嚴格、規范、有針對性、有實際指導意義的預應力施工方案，并按照審核通過的施工方案進行周密的施工準備工作。眾所周知，預應力施工往往需要操作人員具備很高的專業素質，所以施工單位應該選用一批具有高技能水平，有豐富施工經驗的人員經培訓考核后組成專業預應力施工隊伍。

3.3 完善施工過程中的管理

這是直接影響工程質量的關鍵性環節，所以施工單位對其應加以足夠的重視。要做好這項工作，要在工序流程中實時控制人員操作的規范性、材料的有效應用、機械設備合理使用。專業的人員，按操作規程將符合要求的預應力筋，按照圖紙要求，準確牢固的固定在預制梁的相應位置上，在后續的支立模板和澆筑混凝土過程中，確保預應力筋完好、位置準確，并在梁體混凝土強度達到設計要求時進行規范的放張（先張法）和張拉（后張法）作業，并盡早按設計要求進行預應力孔道注漿和封錨。只有這樣才能使預應力構件最大限度的發揮出預應力的應有作用，得到合格的預應力構件，同時從根本上避免因為預應力施工不規范所引發橋梁構件裂縫。加強對預應力技術的工藝控制和管理，可以在很大程度上實現對整個公路橋梁的施工質量的有效控制。在施工過程中尤其應注意以下幾點：（1）進行張拉作業的人員必須經過考核后持證上崗。張拉使用的千斤頂和油泵等張拉設備必須狀態完好，并且按規定定期到有資質的機構校驗。預應力筋及錨具夾片等相關材料必須符合相關規范及設計要求。（2）預應力筋定位必須準確、牢固、符合規范要求，在與其相關的施工工序中必須重視預應力鋼筋及錨具的位置、型號、數量，不能出現構件中預應力材料被遺漏、損傷和破壞的現象。（3）預應力構件混凝土澆筑后要加強養護工作，這不僅有利于構件強度的增長還有利于避免由內外溫差和干縮造成的構件裂紋。（4）預應力筋的張拉力和伸長值必須通過對施工中使用的材料和設備進行試驗取得的參數進行校正計算。預應力張拉過程中必須做到對張拉力和預應力筋伸張值的“雙控”。確保預應力有效施加的同時預應力鋼筋的伸長值也在設計要求及相關規范要求的范圍內，從而使構件符合設計受力狀態。（5）采用后張法的構件為避免預應力孔道進入雜物或出現漏漿現象導致堵塞孔道，必須在構件混凝土澆筑前嚴密封堵每個孔道接口連接處及外露的孔道口，若有必要應在構件混凝土初凝前以高壓水沖洗管道。（6）構件預應力筋在張拉后的外露部分應按相關規范進行切除，外露的長度符合設計和規范要求。后張法構件在張拉后按規范及時進行管道注漿。注漿前按規定對孔道內雜物，積水進行吹掃。構件在孔道內漿液未達到吊裝強度時嚴禁移動，同時在氣溫較低的季節務必保持已注漿構件的溫度在5℃以上不少于48h，否則采取保溫措施。

4 結語

在我國當前公路橋梁施工過程中預應力技術應用范圍不斷擴大，我們必須加強預應力施工技術管理。這不僅關系到預應力構件施工質量能否達到設計和規范要求，更是直接影響到整座橋梁的施工質量，甚至關系到人民的生命財產安全。因此，施工人員在施工過程中一定要把握好每一個細節，從各個方面和各個角度強化對預應力施工的質量控制，為打造優質的橋梁工程做出應有的貢獻。

參考文獻

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