道路橋梁施工中預應力的應用及存在的問題

付國興

近幾年來，由于預應力混凝土結構能夠充分利用材料的高強度性能，還能有效阻止混凝土開裂，減輕結構自身重量，增大橋梁跨度，剛度較大，行車舒適等特點，普遍地運用在道路橋梁施工工程中。但是在預應力橋梁施工中出現的若干預應力技術問題也相當普遍，給施工和工程結構的質量帶來了一些潛在的隱患，已廣泛受到許多專家的關注。

一、預應力技術在道路橋梁施工中的應用

（一）預應力技術在加固施工過程中的應用

一般道路橋梁的加固是通過補強構件和改善結構性能來提高現有道路橋梁的承載力，延長其使用壽命，滿足交通運輸的要求。通常加固的方式有：橋面補強層加固、改變結構受力體系加固以及體外預應力加固等等。在實際中，卸載的主要目的就是減小加固施工時混凝土結構的初始應變。可以先對構件施加預應力，使構件的受拉區產生壓應力，受壓區產生拉應力，使構件在初彎矩時的壓應變和拉應變減小，這樣可以提高構件在極限承載力時的應變增量和應力，充分加固鋼筋。

（二）預應力技術在混凝土多跨連續梁的應用

多跨連續梁有正彎矩區域和負彎矩區域，一般情況下，跨中為正彎矩，支座處為負彎矩。當橋梁的抗彎承載力和抗剪承載力達不到要求時，就需要進行加固處理，當跨中正彎矩區抗彎承載力不足時，可以采用施工比較容易的粘貼碳纖維的方法加固。

（三）預應力技術在受彎結構中的應用

碳纖維具有施工簡單，高強度的特點，所以對受彎構建進行加固的方法廣泛地采用粘貼碳纖維片材。但是在加固前結構就已經具有初始內應力，混凝土有了初始拉應變和壓應變，當混凝土受壓區壓應變達到或超過混凝土的極限壓應變時，構件達到或超過了極限承載力。碳纖維片材的最終應力是由混凝土的應變增量決定的，比如當初始應變較大時，碳纖維片材的應力較小構件就破壞了，那么就沒有充分發揮碳纖維強度高的特點。可以在粘貼碳纖維片材時就對其施加預應力，使其附有初始拉應力，從而提高當構件破壞時的碳纖維片材的應力，充分發揮其強度。

二、預應力在道路橋梁施工中出現的問題

（一）孔道堵塞問題

預留孔道堵塞或塌陷會使預應力鋼筋不能順利通過，這樣會影響張拉的效果，進而影響灌注工程質量。產生這種現象的原因是在水泥還尚未凝固之前就抽芯，這樣就沒有一定的強度，或抽芯太遲，就可能會拔斷橡膠抽拔管。

（二）波紋管堵塞

堵管的主要意思是在混凝土澆筑后波紋管出現堵塞的現象。波紋管堵塞會使得后期預應力鋼絞線穿束無法通過或張拉預應力時，鋼絞線實際值與設計值有差距，這樣就造成不必要的麻煩，既影響了工期又耗費了人力。產生這種現象的原因是在施工過程中施工人員沒有嚴格按照規范安裝波紋管，引起波紋管定位不準確導致彎折、套管接頭松動，或者是在澆筑過程中，施工人員操作不當，造成波紋管破裂，直接造成了混凝土水泥漿滲入到波紋管而堵塞了波紋管。另外，波紋管本身的質量缺陷也會引起水泥漿滲漏造成的堵管。

（三）預應力構件張拉前出現裂縫問題

預應力構件張拉前出現的裂縫問題通常是由溫差和收縮造成的，并且鋼筋砼結構在使用荷載作用下出現裂縫是難以避免的，但是在預制場內的構件要盡量避免裂縫。裂縫主要出現在表面處，有時是在箍筋位置，有時從構件頂面一直延伸到構件側面。

（四）預應力超長時出現的一段張拉工藝問題

目前我國國內澆筑大跨度預應力連續箱梁底板預應力通常采用一端張拉工藝。但是根據國內外有關規范，跨度在30m或30m以上的預應力橋梁，都要采用兩端對稱張拉工藝，才能保證跨中承載力，否則就會導致因跨中承載力不足而造成的正截面裂縫。根據有關調查資料顯示，在我國目前通車的公路橋梁中，存在著大量的因張拉工藝不合理出現的裂縫現象。

（五）后張預應力結構張拉力控制的問題

預應力施工不規范，主要是張拉力控制是否正確對預應力橋梁質量有較大影響。張拉作業一般是同時控制張拉力和預應力筋伸長量，以張拉力為主，用伸長值校核張拉力。通常情況下張拉力的計量是采用1.5級油壓，但是這種計量誤差較大。因為有的千斤頂沒有經計量標定就張拉，而且大部分張拉人員未經專業培訓，或者作業時不夠專心，就會出現較大誤差。特別當多束張拉時，由于每束張拉力都不一樣，往往在計算預應力筋的伸長值時不準確，不清楚彈性模量取值，這樣就造成實際張拉時難以做到將伸長量控制在規范的范圍內。

三、針對預應力相關技術問題提出的解決措施

當遇到堵管問題時，首先根據預應力筋曲線坐標標出堵管的位置，避開主筋位置用沖擊鉆進行緩慢開孔，清除波紋管中滲漏的水泥漿，使波紋管中的鋼絞線能順利通過并自由伸縮。為了預防堵管問題的發生，可以在施工下料前仔細檢查波紋管質量，在澆筑混凝土之前確認波紋管的安裝位置，檢查套管接頭以及密閉性，在澆筑混凝土過程中注意要保護好波紋管。為預防由于表面溫度造成的裂縫，應避免構件內外存在過大的溫差。對薄壁構件要適當延長拆模時間，對預制構件和臺座之間應涂隔離劑防止粘接，使構件熱脹冷縮時不影響構件。

總之，預應力在道路橋梁施工中是一項復雜的工藝，在預應力施工中要不斷采用新技術、新材料以及新工藝，對施工人員進行技能培訓，嚴格按照規范辦事，保證工程的順利施工和工程施工質量。endprint