橋梁工程預應力施工技術優缺點分析

文/梅海娟

1 前言

橋梁工程預應力施工技術有養護方便、剛度高、耐久性好、成本低等優勢，可以減少橋梁混凝土結構的裂縫；但預應力施工該技術也存在一定的缺點，因此我們更需知道預應力施工技術在橋梁工程施工中的優點和不足，并以此提高橋梁工程施工的質量[1]。

2 預應力施工技術在橋梁工程中應用的優缺點

2.1 預應力施工技術優點

2.1.1 提升耐用性。預應力施工技術的應用對提升橋梁耐用性有明顯效果，可以使橋梁工程獲得更長的使用年限，減少橋梁結構在使用過程中出現質量安全問題，從而將橋梁的維修費用控制在可接受的范圍。如果橋梁受到風雪、風沙等影響，則會導致橋梁的鋼結構受到腐蝕，對橋梁的使用性能造成影響，而通過應用預應力技術，可提升混凝土的密實程度，避免橋梁滲水，保證橋梁的穩定。

2.1.2 提升使用功能。由于預應力施工技術對材料的要求較高，使用該方法能夠對預應力構件的尺寸進行一定的控制，比如可以縮減模板、減少鋼筋混凝土用量等，不僅有利于工程的管線安排和后期管理，而且能夠在嚴格要求下達到節省材料的目的[2]。因此，我們應該充分發揮預應力施工技術的優越性，做好對橋梁構件尺寸的控制，降低材料的使用量，從而減少橋梁工程的資金投入。

2.2 預應力施工技術的缺點

雖然預應力施工技術有提高橋梁的耐久性和降低施工成本的優勢，但是使用該方法會導致工程建設不同環節都變得復雜化和繁瑣化，容易造成工程建設的靈活性降低。實際工程建設中，為了滿足預應力施工的要求，需在施工現場增加不同種類的設備，同時施工過程中對施工工藝及技術的要求非常高，如工藝較復雜、對質量要求高，因此要配備專業隊伍；專門設備，如張拉機具、灌漿設備等；對構件數量少的工程成本較高；預應力反拱不易控制。此外，預應力會隨混凝土徐變的增加而增大，造成橋面不平順等缺點。

3 工程預應力施工的優化方法

3.1 做好張拉的程序和工藝控制

張拉程序、澆注混凝土及孔道壓漿是預應力施工的重要內容，根據設計要求確定是否需要進行二次張拉。在對二次張拉進行質量控制時，需要控制臺座的施工周期，以此提升工程施工進度，并進行部分合理的預應力張拉工作，以便移除結構，然后再進行后續的張拉工作。在二次張拉的工作中，也要做好預應力筋和孔道之間的摩擦力控制工作，將張拉線控制在構件的受壓區域內，計算好損失值。

3.2 做好質量的控制

3.2.1 原材料及張拉機具要求

確保預應力施工技術質量。施工現場需對預應力施工技術所使用的原材料進行檢測，檢測合格后方能使用。如鋼筋、鋼絞線和錨具、夾具和連接器進場時，應按照設計圖紙對其型號、規格和數量進行核對等，必須具備出廠資格證書，同時做好原材料的試驗檢測，保證其能夠滿足工程建設要求。在施工中預應力設備的管理方面，工作人員需要在使用之前就做好檢查工作，比如將張拉機具和錨具配套使用；在施工過程中做好校正和標定工作，加強檢驗，在工具合格之后才能使用。

3.2.2 壓漿材料控制

預應力后張法孔道壓漿的目的主要是防止預應力筋銹蝕，并通過凝結后的漿體將預應力傳遞至混凝土中。一般張拉錨固后48h 內完成孔道的壓漿。孔道壓漿材料需根據《公路橋涵技術規范》（JTGTF-50-2011）要求，壓漿材料采用專用壓漿料或專用漿劑配制的漿液進行壓漿。采用專用壓漿材料的目的在于更能保證后張孔道壓漿的質量、可靠性和耐久性。

3.3 預應力張拉工藝控制

進行預應力張拉需要以混凝土構件的強度為基礎，因此相關人員需要加強對混凝土構建的檢查，必須達到混凝土強度設計要求的80%才能進行張拉工作。在張拉過程中，工作人員需要做好工序控制。首先要做好錨孔和夾片中雜物的清理工作，確保預應力鋼絲束能夠在張拉點自由移動，滿足其對松緊度調節的需求；另外，預應力鋼束張拉采用雙指標控制，即錨下張拉力和鋼束伸長量，以張拉力為主延伸量校核。

4 預應力施工技術在工程中的應用實例

4.1 工程概況

本工程為長樂至平潭高速公路長樂古槐至松下段，不僅是海西高速公路的重要路段，還是進入平潭的關鍵通道。其中，A3 合同段橋梁工程是本項目的控制性工程，A3 合同段全長2.15km，橋梁工程2km，全A3 標合同段總線路93%。本工程大量使用了預應力施工，其中榕嶺大橋（292m，圖1）及大祉大橋（135.5m）橋梁上部結構采用預制混凝土預應力T 梁，先簡支后連續；松下跨海特大橋（左幅1279m、右幅1425m），左幅5 聯1279m，采用布跨為2×(5×58m)+3×（4×58）預應力混凝土連續箱梁；右幅共6 聯1425m，布跨為2×(5×58m)+3×（4×58）+（46.742+49.5+49.5m）預應力混凝土連續箱梁。

圖1 榕嶺大橋

4.2 工程施工控制

4.2.1 橋面施工。預應力技術的應用，可以增加橋面的壽命。施工過程中，相關人員應嚴格選擇預應力鋼筋，同時利用預應力鋼筋來產生約束力，從而有效控制橋面的裂縫問題。施工之前，需要做好對施工人員進行要求，保證施工人員了解預應力施工理論以及施工中的注意事項，將混凝土出現收縮斷裂的可能降到最低。

4.2.2 預應力鋼材要求。箱梁預應力鋼束采用縱向和橫向雙向預應力體系，縱、橫向預應力成孔均采用塑料波紋管，同時應用真空輔助吸漿工藝，確保管道密實；另外，預應力管道按照設計圖紙坐標進行定位，每1m 設置定位鋼筋，曲線段加密0.5m。預應力鋼材及錨具進場后，應分批嚴格檢驗及驗收，防止鋼絞線銹蝕；使用前做好除銹處理，同時鋼絞線下料必須圓盤鋸切割，使切割面為一平面，以便張拉時檢查斷絲。

4.2.3 混凝土澆筑和養生。施工現場對混凝土采用泵車泵送砼，完成一次性的澆筑工作。澆筑采用先底板、后腹板、再頂板的順序[3]。混凝土澆筑從前端向后端進行分層澆筑工作，從而保證沒有層間冷卻以及控制混凝土振搗棒動作的范圍。施工過程中必須做好組織工作，避免出現漏搗、欠搗和過度振搗的情況。如果預應力管道密集而且縫隙小，則應選擇小直徑插入式振搗器。在振搗過程中，不能碰撞預應力管道和模板，同時混凝土振搗整平后就進行第一次抹面，對頂板混凝土進行二次抹面。抹面的工作應該在混凝土初凝前進行，避免因為早期無水導致干裂；并且在澆筑工作結束以后，還要覆蓋麻袋或者草袋進行濕潤養護。

4.2.4 張拉控制。箱梁澆筑過程中，工作人員應按要求制作與箱梁同條件下的養生試塊，同時確保預應力張拉達到設計強度90%的情況下進行張拉。張拉采用智能張拉，參加預應力張拉的隊伍需要具備相應資質；在張拉工作開始之前，需要校核、標定千斤頂和油表，并且做好鋼絞線和錨具的檢測工作。張拉之前要進行工作面的清理，按照規范測量代表孔洞的摩擦系數并檢查錨具是否合格。施工人員需要在施工之前熟悉相關器具，同時接受培訓。混凝土箱梁張拉時按設計要求，先張拉腹板鋼束，再張拉頂板鋼束，最后張拉底板鋼束。預應力張拉的順序為先安裝錨具和千斤頂、張拉至預應力15%、張拉至100%、測量伸長記錄、將實測值和真實張拉數值進行比較、退出千斤頂、檢查滑絲[4]。張拉過程中要由專人測量伸長度，一般控制伸長值的誤差在±6%以內，如果發現誤差超過±6%，就要及時停止張拉，并且采取措施加強質量控制。張拉過程中做好安全防護措施，即做好作業人員的人身安全、操作設備的安全和結構物的安全工作。

5 結語

預應力施工技術在橋梁工程施工中有很多優勢。為了確保施工質量，在發揮優勢的同時，也要做好質量控制，包括做好張拉控制、人員管理等，并且采用標準化的施工方法，不斷優化施工質量，以滿足工程的質量需求。