預應力混凝土橋梁施工技術及質量控制分析

吳昊翰

（中鐵十九局集團第二工程有限公司，遼寧遼陽 111000）

0 引言

預應力混凝土是由高強度混凝土和高強度鋼材混合而成，在混凝土結構中預加壓力，對高質量鋼材進行張拉，利用其回縮力，促使混凝土受拉區預先受到壓力，將預應力混凝土結構拉應力控制在小范圍內，預應力結構在外荷載壓力下，先抵消受拉區混凝土中的預壓力，隨著負載增加引起混凝土受拉，能有效緩解混凝土裂縫，提高混凝土結構的強度，改善工程建設質量。因此，橋梁施工中需合理使用預應力混凝土施工技術，同時加強預應力混凝土施工質量，延長橋梁使用壽命。

1 預應力混凝土的特點

1.1 預應力混凝土優點

相較于普通混凝土，預應力混凝土在橋梁施工中有如下優點：

（1）預應力混凝土能夠有效推遲混凝土裂縫時間，提高橋梁工程的抗裂性、剛度和耐久性。

（2）預應力混凝土可減小混凝土梁的豎向剪力和主拉應力。橋梁可采用曲線鋼筋束預應力混凝土，以此降低橋梁支座豎向剪力，在荷載作用下主拉應力相應減小，從而降低橋梁預應力混凝土自重。

（3）提高橋梁構件的受壓穩定性。由于橋梁投入使用后，橋梁構件長期處于受壓狀態，而普通鋼筋混凝土在長期受壓下容易破壞其穩定性，影響行車、行人安全。采用預應力混凝土能夠對鋼筋混凝土柱施加預應力，促使縱向鋼筋增加張力，避免鋼筋壓彎，提高混凝土的受壓穩定性。

（4）預應力混凝土能夠有效節省材料，減少自重。由于預應力混凝土對其材料要求很高，需采用高強度混凝土和高強度鋼材，因此可以適當減少混凝土和鋼材用量、降低材料自重，對于橋梁施工大跨度工程來說具有較高的應用價值。

（5）提高橋梁耐疲勞性能。采用預應力混凝土，在施工期間能夠降低負載引起的應力變化，有效提高橋梁抗疲勞強度。

1.2 預應力混凝土的類型

預應力混凝土根據預加應力的方法不同，分為先張法預應力混凝土和后張法預應力混凝土。先張法預應力混凝土具有施工簡單、操作便捷的特點，適用于中小型構件工廠批量化生產，能夠保證生產質量。后張法預應力混凝土具有工序復雜的特點，適用于大型預應力混凝土構件生產。橋梁多采用后張法預應力混凝土進行施工，在施工前先澆灌混凝土，達到橋梁施工要求時再張拉穿過混凝土內預留孔道中的鋼筋，并在兩端錨固。

2 預應力混凝土橋梁施工技術的影響因素

2.1 橋梁的結構與參數

利用預應力原理進行橋梁工程施工時，首先應考慮橋梁的整體結構和各項參數。橋梁按受力特點可分為梁式橋、拱式橋、懸索橋、斜拉橋、剛構橋和組合體系橋6 種類型，不同的橋梁結構所受到的預應力大小也會不同。橋梁的長度、寬度、高度和跨度等各項參數，與橋梁工程整體受力程度密切相關。因此利用預應力原理進行橋梁工程施工前，應進行相關數據計算，再利用先進的設備進行施工，從而保障橋梁工程的整體質量。

2.2 自然因素

溫度的變化會影響預應力混凝土橋梁施工技術的應用效果。由于太陽光對橋梁各個部位的日照強度不同，會對混凝土的凝固效果產生不同影響，因此會降低橋梁工程的受力程度，對橋梁工程的施工產生極大阻礙。

2.3 施工監測中的誤差

利用預應力原理，進行混凝土橋梁工程施工時，通常會采用大量的監測設備。而施工監測中的誤差，會嚴重影響橋梁工程的施工，甚至會引起安全事故發生。導致施工監測設備出現誤差的原因，主要有人為因素和客觀因素兩方面。由于施工監測設備安裝時穩定性不足，因此進行數據監測工作時容易產生誤差，且橋梁工程的施工技術較為復雜、數據計算步驟較為繁瑣，較容易導致監測數據出現誤差，阻礙橋梁工程的有序施工。

3 預應力混凝土橋梁施工要點

3.1 材料選擇方法

橋梁施工中預應力混凝土材料直接決定了混凝土質量，在材料選擇上，需遵循以下方法和原則：

（1）高強度鋼筋。由于預應力鋼筋的張拉應力在施工中容易出現應力損失，若鋼筋強度較低，容易導致施工期間應力損耗殆盡，與普通鋼筋混凝土無明顯差別，影響橋梁施工質量。

（2）保持良好的塑性。鋼筋強度過大會導致鋼筋發生脆性斷裂，其塑性明顯降低，因此在鋼材選擇時需選擇有足夠的塑性和良好的加工性能的鋼材。

（3）高黏度混凝土。預應力混凝土需保持較高的混凝土粘結力，便于澆灌混凝土，還能有效融合鋼筋，提高預應力混凝土材料整體質量。

3.2 保證澆筑質量

由于橋梁施工多采用后張法預應力混凝土，需要在施工前進行混凝土澆筑，其澆筑質量直接決定了施工質量，因此在混凝土澆筑工作中施工人員需嚴格按照標準要求進行澆筑，同時施工人員需加強鋼絞線的優化，避免鋼絞線移動或布料機壓倒鋼絞線管道，以提高澆筑質量。另外，在混凝土澆筑工作中，控制錨固件上、下混凝土位置振搗充分，能夠減少蜂窩、鋼筋外露情況，進一步提高其施工質量。

3.3 鋪設工作

橋梁鋪設是橋梁施工中的重要工作，能夠有效提高橋梁路面的平整性和光滑度。在預應力混凝土鋪設工作中，施工人員需嚴格按照橋梁施工要求和規范操作，正確采用預應力混凝土施工技術，有效提高混凝土耐壓性，改善橋梁施工質量。同時，施工部門還需對施工質量進行監督控制，在保證路面鋪設質量的情況下，減少預應力混凝土材料的浪費，降低施工成本，提高施工工程的經濟效益。在路面鋪設工作中，還需進行路面振搗，提高混凝土鋪設的平整度，改善橋梁路基的穩固性，避免橋梁路面出現變形坍塌情況。

3.4 預應力損失分析計算

由于橋梁施工多采用后張法預應力混凝土施工，在張拉、錨固、施工過程中會出現預應力損傷情況，施工完成后逐漸趨于穩定，因此會導致橋梁實際有效預應力和最初給予預應力存在一定差異。施工人員在進行鋼筋、混凝土張拉時，需合理計算預應力損失量，并給予足夠大的預壓力，保證預應力混凝土的使用質量。分析預應力損失主要分為3 個部分：

（1）管道摩擦損傷應力。鋼筋張拉時容易與管道壁接觸形成摩擦力，導致應力損失，可進行兩端張拉或超張拉，減少應力損失。

（2）錨固損失。由于預應力混凝土張拉后容易出現錨固變形情況，導致錨固無法重復使用，同時還會導致鋼筋回縮，導致應力損失，可采用變形情況小的錨固，減少應力損失。

（3）混凝土收縮損失。由于后張力混凝土需先澆筑，混凝土在高粘性下結硬后會出現不同程度的體積縮小情況，導致鋼筋回縮，應力損失，可采用高強度混凝土，提高混凝土振搗質量，降低應力損失。

4 提升預應力混凝土橋梁施工技術水平的措施

4.1 加強施工質量控制

為使預應力混凝土施工技術在橋梁工程中發揮更大優勢，必須加強施工質量控制。通過對施工人員的管理和培訓，提升施工人員的技術水平，能夠保障數據計算的準確性，提高橋梁工程的穩定性，也可以加快橋梁工程的施工速度，提升橋梁工程的施工安全。加強施工質量控制，除了提升施工人員的技術水平外，還應定期對監測儀器進行檢查和維修。通過提高儀器對數據監測的精準度，能大幅提升橋梁工程的施工質量，同時充分發揮預應力施工技術在橋梁工程中的優勢。

4.2 嚴格把控施工材料

對施工材料進行嚴格把控，不僅能降低橋梁工程的施工風險，還可以增強橋梁工程的整體穩定性。選用合理達標的施工材料，可以加快橋梁工程的施工進度，使預應力原理與橋梁工程施工完美融合，從而降低施工成本，提升企業核心競爭力。

4.3 優化施工工序

對施工工序進行優化，是提升預應力混凝土橋梁工程施工水平的重要措施，也是增強施工單位核心競爭力的主要手段。通過實踐的方式，對施工工序進行優化和改善，能夠全面提升橋梁工程的施工速度，降低橋梁工程的施工成本，縮短橋梁工程的施工工期，促進橋梁施工行業的穩步發展。

5 結論

綜上所述，橋梁的施工質量直接影響橋梁的使用壽命與安全。預應力混凝土作為橋梁施工的重要施工材料，能夠有效提高橋梁的抗壓耐久性，節省施工材料，減少橋梁自重，改善橋梁塌陷、裂縫情況，延長橋梁使用壽命。由于預應力混凝土制作工藝復雜，因此施工人員需合理選擇預應力混凝土材料，充分考慮預應力損失情況，保證預應力混凝土澆筑質量和鋪設質量，從而提升橋梁工程的施工質量，促進橋梁施工技術快速、穩定的發展。