公路橋梁施工中預應力技術措施與質量管控

王 坤

（云南云嶺路面工程有限公司，云南 昆明 650035）

預應力技術的應用初始于建筑工程，建筑行業(yè)中的預應力鋼筋主要為冷拉鋼筋，常見于吊車梁和混凝土建筑結構。而隨著預應力技術在公路橋梁施工中的應用，其相應的技術水平要求有所提升，雖然目前該項技術的應用已趨于成熟，但實際施工過程依舊存在一定問題，對工程質量產生一定影響。為此，本文主要通過分析公路橋梁施工中的預應力技術問題，并提出相應的管控策略。

1 預應力及其應用價值概述

在施加預應力時所加入的力即為預應力，也就是在工程結構受到外力作用前，對其需承受外力載重的受拉區(qū)域預先施加的壓力。而具備預應力的工程結構統(tǒng)稱為預應力結構。

預應力技術在橋梁工程的運用主體主要為混凝土工程。通過制備預應力混凝土模塊來消除由外力形成的向下壓力，即利用預應力技術提高混凝土構件的抗壓能力，從而使得受拉區(qū)的荷載強度提升。預應力構件在橋梁工程中通常具備較多的優(yōu)勢，包括有較好的抗?jié)B透性、較高的抗裂能力、較高的強度等級以及較好的抗疲勞能力，能有效減少施工材料的用量，較少結構荷載，且不易開裂。預應力混凝土技術的應用能大幅度地降低工程造價，且在達到工程美觀需求的同時也能有效延長工程的使用年限。

2 公路橋梁施工中預應力技術應用

2.1 混凝土路面施工應用

預應力技術在路面混凝土施工中的應用價值較高，通過預應力技術的應用能有效提升配置鋼筋應用的合理性以及路面施工的質量水平，經過鋼筋數量的科學配置來有效約束公路路面的混凝土結構，有效防止路面因拉應力過大而出現裂縫問題。在實際施工過程中，預應力技術的應用之前應落實相關的施工準備措施，充分了解公路橋梁施工路面的各項數據，包括約束力、溫度、濕度、摩擦以及交通荷載壓力等，防止出現溫度效應和路面收縮裂縫。

2.2 鋼筋混凝土構件施工應用

混凝土結構裂縫問題在公路橋梁施工中較為常見，是較為典型的施工質量問題，尤其是在規(guī)模較大的公路橋梁工程中較為常見。鋼筋混凝土構件施工中預應力技術的應用能有效提升其整體結構的質量，有效解決施工裂縫問題。其應用原理為在公路橋梁混凝土結構構建之前，對主體結構拉伸部位的混凝土施加壓力，鋼筋混凝土結構經張拉結束后，受拉部位的鋼筋在回縮時得出壓力值。當混凝土結構受外力作用等同于作用于混凝土結構中的預應力，而作用于混凝土構件時，能有效防止混凝土出現過度拉伸，繼而起到防止混凝土出現裂縫的作用。

2.3 承重構件混凝土施工應用

較大規(guī)模的公路橋梁施工通常需配置較多的承重構件，一般情況下，假若是在制備混凝土時，具備合理的配置比例，則其相應的混凝土強度和剛度都較高，經使用后其所具備的承載壓力也較大，然而該承載壓力主要承受的荷載為橫向荷載，對縱向荷載的承受能力較差，為此橋梁施工時混凝土結構容易發(fā)生變形或開裂，特別是當混凝土結構側面荷載較大時，荷載所產生的作用會延伸至混凝土結構內部，當該類荷載壓力大于混凝土結構自身的強度與剛度時，則極易發(fā)生變形和開裂。而通過預應力技術的靈活應用，針對混凝土結構構件以及表面采用科學的防護措施，如在混凝土表面覆蓋碳纖維等，能顯著提升混凝土結構的強度和剛度，有效降低混凝土結構在后期使用中出現變形或開裂問題。

2.4 鋼絞線施工應用

鋼絞線施工是公路橋梁施工中預應力技術應用最為重要的部分，鋼絞線的箱梁施工過程通常較為復雜，其施工過程中應注意以下幾點：（1）在預應力施工張拉時，需制定嚴謹的鋼絞線張拉程序，確保各個細節(jié)無誤，避免出現嚴重的質量問題。（2）預應力張拉的順序通常需結合實際情況，一般為自上而下。（3）鋼絞線張拉施工過程中，受氣候條件的影響較大，尤其是經長時間暴雨天氣后極易造成鋼絞線出現銹蝕，為此，在實際施工過程中應注意氣候條件，做好相應的防護措施。

2.5 混凝土空心板應用

公路橋梁施工中，針對跨度為25～26 m 時，可選用預應力混凝土空心板。經相關試驗數據發(fā)現，一旦預應力混凝土空心板的跨度值為30～35 m 時，其相應的剛度會隨跨度增加而減小，為此在實際使用過程中，混凝土空心板的跨度通常控制在25 m 之內。

3 公路橋梁工程中預應力施工典型問題分析

3.1 波紋管堵塞

（1）施工人員在安裝波紋管時未按照相關執(zhí)行標準規(guī)范開展相應的施工，使得波紋管位置的安裝精準度不足，繼而使得波紋管的松緊度以及彎曲度均受到一定的影響，在后期使用過程中極易出現堵塞問題。（2）波紋管經安裝結束后，在正式投入使用之前并未根據相關規(guī)范對其進行檢測和驗收，致使波紋管出現因自身質量問題造成堵塞。（3）在澆筑橋梁模塊的混凝土振搗過程中，因施工人員的操作不到位，使得波紋管部分位置破損，從而導致混凝土進入到波紋管內，致使出現堵塞現象。

3.2 預應力長束一端張拉工藝問題

目前，一端張拉工藝在我國現澆橋梁工程中較為常見，其主要是利用03-0AAK 的力道將一束鋼絞線拉直。而我國現有的多數橋梁跨度預應力箱梁有3～5 跨，且每跨寬度約30～50 m，當跨越多道箱梁以及長度較長時，其形成的摩擦力必須經相關試驗才能最終確定。為此，有相關標準規(guī)范指出，針對跨度超過30 m 的預應力橋梁，為確保橋梁具備足夠的承載力，有效防止開裂，以及確保其具備足夠的預應力和抗彎矩架設，則橋梁開展的張拉工藝需包含兩端，且相互對應。

3.3 預應力結構在張拉前出現裂縫

處于高負荷的鋼筋混凝土結構通常存在一定的裂縫問題，且根據相關規(guī)定表明，預應力結構允許出現裂縫，但其數量和規(guī)模需控制在一定范圍內。經大量工程實踐發(fā)現，預應力結構在張拉前出現裂縫的主要原因來自結構干燥收縮以及溫差效應。為此，在實際工程中可根據以上兩點問題采取針對性的防治措施，以有效避免預應力構件出現裂縫。裂縫通常主要分布于結構表面位置，且裂縫寬度和深度都各不相同。梁板類結構的裂縫則大都沿短方向產生，通常沿箍筋位置或構建頂部延伸至構件的側端。而溫差效應造成的裂縫則無跡可尋，其產生的位置可包括構件表面或構件深處位等，甚至也可能會出現貫穿現象。

3.4 預應力結構張拉力控制問題

公路橋梁施工在使用預應力技術過程中，假若缺乏規(guī)范性，特別是在張拉力控制時未嚴格按照相關標準規(guī)范施工，則會嚴重影響到公路橋梁的施工質量。而造成該類現象的原因主要是在施工時并未選用具備專業(yè)技術能力的張拉人員，該類人員的施工勢必會存在施工不專心和錯誤操作的現象，致使張拉力控制高低值差異較大。在進行多束張拉力計算時，則會因每束張拉力計量值的差異出現較大偏差，致使彈性模量取值缺乏準確性，繼而使得張拉力失控。

4 公路橋梁施工中預應力質量管控策略

針對目前預應力在公路橋梁施工中存在的問題，其質量管控措施主要包括以下幾點：（1）預應力在公路橋梁的施工應用過程中，應嚴格按照相關標準規(guī)范以及相關建筑工程標準規(guī)范開展施工，同時還應科學采用合適的工程結構計算軟件，從而落實對預應力結構的全面分析和計算；（2）在工程施工過程中，應確保預應力鋼筋和波紋管安裝的準確性和規(guī)范性，確保其安裝質量符合標準需求。針對鋼筋和波紋管的選用，應注重對其質量的把控，嚴格按照標準要求對其進行安裝，避免出現較大的位置偏差，全面提升鋼筋和波紋管安裝位置的精準性；（3）在施工過程中，還應注重對張拉力的控制，將其偏差值嚴格控制在標準規(guī)范值內，同時相關技術指標（如結構伸長變化等）都應滿足設計規(guī)范標準要求；（4）在普通鋼筋施工過程中，其綁扎應盡可能地做到輕拿輕放，以避免預應力鋼筋外表受損，另外，在焊接鋼筋時，應避免搭接線中出現預應力鋼筋，同時還應落實施工現場周圍的防護措施；（5）落實對孔道接口部位、排氣孔管連接部位、孔道以及灌漿孔的檢查，避免出現破損現象。同時，還應將外露的氣孔部位和灌漿孔采取相應的封閉措施，避免出現混凝土或異物對波紋管造成堵塞現象；（6）針對混凝土流動性的提升，嚴禁采用直接加水的方式。另外，還需注意對泥漿水、水泥以及添加劑用量的掌控，避免出現材料過度浪費的現象，同時還應嚴格控制泥漿水、水泥以及添加劑的配比，避免出現質量問題；（7）壓漿施工時應嚴格按照從低到高的施工方向，且還需認真觀察疏通管道和排氣孔的高處孔眼，在泥漿漫出后，需堵住排氣孔后再開展壓漿施工，直至泌水結束后，再對孔眼進行堵塞；（8）假若經一次壓漿施工后，其成效并不理想，則可開展二次壓漿，但二次壓漿的開展必須基于一次壓漿凝結之后。

5 預應力技術在公路橋梁施工中的注意要點

5.1 工程形狀與曲線

預應力鋼筋作為公路橋梁施工中預應力技術應用的重要環(huán)節(jié)，在施工時，應確保預應力鋼筋預埋的準確性和牢固性，并落實對各個預埋控制點的定位。另外，在其他工程施工時，還應盡可能地避免對鋼筋預埋位置造成影響或損壞。針對公路橋梁預應力施工中出現的質量問題，施工技術人員須在第一時間進行處理和控制，并給予有效的防治措施，全面保障工程的施工質量以及安全性。此外，公路橋梁施工時還應注重對鋼筋施工質量的監(jiān)管，全面保障工程施工質量。

5.2 施工用水量的控制

公路橋梁工程施工時，應注重對施工用水量的控制。假若施工過程中受部分因素影響導致泥漿流動性偏低時，嚴禁采用直接加水的方式來提升泥漿的流動性。另外，在漿體拌制時，作業(yè)人員應嚴格掌控真實所需的用水量、水泥量以及添加劑用量。在漿體拌制完成后，在進入施工時，針對沒有用完的漿體，不可直接通過添加新拌料的方式來進行施工。此外，公路橋梁施工時，嚴禁作業(yè)人員采用邊倒料邊進料的作業(yè)方式，以避免對工程施工質量造成不利影響。

5.3 施工質量控制

公路橋梁預應力技術的施工應嚴格按照相關標準規(guī)范來進行，合理掌控預應力拉伸長度，并且在開展預應力混凝土澆筑過程中，應合理計算出灌漿用量，避免出現管道內漿體灌注量不足或超標的現象。在實際施工過程中，還應避免混凝土或異物進入管孔內，以防出現管道破損或堵塞問題。施工技術人員還應落實對各個管控道口的封閉措施，且牢固性符合設計標準需求。此外，在混凝澆筑和振搗施工過程中，也應嚴格按照相關標準規(guī)范開展施工，以振搗為例，在施工過程中應確保振搗棒的垂直作業(yè)狀態(tài)，合理控制振搗棒的振搗速度，確保振搗無氣泡產生，全面保證工程施工質量。

5.4 施工材料控制

公路橋梁工程施工過程中所涉及的施工材料，應符合施工標準要求，并符合相應的性能指標以及質量指標，同時還應結合施工成本需求。在實際工程中，公路橋梁工程的橋梁選材主要為預應力鋼筋、預應力鋼絞線和低松弛型鋼絞線等鋼材，其中低松弛型鋼絞線屬于新型材料，因其所特有的優(yōu)勢，被廣泛應用于橋梁工程中，且在路橋施工中的成效也較為顯著，得到了大力推廣。與預應力鋼筋以及預應力鋼絞線相比，其在具備較高質量的同時在材料的用量上也具備一定的優(yōu)勢，且整體材質較輕，施工操作也較為簡易，整體施工成本較低。為此，在公路橋梁的實際施工過程中，施工方應結合工程實際情況，選用合適的施工材料，以盡可能地保障施工質量的同時也能降低施工成本。

6 結束語

公路橋梁施工中預應力技術的應用，對提升施工效率和施工質量有著重要的意義。隨著預應力在公路橋梁施工中重要性的提升，預應力技術應用得是否科學合理，直接關乎整體工程的施工質量以及使用壽命。為此，在實際公路橋梁工程施工過程中應嚴格按照相關標準規(guī)范開展相應的預應力施工，并提高對施工過程中預應力存在的常見問題，對其及時予以調整和糾正，最大程度上保障工程質量。