公路橋梁施工中預應力技術應用分析

李建華

（芒市交通運輸局，云南 芒市 678400）

0 引言

在當前我國路橋事業發展進程中，通過對預應力技術的科學應用往往能夠有效提升公路橋梁工程的施工質量。近年來，隨著我國預應力技術應用的逐步成熟，為合理規避公路橋梁工程項目施工中的常見問題，可通過預應力技術來對相關問題進行解決，借以達到提升路橋工程施工安全、在一定程度上減輕自重、節約建設成本，并盡可能減少裂縫。

1 公路橋梁工程中預應力技術的優勢

1.1 高效節能

預應力技術的應用具有高效性以及節能性的優勢，其高效、節能的優勢主要體現在以下兩個方面：①在進行降低荷載設計的過程中采用高強度的材料進行施工，明顯在自重比的降低方面相較傳統材料占據上風，可實現對于施工用料的有效降低，另外，有效增強了橋梁的抗裂能力以及抗疲勞能力，在一定程度上使得后期維護以及修繕的費用得到了有效降低，不僅節約了原材料，滿足了當前國家倡導的綠色、低碳建設理念，同時還有效為施工單位節約了建設成本。②通過對預應力技術進行應用還能有效提升建筑材料的可塑性，使其在路橋工程項目外觀的設計方面能夠發揮其主要功用，保證公路橋梁工程建設項目的外部形象能夠與周遭的施工大環境相得益彰，實現建筑的協調之美。同時，這一技術的應用范圍往往沒有過多的局限性，預應力技術不僅適用于不同構造的建筑工程，而且還能在不同結構的建筑體系中進行突破和創新，具有一定的創新性，確保了工程施工高效進行[1]。

1.2 有效提升建筑構件的穩定性

在路橋工程建設的過程中應用預應力技術可對構件的穩定性起到提升的作用。由于在施工中勢必會運用大量的建筑構件來進行操作，而建筑構件間往往會由于受到不良操作導致連接不穩，致使工程整體的穩定性大打折扣。通過利用預應力技術往往能夠有效增強構件與構件之間的拉力，有效避免連接失誤現象，對混凝土裂縫現象也能起到規避作用。一般混凝土的裂縫現象往往存在于跨度較大且建筑構造較長的公路橋梁工程項目的施工中，由于我國當前的諸多交通建設工程往往具備跨度大且長度長的特征，為此，在當前我國公路橋梁工程項目的建設中預應力技術往往得到了廣泛的應用。這一技術能夠促進混凝土構件預應力的提升，使其即使出現裂縫依然能夠進行快速修復，為鋼筋混凝土構件的穩定性提供了有效的技術保障[2]。

2 公路橋梁施工中預應力技術的應用

2.1 預應力鋼絞線的應用

預應力鋼材的選擇在預應力技術的應用中是一項十分重要的工序，預應力鋼材質量的高低往往直接決定了公路橋梁工程建設質量的優劣。一般情況下，在大型公路橋梁工程的施工中會經常用到冷拉鋼絲以及低馳鋼絲等鋼材質建筑材料，由于低馳鋼絞線不僅造價低而且外形美觀，因此，屬于較為常用的預應力鋼建筑材料[3]。

2.2 預應力錨具的應用

在機械錨固環節與摩阻錨固施工環節之中往往會設計到針對預應力錨具的選擇和應用，正確精準的選擇往往能夠有效提升公路橋梁建設的施工品質。在進行摩阻錨固時，往往需要通過對加工預應力鋼材，使之發揮其錨旋作用達到緊實狀態；而進行機械錨固環節時，則應結合具體的施工現場進行操作，通過建設出良好的錨定作業環境，來完成錨固作業。選用適應工程具體施工環境的預應力錨具往往能夠有效促進施工環節的合理推進。

2.3 預應力技術在路橋鋼筋混凝土結構中的應用

在大型路橋鋼筋混凝土結構建設的過程中，往往會受到諸多內部因素以及外部因素干預，例如；氣溫的變化以及承重的增大等，于是致使鋼筋混凝土裂縫現象出現。為有效規避這一問題，在路橋鋼筋混凝土架構建設的過程中往往會應用預應力技術，尤其是在鋼筋混凝土架構正式投入應用前。預應力技術應用不僅能夠對混凝土結構進行試壓操作，對其進行有效的張拉，使其提前對鋼筋壓力得到有效感知，而且在路橋鋼筋混凝土的結構中合理利用預應力技術往往還能起到對混凝土裂縫病害的預防。通常情況下，碳纖維材料在預應力技術的應用中非常普遍，在我國近兩年持續強調碳達峰以及碳中和的大環境下，碳纖維材料的應用被各大建筑單位廣泛應用，這一材料不僅質量較輕，同時還兼具強度較高的屬性，對于施工中原材料的重量問題能夠起到很好的解決作用，另外，在鋼筋混凝土結構進行施工的初始階段，為有效提升加固作業質量，在進行加固的過程中往往需要粘貼碳纖維片來對拉應變和壓應變進行增加，從而提升結構內部原始內力、有效加固結構，大大降低了鋼筋混凝土結構的裂縫現象，有效提升結構的穩定性。這一原理往往同樣被應用在混凝土路面建筑中，以下不再贅述。

2.4 公路橋梁鋼筋混凝土澆筑中預應力技術的應用

混凝土結構的建設在當前路橋工程建設的過程中仍舊是建設的主旋律，混凝土的裂縫病害在施工中以及工程的最終使用中比較常見，為對其進行良好的規避，在進行路橋鋼筋混凝土澆筑時應當合理應用預應力技術。其作用機制往往在于，由于鋼筋的回縮力比較好，會將回縮力傳遞到受拉位置，于是這一部分的混凝土結構收到壓力，其內部結構的受拉區域就會發揮其主要功用，此時，混凝土結構具備的預應力可以起到對外界壓力的防御效果，這有力學特征的應用往往能夠減少混凝土澆筑中裂縫病害的產生。值得注意的是，在公路橋梁混凝土結構工程施工完畢后，應對其結構的荷載、形式、承載力、剛性以及穩定性等方面進行驗收，以混凝土底板拆除為例，在建設中針對底模進行拆除時，混凝土的強度應滿足以下要求，詳見表1。

表1 底模拆除時的混凝土強度要求

3 公路橋梁施工中預應力技術應用的主要問題

3.1 錨具的尺寸問題

在橋梁工程項目建設的過程中，絕大多數施工單位都能夠按照規定的標準進行施工，不過在某些具有一定技術爭議的施工部分，不同的施工方采用的應對處理方式則不盡相同，在錨具尺寸的處理方面就存在一定的分歧，極少數過分追逐經濟效益的施工單位往往在板梁結構和預應力箱梁底板的具體應用中采取減小界面尺寸的處理方式進行操作。如此一來，由于技術發展的成熟度不夠往往會出現鋼絞線受力不均的現象，加上扁孔自身較小的基本屬性，不僅導致了孔道壓漿的順暢度受到影響，同時，使得壓漿的密度和質量受到影響。

3.2 預應力孔道壓漿的質量問題

預應力技術在施工過程中的應用會涉及預應力孔道壓漿的質量問題，在預應力孔道壓漿時有效應用這一技術，不僅能夠對預應力筋起到良好的保護作用，避免預應力筋出現銹蝕現象，而且還能使得橋梁結構與預應力筋共同協作，使得結構更具穩定性。然而在實際的應用中，往往存在預應力孔道壓漿的質量達不到相關部門規定標準這一現象，壓漿密實度不夠且漏灌、漏漿的現象時有發生，嚴重威脅著橋梁的穩定運行。

3.3 實際混凝土強度

在近現代的路橋工程建設中，通常會用到摻加早強劑的方式來對預應力混凝土的強度進行提升，一般在進行澆注混凝土之后，張拉預應力即開始進行操作。加強混凝土的強度需要足夠的時間作為加強前提，一般情況下，強度的增長要比彈性模量的增長要快一些，由于上述情況的出現，往往會導致混凝土在早期出現較大的形變，于是提前張拉預應力就會造成預應力損失現象的加劇，從而影響到橋梁梁體的荷載力，一旦橋梁梁體結構荷載力不足往往就會產生裂縫的病害現象。另外，一小部分的測量工程人員在施工現場進行測算時沒有利用實際混凝土強度進行計算，于是導致了相關指標出現誤差，為施工帶來不利影響，甚至有可能造成未來事故路段的產生。

3.4 后張預應力結構與張拉力控制

預應力橋梁在建設中一旦沒有做好后張預應力結構與張拉力的科學控制，勢必會影響到橋梁總體的建設質量。在具體的實踐中，進行張拉作業的過程應對張拉力以及預應力筋伸長量這兩個方面進行同時控制，并且要堅持以張拉力作為主要控制內容，要保持張拉力和伸長量的指標以及效果的一致性。在進行這一操作時，張拉施工人員的綜合素質顯得尤為重要，專業的張拉人員在這一過程中能夠做到高質量完成操作，然而經驗不足、專業能力不夠的張拉施工人員往往極易在施工的過程中出現一系列地操作失誤，進而引發張拉力出現高低不均的現象。在多束張拉的過程中往往更容易操作失誤。

4 公路橋梁施工過程中預應力技術的問題及改進措施

4.1 張拉前的裂縫問題

遇到溫差較大的施工環境往往會導致預應力構件產生裂縫問題，在鋼筋混凝土構件的施工中，裂縫這一病害現象十分常見。為此，面對張拉前的裂縫問題相關的施工人員不僅要對預制施工現場的實際狀況進行全方位地勘查和了解，與此同時，還應對構件的質量進行有效控制，于是對于施工人員的專業素質提出了較高的要求，要求施工人員應具備專業的業務能力，針對混凝土張拉前的裂縫病害做好有效的規避和管控。

4.2 后張預應力結構張拉力控制的問題

一旦在張拉作業的過程中沒有按照相關部門規定的標準進行操作，勢必會影響到張拉力控制的精準度，對橋梁質量的建設產生威脅。通常來講，張拉作業會同時對預應力伸長量以及張拉力進行控制，將張拉力作為控制中心，以伸長的具體數值來對張拉力進行校對以及核準。在進行后張預應力結構張拉力的控制時，一般會用到15 級油壓來對張拉力進行有效計量，不過在實際操作的過程中，由于受到千斤頂未經計量標定就開始張拉以及相關張拉施工人員的專業度不夠等一系列因素的影響，往往會導致在具體的張拉力計量中存在一定的偏差。一旦遇到張拉較多的現象，而每束張拉力又不盡相同，于是導致彈性取值的模糊以及預應力筋伸長值的不確定性，進而導致后張預應力結構張拉力無法在規定的標準實現標準化控制。面對這一問題，應從施工人員的專業性方面著手，在提升施工團隊總體施工水平的基礎上，有效保證后張預應力計算指標的精準度，從而實現對其質量的有效管控。

4.3 預應力效應的控制

針對路橋工程項目建設中預應力技術的合理化控制這一層面來講，針對預應力效應的有效控制是一項十分重要的內容，良好的管控往往能夠對項目質量起到有效的提升作用，為有效提高管控效果應從以下3 點入手進行管控：①有關施工團隊以及其中的施工、設計人員應結合過往經驗以及項目本身的實際狀況來進行有效的合理化設計，尤其是針對預應力鋼束分布圖的擬定，應當進行多方會審，有效保證設計圖紙的可行性。②針對橋梁總體結構的模面應全面檢查，在保證預應力技術管理體系有效建立的前提下，加強對相關設計以及施工人員的有效管理，只有以人為本，從人的角度出發，才能真正做到對預應力效應實現真正意義的科學控制。③在施工中，一旦出現預應力與路橋工程結構荷載力之間存在巨大差異的情況，為保證其分布的合理性，應及時對預應力鋼束的布局狀況來做出合理調整，同時，還應再次檢查橫面預應力的實際情況。

4.4 預應力鋼筋孔道的堵塞問題

孔道的堵塞問題在路橋工程建設預應力技術應用的過程中十分常見，一旦出現這一現象往往會直接影響到工程的建設周期以及質量等等，有效保證預應力孔道的順暢性應從以下兩個方面出發。一方面，應針對阻塞部位通過坐標定位等方式進行精準定位，并選用慢速鉆孔的方式進行處理，從而繞開主筋，為施工的靈活性進行托底，同時，還能使得鋼絞線能夠自由伸長；另一方面，處理堵塞現象過后應對孔口進行科學化封堵，從而提高孔道的使用率，為工程的穩定性提供一定的保障。

5 結語

在路橋工程建設中，預應力技術早已得到了廣泛應用，在我國交通運輸事業繁榮發展的今天，起到了重要的技術支撐作用，只有不斷在實踐中總結出相關問題，并以創新發展的思維來進行解決和處理，才能不斷對路橋工程建設水平起到真正意義上的促進作用，為我國交通事業的發展略盡綿薄之力。