桥梁施工中预应力技术的应用要点初论

周艳飞

(中城建第二工程局集团有限公司 210019)

0 引言

桥梁建设意义重大，质量安全尤为重要，特别是随着车流量的增多，交通事故频频发生，对桥梁施工质量提出了更高的要求。钢筋混凝土在桥梁建设中有着广泛应用，但也存在弹性不足、易出现裂缝等问题，对施工人员安全以及日后使用都极为不利。随着施工技术的更新改进，预应力技术越来越受重视，在保证施工质量、延长桥梁使用寿命的同时，还能降低成本。可见，预应力技术在桥梁施工中发挥着重要作用，值得推广使用。

1 预应力技术及其应用现状

指的是在桥梁还未正式承受外荷载时，对受拉区施加预应压力，用以抵消或削弱外来荷载的拉应力。此过程中桥梁的刚度会有所增强，内部结构更加稳定，投入使用后能够更好地适应各种压力，裂缝出现的时间也将后移。预应力可减小受拉区的弹性变形，提高受拉区的抗性和弹性强度，进而延长桥梁的使用寿命。因其具有良好的耐久性，能够减少钢材用量、降低成本费用，而且使桥梁上部结构更加美观经济，在桥梁建设中的作用日益突出。

预应力技术在实际建设中的优势不言而喻，但由于施工人员操作不当，或混凝土浇捣工作不到位，极易出现质量问题。如波纹管堵塞或弯折，加大了钢绞线穿过的难度，甚至其实际值和设计值差别较大，费时费力，需要更多成本。桥梁构件提前出现裂缝也颇为常见，主要是混凝土收缩应力和温差应力彼此作用的结果。张拉时间是预应力技术应考虑的另一重点，如使用早强剂增强混凝土早期强度，张拉时可能因强度增加过快损失大量的预应力，使得张拉效果有所减弱。

2 实例分析预应力技术在桥梁施工中的应用

2.1 实例分析

某桥梁工程为一重建项目，旧桥梁建于上世纪末，经十余年的使用，承载力大幅降低，难以承载越来越多的车流量。该工程于2011年开始，全长 6.25Km，宽 28m，采用（2.5m ＋ 11.5m ＋ 11.5m ＋2.5m）的箱梁结构。此次建设对质量和桥梁的耐久性都极为重视，为取得较好效果，应用了预应力技术。在施工时根据预算的交通流量对其施加应压力，以提高桥梁的强度和承载力。自 2012年完工投入使用，直至今日未出现任何问题，足见预应力技术的实用性。

2.2 选择材料

钢绞线和锚具是预应力施工的基础材料，必须保证其质量合格，所以在选择材料时应全方位考虑，如尺寸、长度、松弛性、荷载承受能力等。目前的钢绞线有普通钢绞线、矫直回火型以及低松弛型钢绞线等。尤其是后者，自重轻、方便施工，而且外形美观、成本较低，在实际中有着广泛应用。该工程使用的低松弛型钢绞线来自东莞市津盈实业有限公司。

预应力技术有两种，即先张法和后张法，此处选择后者。后张法预应力技术使用的锚具包括应力损失较小的机械锚具，以及种类较多的摩阻锚具。影响机械锚具施工的因素相对要少，而摩阻锚具的缺陷在于会浪费更多的应力。（增加“锚具、夹具、连接器应具有可靠的锚固性能、足够的承载能力和良好的使用性，使用时除应按出厂合格证和质量证明书核查锚固性能类别、型号、规格及数量外还应对其做外观检查、硬度检验和静载锚固性能试验。”）

2.3 加固桥梁

桥梁的刚度和承载力直接决定着工程质量，为承受越来越大的交通压力，应对采取有效措施，对桥梁进行加固，以增强其耐久性。这就要求改变桥梁内部构件性能，增强内部稳定性。预应力技术通过提前施加预应压力，使各部件尽快适应各种荷载，将承载极限发挥至最大，从而抵消或减少初弯矩时的拉应力，增强桥梁内部强度。

2.4 灌浆和孔道封堵

在张拉过程中，控制拉应力应与设计值相符。按照相关标准设计伸长值的变化， 将误差控制在允许范围内。灌浆阶段也尤为关键，需提高计量的精确度，使浆体能够均匀灌入孔道。（增加“压浆孔应在孔道两端最低处设置，在最高处设排气孔。压浆使用压浆泵从粱的最低点开始，在粱两端压浆孔各压浆一次，直至规定稠度的水泥浆充满整个孔道为止。”）施工中需封堵各类孔道，禁止发生漏浆现象，或有其他异物杂质进入，否则极易引起孔道的堵塞。用水量也需控制在一定范围内，如水泥浆的流动性削弱，不可直接加水搅拌。压浆前若有水分残留，应及时予以清除。

2.5 混凝土浇筑振捣

首先是水泥、砂石等原材料的质量必须合格，经过严格质检，达标后才能用于混凝土配置。配合比要适当，与设计值相符，且与实际工程要求相符。配好后需及时将混凝土运至现场，复检后进入现场，同时应制定一些应急方案。浇筑时采用分层浇筑的方式，要匀速连续进行，确保混凝土能够流入每一个部位，提高整体的强度。浇筑和振捣工作同时进行，由经验丰富的员工操作，以振动棒进行振捣。振捣过程中不得和模板相碰触。一旦发现破损，应及时更换。工程采用二次振捣法，以增强混凝土的密实度，振捣相隔时间控制在 20—30min。整个浇筑过程需连续进行，如有特殊情况，需严格控制间歇时间。浇筑完成后，对混凝土进行养护，为防止水分蒸发过多，需保持混凝土表面的湿润度，可在其上洒水或覆盖薄膜，保持7d以上。

2.6 预应力张拉

所有工作结束后进行预应力张拉，需保证混凝土强度至少达到设计值的95%，锚垫板、钢筋等均没有缺陷。先将支架挪至张拉处，调整后将锚环穿过钢绞线，然后放入锚塞轻轻敲打，装入对中套，并用楔块将钢绞线楔紧。在初始张拉时，两端同时对钢绞线施加应力，如果没有楔紧，钢绞线会有一定的滑移，在其停止后，将其楔紧在夹盘上。起点标记应明确标出。正式张拉时，两端分级施加压力，每次加载为油压表读数5000KPa的倍数，直至张拉至100%，并持续5min，消除预应力筋的部分松弛损失。之后对钢绞线的伸长量进行测量，最后在锚固的过程中，将钢绞线的回缩量控制在5mm以内。（增加“预应力张拉宜采用双控法，张拉采用应力控制，同时以伸长值作为校核，张拉时断丝、滑丝数量不得超过相关规定”。）

3 结束语

桥梁以钢筋混凝土结构为主，在上部荷载长期的作用下，极易出现裂缝、强度不足等问题，很有可能影响到其正常通行。为提高桥梁质量，有必要在施工中采用预应力技术，通过提前施加预应压力，可改善桥梁内部结构，避免裂缝出现或延长出现时间。在今后的施工中，还需对此技术加以改进。