公路桥梁施工中预应力技术措施及质量控制分析

高剑鑫

（福建省高速公路养护工程有限公司，福建 福州 350108）

0 引言

随着时代的快速发展，全球经济发展一体化进程不断加剧，交通运输事业在经济社会发展中，占据了比较高的地位，尤其是现在对于区域经济的发展，都离不开运输事业的支持，同时也需要相关职能部门的引导和支持，在建设公路桥梁的过程中给予较高的重视。在公路桥梁建设过程中，预应力技术能够使相关的建筑材料充分发挥其高强度的性能，结合现在的先进技术预应力还可以有以下几点优势：第一点，在建设材料上可以起到节约材料的作用。第二点，利用力学性能，提高公路桥梁质量。第三点，具有稳定的公路桥梁结构安全系数指标等优势。所以，外部预应力技术已经在新时代的工程建造过程中，被普遍应用于公路桥梁建设中。

1 预应力的含义及其在桥梁工程中的意义

在公路桥梁施工过程中，目前人们已经了解的预应力工程技术，不但可以应用到公路桥梁的建筑结构上，还能够应用在公路桥梁的维修加固工程上，特别是对山体和边坡进行的加固，其治理效果更加明显。应用最先进的预应力技术在建造公路桥梁的整个过程中，由于能够增加工程建筑材料的利用率，也能够降低建造公路桥梁构件的自重，从而提高了公路桥梁构件的抗裂性水平和抗渗性能力。因此能够增加工程构件的结构强度，从而减少了建造公路桥梁构件的主拉应力和竖向剪力。

在应用预应力技术的整个过程中，因为预应力技术施工工艺比较简单快捷，建筑构造相对简便而且安全系数也相当高，使得在建设高速公路大桥的整个过程中预应力技术也被广泛应用。尤其是在最近几年的国家建设过程中，在大力主推修建交通基础设施的过程中，提高公路桥梁的承载力和使用寿命，已经成为修建公路桥梁专家研究探讨的主要问题，而现在大力推行的预应力技术在解决上述问题的过程中存在比较重要的意义。

2 预应力技术在公路桥梁建设中出现的问题

2.1 波纹管出现堵塞现象

对于将预应力技术应用于公路桥梁的建设过程中，利用波纹管经常出现阻塞情况，特别是在利用混凝土结构浇筑过程时更加普遍。造成这个现象的主要因素，有两个方面：一方面波纹管和接头套管之间的套接长度不够，在混凝土的直接撞击或捣固挤压下很容易脱开，导致了混凝土的直接堵孔[1]。另一方面由于与固定筋间的距离过大，在进行浇筑混凝土时，随着波纹管突然上浮或者脱离原来位置而导致拉坏，或者与接头管脱离。

2.1.1 施工单位在进行波纹管安装中的问题

安装波纹管并进行灌注时，必须注意在波纹管的周围是否有尖锐的钢直径头，甚至是钢筋预埋件。特别是在波纹管还没固定好或者固定间隙太大的情形下，在灌注混凝土时就会导致波纹管在上升或脱离原来的定位过程中遇到尖锐物体，碰破引起进浆。

2.1.2 波纹管在使用之前没有严格进行筛选

在波纹管进行安装过程之前，需要根据建设工程性质，合理选择波纹管的品种，严格筛选检验或者进行复查工作，避免出现在安装之后因为管道质量问题引起波纹管出现管道堵塞的情况发生。

2.1.3 在浇筑桥梁模块时，由于混凝土引起波纹管的堵孔的主要因素

可能是由于在进行钢筋直径骨架的焊缝流程中，焊渣滴落并烧破了预应力式波纹管所产生的进浆。也可能是在浇筑过程中波纹管被振捣棍捣烂，或捣扁而使钢束不能穿透。

2.2 预应力长束一端出现张拉工艺问题

在国内公路桥梁的大型工程建设中，经常采用的是一端张拉法。在理论上，使用一端张拉法将一端钢绞线拉直约需0.3-0.5AAK的力道。但是，在国内修建高速公路桥梁时的跨预应力箱通常是要求3～5跨，每一跨的总长度通常为30～50m，在同时进行的横跨多道箱梁隔板并且总长度都非常长的情形下，所形成的摩擦力也是没办法直观加以判断的，所以一定要在进行严密的测试之后才能真正判断出来。因此，在国内外对于建设公路桥梁都制定出相关的规范规定，如果利用预应力在建设公路桥梁的过程中，跨度超过30m时，为了提高桥梁的承受力，加强桥梁的使用寿命，避免出现在使用过程中裂缝的问题出现，并且在保证有效的外部预应力和抗大弯矩的同时架设，也需要对桥梁二端实施正确的张拉力工艺。

2.3 预应力结构在张拉之前出现缝隙

在国内修建高速公路桥梁等大型工程施工过程中，如果在施工过程中使用大负荷作业下的钢筋或混凝土结构在张拉之前，将会避免不了出现开裂问题，并且在相关规定中B类预应力结构可以出现有限的裂缝。经过建设工程的实践证明，在进行张拉之前，如果出现了缝隙问题，基本上是因为建设结构相对干燥紧缩和建设过程中温差相差比较大引起的。所以，在建设公路桥梁的过程中，可以根据上述两方面的原因进行提前预防，制定出预防方案来避免出现构件裂缝问题。对于裂缝的产生基本上都出现在工程结构的表面处，裂缝宽带相对比较细并且分布不均匀。产生裂缝的地方，一般是发生在箍筋处或者构件顶端一直到构件的侧面。如果是单纯的因为建设施工过程中温差比较大引起的裂缝，它其实并没有太多的规律可循，有时可能存在于表面，有时可能贯穿建设施工的全部过程（见表1）。

表1 碳纤维复合材料主要力学性能指标

2.4 预应力结构在张拉力控制方面的问题

在建设公路桥梁的过程中，利用预应力作为建设公路桥梁的主要技术。如果预应力在建设公路桥梁的过程中，操作人员的操作施工不规范，尤其是在进行控制张拉力时没有严格按照操作规范进行操作时，就会对建设公路桥梁产生比较大的损伤。其原因，可能是因为在工作之前没有经过专业的培训，或者在施工过程中没有集中精力，出现了工作过程的错误读表或者工序操作错误的问题，从而导致张拉力控制的高低不等。

3 公路桥梁施工中预应力技术的质量控制

3.1 建设公路桥梁施工中所使用的预应力技术

在公路桥梁的建设过程中，大量使用了预应力技术。在施工过程中，水泥道路建设也可使用外部预应力技术作为施工过程中技术基础。更具体来讲，就是在水泥道路建设过程中，相关的技术人员对于可以使用混凝土再加外部预应力技术的特殊处理方法进行的水泥道路的建设，并且还会产生一定条件的约束。同时，利用这种约束可提高钢筋混凝土与钢骨架间的互相黏结能力。这样，能够延缓道路发生断裂状况出现，从而增加了公路桥梁在投入使用后的使用寿命。截至目前，将预应力施工技术大量应用于混凝土的道路建设过程中，这一施工技术也开始趋向完善。同时，在中国的公路桥梁的施工中也在广泛使用。预应力技术在具体的操作过程中，大大降低了混凝土材料在建筑构件中所受到的拉应力，从而使混凝土材料在建筑工程中可以发挥出更好、更优异的抗压性能。此外，除了在建筑工程中使用预应力技术，有关的工程技术研发人员也在研究混凝土预应力技术可以应用在其他的工程当中。比如，对于怎么处理采用混凝土外部预应力技术解决公路桥梁施工过程中的横向裂缝和竖向断裂的发生率等问题，尤其是对于在公路桥梁建设施工过程中如何解决在转弯处的相关施工方式以及受地离心力的影响，这都给相关研究人员带来巨大的挑战。

3.2 在施工中要确保预应力钢筋和波纹管的安装质量

在修建公路桥梁施工过程中，要严密管理好建筑用料的品质问题，尤其是施工过程中所使用的钢筋和波纹管的质量，一定要进行严格把关。并且在安装过程中需要准确及时地安装到位，在施工过程中是允许存在偏差的，但是偏差不能太大，要在偏差允许范围之内。在进行安装过程中一定要严格实施质量把关，在公路桥梁浇筑阶段如果产生锈蚀现象，降低了筋横截面，预应力效率达不到要求时，还易形成断丝或预应力筋整段断开；如果生锈影响握裹力时，还会大大降低结构的稳定性。预应力筋在浇筑阶段产生歪斜、断裂，无法张拉，或张拉后未能及时压实混凝土，导致腐蚀。钢绞线张拉前的锈蚀，会使钢绞线产生歪斜、折断。

3.3 在施工过程中控制好张拉力

在公路桥梁建设过程中，确保结构张拉变化等相关技术指标都要符合建设规范和工程设计要求。严格按照规定在施工作业区内设置好警示标识，闲杂人等禁止入内，并提前检测好工作中所用的张拉施工设备，主要是千斤顶、水泵、压力计、燃料管、顶楔器以及液控顶压阀等，是不是满足建设或施工现场的正常使用条件，对压力计也要定时加以检测。及时进行锚环和锚栓使用检测，并且在实际操作过程中，必须做好检查和试验，经过检验合格以后才可以使用。所有高压水泵和千斤顶相互之间的连接处及各接头均要求完整无损，螺栓拧紧。水泵的运行人员要佩戴防护眼镜；当水泵启动时，进、回油速度和活塞式压力表指针的升降应该保持平稳、匀称。安全阀保证灵敏度安全可靠；在张拉前，现场作业技术人员要确认联络信息。张拉施工时二端宜设置方便的通信设备。

3.4 防止预应力钢筋外皮被损坏

在国内公路桥梁的建设过程中，一定要做好材料的检测和复查工作。首先，需要在开工之前检查施工过程中所使用的材料。比如，在钢筋绑扎骨架的试验之前，测量在建筑施工中所使用的绑扎普通钢材时，需要轻拿轻放。在对钢筋混凝土实施连接时，不要直接以预应力钢筋为基础搭接线，而一定要在其周围采取相应的措施，然后才可以焊接。

3.5 严格检验接口部位、排气洞管接头、孔洞及灌浆孔,保证其完好无损

通过对砂浆工程施工记录和试验结果进行分析，若灌区施工二端坝块水泥的温度均超过工程设计规定，且二条废气管道排浆密度均达1.5g/cm3之上，并有一定水压，且其中一个排水阀管口水压已超过设计水压的50%以上，其他情形均基本符合设计规定，则灌区砂浆工程质量可定为及格。而钻孔取芯、压水检验和槽检测等各项工作，要选取较有标志性的灌区施工完成[2]。一般检测日期在灌区砂浆施工完成28d之后。具体的检测部位和合格标准，由相关单位协商。焊缝(触)灌浆灌区的及格率在80%以上，不合格灌区的布局不集中，纵缝灌浆灌区的及格率不小于75%，每一个横缝内灌浆灌区的及格率不小于75%，焊缝(触)灌浆工程可以称为合格。

4 结语

在我国公路桥梁的建设过程中，预应力技术被广泛推广到公路桥梁建设过程中，所以在公路桥梁施工的过程中，必须按照具体的施工类型以及施工路段，明确预应力技术要点，从而提高工程质量。综上所述，在公路桥梁施工中，应用预应力工程技术措施有很大的现实意义，它可以提高施工进度，确保整个项目的施工质量，从而带动整体项目工程效率的提升。今后在施工实践中，还必须更加注意预应力工程技术措施的使用，了解其存在的质量问题，并根据具体情况采取相应的工程措施，确保预应力工程技术措施在整个公路桥梁工程中得以良好的使用，从而推进各项工程的顺利进行，提高整个公路桥梁工程建设项目施工的质量。