公路桥梁施工中预应力技术的应用分析

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公路桥梁施工中预应力技术的应用分析

罗俊宏

（中交一公局第一工程有限公司，北京 102200）

摘 要：公路桥梁是经济发展中的重要基础设施，随着行业的发展，预应力技术在其中取得广泛应用。文章以宜

居河大桥为例，从预应力技术的原理和优点入手，并详细阐述了其在公路工程中的应用，以充分发挥该技术的作用，为工程整体质量提供保障。

关键词：公路桥梁；预应力技术；钢绞线

1 工程概况

本文所探讨的项目具体为宜居河大桥工程，该桥梁采取的是分离式双幅桥的建设形式，左幅起讫桩号为ZK17+909.575~ZK18+426.198，其长度为516.16 m；右幅起讫桩号为K17+910.211~K18+395.876，其长度为486.16 m。根据现场情况施工中选用预应力技术，以解决结构裂缝、稳定性不足等问题。

基于预应力技术的应用，有助于改善桥梁稳定性不足的情况，结构的力学性能更加良好，具备足够的承载能力，可为车辆的通行提供安全环境[1]

。2 预应力技术概述2.1 预应力技术的原理

公路桥梁的建设具有系统性，混凝土工程在其中占据重要地位，而预应力技术则主要在此类细分工程中取得应用。混凝土具有高强度特性，能够有效解决结构强度不足的问题，提高结构的综合力学性能，避免裂缝等病害。2.2 预应力技术的优点

在当前的公路桥梁建设领域，由于其施工难度较大且现场作业环境复杂，此时基于预应力的应用可有效解决上述问题，确保大型构件的稳定性[2]。支撑该技术的核心是混凝土与钢材，作为典型的功能材料，两者相结合的方式可充分提高结构的综合性能，如抗拉裂性、抗渗性等，而所需的构造规格也随之减小，具有省材的效果。此外，由于构造截面尺寸的减小，最终整体结构的自重也得到了有效控制，降低了开裂风险。

3 预应力技术在公路桥梁施工中的应用3.1 锚具和钢绞线的选择

（1） 锚具的选择。根据现阶段预应力技术的发展状况，施工中所用的锚具主要有两类：一是摩阻锚固类，其特点在于类型丰富，适用范围广。它以楔形锚具为基础，经特定工艺后形成锚旋，但此装置的应用必须建立在预应力钢材紧绷的前提下，否则将出现锚具应力大幅度减小的情况。二是机械锚固类，以预应力钢材为基础材料，在机械设备的辅助下处理其顶端部而得，其特点在于连接便捷，也不存在预应力大幅度损失的情况。

（2） 钢绞线的选择。公路桥梁建设领域，合理应用钢绞线具有积极的意义，可节省钢材用量，在确保路桥质量的同时还能够减少成本投入。现阶段，预应力钢绞线取得广泛

应用，其作为一种新型预应力钢材，在绝大多数桥梁工程中都取得良好的应用成果，具备操作便捷、成本低等特点，明显优于冷拉预应力钢丝等传统材料。但在施工中应针对预应力钢绞线采取严格的质量控制措施，具体如表1所示。

表1 预应力钢绞线控制表

类别检查项目控制数钢绞线束

每束钢绞线断丝或滑丝

1丝每个断面断丝之和不超过该断面钢丝总数

1%

3.2 预应力管道及钢绞线安装

（1） 纵向钢束安装。根据实际使用需求选择相适应的安装方式，较短时可行人工穿束方式；若长度较大此时工作量增加，应得到机械的配合。编束是顺利完成穿束的必要前提，此项工作中应做到逐根理顺，再统一利用铅丝绑扎，使其具有足够的稳定性，并固定各自的位置以免发生缠绕。人工穿束是较为合适的方式，若实际施工中存在较大的难度，需处理钢绞线束的一端，将其设置为尖头形式，此后再借助卷扬穿束。钢绞线穿束时应注重防护，不可出现弯折、断丝等质量问题。

（2） 竖向钢束的安装。本项目中选择的是预穿束的方式，通过绑扎将钢束与腹板钢筋形成稳定的整体，在尚未进入浇筑环节时便要将其固定在管道内。施工所用的波纹管要与钢筋绑扎，考虑波纹管的稳定性要求，必须经过找平处理，通过增设Φ8钢筋的方式实现固定，具体工艺要求为间距1 m、长20 cm。3.3 封锚及压浆

（1） 结束预应力张拉作业后，若各方面施工效果均良好，即可进入孔道灌浆环节，此举目的在于保护预应力筋，以免其出现锈蚀现象[3]；而后还需利用钢束绑扎，使其与梁体稳定结合。孔道在经过灌浆后其中的浆液必须具有密实性，为满足此要求，应依据合理的工艺要求拌制混凝土，如水灰比稳定在0.3~0.35，制作试样用于分析其性能情况，要求28 d强度至少达60 MPa，可依据施工需求掺入适量膨胀剂。

（2） 结束预应力筋张拉后，应安排施工人员及时对孔道压浆。此环节施工对于水泥的性能提出较高的要求，其标号至少要达到C50，全程均采用真空辅助压浆技术。检验施工状况，若出浆口存在浆液流出的现象时，需给予一段时间使其持续性外流，目的在于确保钢束完全被浆液填充，直至水

泥凝固为止。质量检查孔的作用在于帮助施工人员掌握实际质量情况，其设置间距为20~30 m，后续降压过程中有序将其封闭。不同施工段的压浆压力存在差异，若为水平或曲线孔道，此条件下该值应全程维持在0.5~0.7 MPa；若为竖向孔道，则以0.3~0.4 MPa较为合适。

3.4 预应力技术在公路桥梁钢筋混凝土浇筑的应用

混凝土的综合性能优良，但受多方面因素的影响其极容易产生裂缝，引入预应力技术后可实现对裂缝的有效预防，从而减小裂缝发生概率[4]。从作用机制来看，钢筋具有较强的回缩力，此部分将传递给受拉部位，使该处的混凝土处于受压状态，若其受到外界压力，结构中的受拉区则会发挥作用，该处的预应力能够抵御外界压力，基于此力学特性，可有效解决混凝土裂缝问题。混凝土浇筑质量验收标准如表2所示。

表2 混凝土浇筑质量验收标准

检查项目规定值或允许偏差/

mm

检查方法和频率轴线偏位10全站仪：测量3处梁板顶面高程

±10水准仪：检查3~5处

高度

+5，-10断面尺寸

顶宽±30箱梁底宽±20每垮检查1~3个断面顶、低、腹板

+10，0

3.5 预应力技术在公路桥梁加固中的应用

承受力是衡量公路桥梁总体使用水平的关键指标，在各类提高承受力的方法中以加固的应用效果最好，有助于加强结构，从而给道路交通运输创造便捷的条件。工程实践中，加固方法的可选形式较多，如改善桥面受力状况、调整桥梁外预应力等。实际施工中对构件试压是较为可行的方式，此操作后受拉部分将产生明显的拉应力，此受力状态的变化将带来预应力构件拉应力的减小，最终可提高构件的承受能力，实现对桥梁的加固。

4 公路桥梁施工中预应力技术应用要点分析4.1 张拉前裂缝的成因与解决方式

预应力构件是全桥中裂缝最为集中的部分，且主要发生在张拉作业前，桥梁的构件组成复杂，加大了裂缝发生概率，大部分都沿短方向分布，但也存在向构件两侧延伸的情况，甚至是在箍筋处也将形成裂缝。并且温度也是引发裂缝的主要因素，且由于此类原因而产生的裂缝在分布上缺乏规律性，加大了处置难度，因此要事先采取控制措施，尽可能避免温度裂缝[5]。施工中要以合理的手段缩小混凝土内外部温差，密切关注现场天气状况，尽可能缓解温差过大对构件的影响。隔离保护也是重要的手段，可起到减轻约束力的效果。从预应力张拉技术的操作内容来看，张拉质量直接决定了该技术的应用水平，施工中要从张拉应力和伸长量两个角度入手，实现对两项指标的合理控制。因此要在施工前做好准备工作，以便给正式张拉创造良好条件；作为施工人员则要注重对品质的追求，而绝非是速度层面的比拼。4.2 预应力钢筋孔道的堵塞问题

受多方面因素的影响，预应力孔道易发生堵塞，不利

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于张拉作业，甚至会因为部分孔道的堵塞而带来工期延误、质量下降等问题。因此，合理解决堵塞的重要性自然不言而喻。若要全面确保预应力孔道的通畅性，就要准确定位发生堵塞的具体区域，使用坐标将其准确标识，该段施工中可选择慢速钻孔的方式，目的在于合理绕开主筋，增强施工的灵活性，确保钢绞线可自由伸长，最后还需及时封堵。显然，预应力孔道堵塞的存在将明显加大施工难度、延长总体施工时间，因此在前期施工中则要注重对波纹管质量的检验，不可将不达标材料应用于施工中，从源头上避免堵管现象的发生。5 结语

综上所述，预应力技术的工艺水平逐步提高，成为公路桥梁建设领域极为关键的技术，其在施工中发挥出重要作用，可改善桥梁受力状况，使其具有足够的稳定性。实际施工中应视现场情况灵活改进工艺，确保该技术具有良好的应用效果。

参考文献

[1] 周立星，鄢荣杰.公路桥梁施工中预应力技术探讨[J].山东工业技

术，2019（6）：132.

[2] 谢显文，梅清赵.公路桥梁施工中预应力技术的应用分析[J].科技

创新与应用，2019（20）：176-177.

[3] 孟昭敏，李学军.预应力施工技术在公路桥梁中的要点分析[J].建

筑工程技术与设计，2015（19）：832.

[4] 陈亚飞.预应力技术在公路施工中的应用[J].建材与装饰，2020（4）：256-257.

[5] 郑鹏.预应力技术在公路桥梁施工中的应用[J].交通世界，2019（36）：120-121.

作者简介：罗俊宏，工程师，研究方向为土木工程。