道路桥梁施工中预应力的应用及存在的问题

预应力在道路桥梁施工中出现的问题及改进措施

【摘要】随着我国道路桥梁建设规模的不断扩大，在道路桥梁施工工程中，越来越广泛地应用到了预应力技术，然而随之出现的质量问题也日益增多，产生这些问题的原因是多种多样的。本文首先阐述了预应力在道路桥梁施工工程中的应用，然后总结了道路桥梁中预应力技术在工程应用中出现的问题，最后探讨和阐述了改善这些问题的措施。

【关键词】道路桥梁预应力问题解决方案

前言

随着我国社会经济的迅速增长和建筑工艺的不断进步，预应力技术也在道路桥梁的建设中得到了越来越广泛的应用。与传统的路桥施工工艺和技术相比，预应力技术虽然在起步上相对较晚，但其在路桥施工中的发展却异常迅速，近年来已经在理论计算、检测试验、设备材料以及整个施工工艺流程和技术措施等方面形成了一套完整而可靠的体系。相信随着预应力技术在道路桥梁施工中的应用越来越成熟，一些存在的问题得到更进一步的解决，其应用的前景还会与日俱增，加倍地广阔。

一、 预应力的技术优势

预应力技术在道路桥梁中的应用并非只局限于路桥的结构，而且还被运用到路桥的加固维修、山体边坡等的加强锚固、大型构件提升以及顶推施工等各个方面，由于预应力技术的应用不仅能够节省道路桥梁的施工材料，并减轻其自重、增强其结构的抗渗能力和

抗裂水平、降低其结构主拉应力和竖向剪力、提高其结构刚度，而且同时还具有施工工艺便捷、结构形式简单、设计安全可靠等特点，因此预应力技术在道路桥梁的建设中，尤其是近年来我国大力开发和提高交通设施的建设浪潮中，对于增强道路桥梁的承载能力和使用年限等方面，都有着非比寻常的重要意义。

二、 预应力在道路桥梁施工中的应用

2.1 预应力技术在路桥钢筋混凝土结构中的应用

混凝土裂缝是钢筋混凝土结构中的防不胜防的质量通病，特别是在道路桥梁中的大型钢筋混凝土结构和构件当中，更是极其容易出现裂缝。而在钢筋混凝土结构中运用预应力技术，可以避免结构和构件过早出现裂缝的情况，效果十分明显。具体应用就是在道路桥梁钢筋混凝土结构和构件的加载或者使用之前，给其受拉区的混凝土预先施加压力，即是在其混凝土的受拉区内进行钢筋的张拉，然后通过钢筋自身的回缩力，使得混凝土受拉区预先受到钢筋给其施加的压力。由于当此混凝土结构或构件在受到外荷载施加的拉力时，必须要先抵消受拉区混凝土当中的预压力，然后才能使混凝土受到拉力，这样就非常有效地限制了混凝土的伸长，以此来达到延缓甚至不出现裂缝的目的。

公路桥梁施工预应力的应用及存在的问题

1.我国公路桥梁施工中预应力技术应用及特点

1.1预应力技术在路桥钢筋混凝土结构中应用

混凝土裂缝是常见的质量通病，尤其是在大型公路桥梁施工中极容易出现混凝土裂缝。将预应力技术应用到钢筋混凝土当中，可以避免出现裂缝，而且效果显著。预应力的集中应用是在公路桥梁混凝土的构建和结构使用之前，将受拉区的混凝土施压，在进行混凝土钢筋的张拉后，钢筋通过自身的回缩，让受拉区能预先感受到钢筋施加的压力。

1.2预应力技术在混凝土路面的应用

公路桥梁预应力技术在混凝土路面的应用，其原理大致和钢筋混凝土结构中的应用相似，都是依靠预应力钢筋的配置对路面混凝土进行相关约束，使得路面延缓出现裂缝，甚至不出现裂缝。运用好混凝土路面的预应力技术，前期准备工作必不可少，路面交通荷载力、温度、湿度、摩擦约束等都要进行深入探讨，防止在施工期间出现收缩裂缝。这一技术在目前项目建设中已日趋成熟。

1.3公路桥梁预应力技术特点

（1）对混凝土构件施加预应力可以提高构件的抗裂性。因为施加了预应力后，使得构件在使用荷载下，产生拉应力的混凝土首先要抵消该预应力，使得构件的拉应力减小，从而提高了构件的抗裂性和耐久性。

（2） 改善和提高了结构构件的受力性能。由于预应力的存在，控制了构件裂缝的出现及裂缝开展宽度，提高了构件的刚度，从而减小了受力构件承受荷载后弯曲的程度。

（3）提高构件的抗剪能力，由于纵向预应力钢筋具有锚栓作用，阻碍着构件斜裂缝的出现与开展，又由于预应力混凝土梁的曲线钢筋合力的竖向分力将部分地抵消剪力，因而提高了构件的抗剪能力。

（4）提高构件的抗疲劳强度，有利于结构承受动荷载。

（5）提高构件的受压稳定性。当受压构件长细比很大时，在其受到一定的压力后，便容易被压弯，以致丧失稳定而破坏。如果对钢筋混凝土柱施加预应力，使纵向受力钢筋张拉得很紧，不但预应力钢筋本身不易压弯，而且可以帮助周围的混凝土提高抗压弯能力，从而提高构件的稳定性。

！　３Ｑ　Ｑ：　ＳＣｌＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬ００Ｙ　ＩＮＦＯＲＭＡＴ　ＥＯＮ　工程技术　浅谈公路桥梁施工中预应力的应用及存在问题　黄启隆　（深圳市交运工程有限公司　广东深圳　５１　８００３）　摘要：文章蒂述了．颓应力技术在公路桥梁施工中的应用，分析了预应力技术的优势特点，概述了其在工程应用中的问题，并提出了针对　性的对策。　关键词：道路桥栗　预应力技术　混凝土　中图分类号：ｕ４４５　文献标识码：Ａ　文章编号：１　６７２－３　７９ｌ（２０１０）０７（ｃ）－－００３６－０ｌ　１预应力技术在公路桥梁施工中的应用　１．１预应力技术在受弯构件中的应用　碳纤维具有较高的强度，施工也比较　简单．所以采用粘贴碳纤维片材对钢筋混　凝土受弯构件进行加固的方法得到广泛的　应用，但由于加固前结构已存在初始内力，　混凝土已有初始的压应变和拉应变，当压　区混凝土压应变达到混凝土的极限压应变　时，构件达到极限承载力，从加固到构件达　到极限承载力，混凝土的应变增量决定了　碳纤维片材的最终应力。　１．２预应力技术在加固施工中的应用　道路桥梁加固一般是通过对构件的补　强和结构性能的改善来恢复或提高现有道　路桥梁的承载能力，以延长其使用年限，适　应现代交通运输的要求。其改造的主要技　术途径有：加强薄弱构件增加辅助构件、改　变结构体系、减轻恒载、加固暾台及基础　等，通常加固方法有：桥面补强层加固法、　增大截面与配筋加固法；体外预应力加固　法；粘贴钢板加固法；改变结构受力体系加　固；增加横向联系加固法度；粘贴碳纤维布　加固法等实际上卸载的目的就是为了减小　加固施工时混凝土的初始应变，此时可预　先对构件施加预应力，使受压区产生拉应　力，受拉区产生压应力，减小构件在初弯矩　作用下的拉应变和压应变，以提高构件达　到极限承载力时的应变增量和加固钢筋的　应力，使加固钢筋得到充分发挥。　１．３预应力技术在钢筋混凝土多跨连续梁　的应用　多跨连续梁有正弯矩区和负弯矩区，　一般支座处为负弯矩，跨中为正弯矩，当梁　的抗弯承载力和抗剪承载力不满足要求　时，需要进行加固处理，跨中正弯矩区抗弯　承载力不满足时，可用粘贴碳纤维的方法　进行加固，施工比较容易。主要原因是所加　纵筋锚固的问题不宜解决。有时可通过在　梁下加大截面提高梁的承载力，这不仅增　加了结构的自重，而且还会影响建筑的使　用功能，在有些情况下可能不允许。在一定　范围内，随着轴向压力的增加，其正截面承　载力和斜截面承载力都将会提高。　２预应力施工技术存在问题　２．１波纹管堵塞　堵管是指在混凝土浇筑后波纹管出现　堵塞的现象发生了堵管会导致后期预应力　钢绞线穿束无法通过或张拉预应力时钢绞　线实际伸长值与设计计算值相差很大，给　施工带来不必要的麻烦，即影响了工期，又　耗费了人力。引起堵管的原因分析：首先，　施工单位在施工过程中没有严格按照施工　规范安装波纹管，出现波纹管定位不精确　引起的弯折扭曲、套管接头松动，或者是在　混凝土浇筑施工中，振捣人员在振捣混凝　土时操作失误，造成波纹管局部的破裂，直　接导致混凝土水泥浆渗漏到波纹管中造成　堵管。其次，波纹管自身的质量缺陷引起漏　浆堵管。　２．２预应力超长柬一端张拉工艺的问题　国内现浇大跨度（３～５跨，每跨３０ｍ～５０ｍ）　预应力连续箱梁底板预应力束一般采用一　端张拉的工艺。例如我司承建的东莞市莞　长公路环岛立交桥跨线箱梁桥５跨，第一联　跨６６ｍ，第二联跨８８ｍ，第三联跨１　５０ｍ，如采　用一端张拉的工艺将一束钢绞线拉直需要　０．３Ａｋ～０．４Ａｋ的拉力，而如此长的孔道要　跨越多道箱梁横隔板．其孔道摩阻是多少．　要通过试验才能确定。根据国内外相关规　范规定：跨度≥３０ｍ以上的预应力桥梁，均　要求采用两端对称张拉工艺，才能保证跨　中有效预应力和桥梁在恒载和活载作用下　跨中所需抵抗弯矩的建立：否则会导致跨　中承载力不足，而产生正截面裂缝。根据交　通部专门调查资料，已通车的公路桥梁中，　几乎都出现过由于张拉工艺不适合而产生　大量裂缝的现象。　２．３后张预应力结构张拉力控制的问题　预应力施工作业不够规范，特别是张　拉力控制不严对预应力桥梁质量影响较　大。一般张拉作业采用张拉力和预应力筋　伸长量同时控制，以张拉力为主，以伸长值　校核张拉力。通常张拉力的计量采用１．５级　油压，误差大，有的千斤顶甚至未经计量标　定就张拉，而且张拉人员多数未经专业培　训，如果作业不专心，经常容易出现较大误　差，甚至读错表，发生张拉力忽高忽低的现　象。特别在多束张拉时，由于每束张拉力都　不同，往往对预应力筋的伸长值计算不准　确，弹性模量取值混乱，实际张拉时难以做　到将伸长量按规范规定控制在±６％范围　内，导致张拉力失控。　２．４预应力结构张拉前出现裂隙问题　钢筋砼结构在使用荷载作用下裂隙是　不能避免的，部分预应力的Ｂ类构件也允许　出现有限制的裂隙，而在预制场内的构件，　则应尽量避免出现裂隙。张拉前出现的裂　隙经常是由于干缩和温差造成的。裂缝常　在表面处，宽度较细、分布不均，梁板类构　５６　科技资讯ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ　件多沿短方向分布，有时产生在箍筋位置，　有时从构件顶面延伸到构件侧面，温度裂　缝（１）温度裂缝有表面的、深进的和贯穿的，　走向沿一定规律。梁板式构件裂缝多平行　于短边，深进和贯穿的裂缝一般与短边方　向平行，裂缝沿构件全长分段出现。　２　５预应力钢筋孔道堵塞问题　这种现象主要发生在后张法构件中，　预留孔道塌陷或堵塞使预应力筋不能顺利　穿过，不能保证灌注工程质量，影响张拉效　果。产生的主要原因是抽芯过早，水泥砼尚　未凝固，不具有一定的强度，或抽芯太晚，　橡胶抽拔管可能被拔断。　３预应力技术相关问题解决措施　遇到堵管问题，首先根据预应力筋曲　线坐标，标注漏浆孔道堵塞的位置，在避开　梁的主筋位置，采用冲击钻缓慢进行开孔，　清除波纹管中的水泥浆块，使钢绞线能顺　利穿过波纹管并能够自由伸缩；然后待张　拉完毕后用高一等级微膨胀混凝土封堵孔　洞。可采取以下预防措施：在施工下料前对　波纹管质量仔细检查，对有缺陷的波纹管　及早发现；在浇筑混凝土前检查波纹管的　安装位置，固定好，检查套管接头连接是否　牢固，密闭性是否达到要求，在浇筑混凝土　过程中注意波纹管的保护，避免振捣棒碰　坏波纹管。　为预防表面温度裂缝，应控制构件内　外过大的温差，在夏季施工时优先使用低　水化热水泥。在低温时预制构件应采取保　温措施，不要过早拆除模板。对空心板等薄　壁构件适当延长拆模时间，使之缓慢降温。　预制构件和台座之间应涂刷有效隔离剂以　预防粘接，使构件不受底模热胀冷缩的作　用。在砼浇筑前的施工作业中应注意保护　隔离剂，对于用长线法生产先张构件应及　时放松应力筋，以减少约束作用。　参考文献　ｆ１］盛兴旺，辛学忠．预应力斜交箱形连续　梁非线性分析【Ｊ】．中国铁道科学，２００５，　２６（２）：６４～６８．　［２】杨宗放．现代预应力混凝土施工［Ｍ】．中　国建筑工业出版社，２００２．　【３】公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵　设计规范［Ｓ】．ＪＴＧ　Ｄ６２－－２００４．

２０１３年７月　瞳莉目蒜瞄　交通建设　浅谈预应力在道路桥梁施工中出现的问题及改进措施　邓时万　（重庆市黔江区４０９０００）　摘要：随着近年来我国交通事业的不断发展，在施工过程中还存在这很多问题。预应力混凝土结构凭借其能够充分　利用材料高强性能、减小结构自重、防止混凝土裂缝以及增大桥梁跨度等优点在我国公路桥梁工程中得到了广泛的应用。　预应力混凝土公路桥梁在公路交通运输过程中发挥着重要的作用，在城市建设过程中扮演着重要的角色。本文主要介绍　了公路桥梁施工中的预应力的应用，阐述了在道路桥梁施工中，预应力存在的问题以及改进的措施。　关键词：公路桥梁；预应力混凝土　中图分类号：Ｕ４４５．５７　文献标识码：Ｂ　文章编号：１６７３—００３８（２０１３）１９—０２７３—０２　引言　一直以来，公路桥梁都是我国公路交通的重要组成部分，随　着社会经济的不断发展，公路桥梁在公路交通运输中发挥着更　加重要的作用。随着经济的发展以及城市建设的快速推进，公路　桥梁作为公路交通在空间上的延伸，逐渐成为城市化建设的重　要规划，在城市建设过程中扮演者越来越重要的角色。但是由于　公路桥梁施工的复杂性以及周期性较长，因此，选择合适的施工　技术以及施工手段对于保障交通畅通具有非常重要的作用。　１公路桥梁施工中预应力的应用　对于桥梁预应力混凝土而言，其优点比较明显，具体表现在，　其抗裂性好，刚度大；节省材料，减小自重；提高构件的抗剪能　力；提高受压构件的稳定性；提高构件的耐疲劳性能。预应力混　凝土的这些优点使得预应力混凝土在公路桥梁施工时，能够提　高桥梁整体的强度和刚度，使得桥梁能够承受更大的外部载荷，　保证了交通运输过程中的安全性。本文主要从两方面对预应力　混凝土在公路桥梁的使用进行分析，一方面分析在具体的工程　实际中选择何种截面形式和结构体系的预应力混凝土，另一方　面主要对在施工过程中的问题及处理方法进行分析。　１．１预应力钢绞线的选择　目前国内外使用的预应力钢材主要有预应力钢筋、冷拉预应　力钢丝、矫直回火预应力钢丝、低松弛预应力钡丝、普通预应力　钢绞线和低松弛钢绞线。作为预应力钢材最新一代的低松弛钢　绞线由于其高效、经济、施工方便，使建筑构件轻薄美观的优点，　已大量使用在世界各地最重要的建筑工程上。使用预应力钢绞　线至少可节省钢材１／３以上，其经济效益和社会效益是十分显著　的。　１．２预应力结构混凝土开始张拉的时间问题　为提高预应力混凝土的早期强度，近几年通过掺加早强剂的　方法，一般浇注混凝土３ｄ后就开始张拉预应力，然而由于混凝　土强度增长需要一定的时间，而且强度和弹性模量增长是不同　步的，强度增长快，弹性模量长慢，早期混凝土变形大，过早张拉　预应力会使预应力损失增加，导致桥梁承载力不足，而出现众多　裂缝病害。　１．３预应力张拉的检查　预应力张拉前对混凝土构件进行检查，外观尺寸必须符合质　量要求，张拉前必须进行管道摩阻损失测试试验，张拉时混凝土　的强度应满足设计要求，对于张拉前发生断裂或滑脱的钢韧必　须予以更换。用于预应力钢束张拉的设备必须经过标定，各种材　料均符合有关规范规程的要求，整个张拉端锚固体系采用生产厂　家整体配套产品，不得自行加工。　１．４预应力体系的设计　预应力混凝土桥梁预应力体系的设计通常采用ＯＶＭ和　ＸＹＭ体系。该体系的项板纵向钢束均采用平竖弯曲相结合的空　间曲线，集中锚固在腹板项部承托上，底板钢束则尽可能靠近齿　的被安置在索塔的规定地点后，对临时墩进行调整，同时对索塔　上的支撑缸进行调整，确保钢箱梁被放在要求的位置上。重复这　些步骤，临时墩和索塔的顶推缸的设定压力值要一致。　（３）将上述的步骤进行循环，直至将全部的梁被安置到要求　位置。　４结束语　液压同步项推技术具有众多优点，能适应各种施工环境的要　求。在我国，大部分桥梁为中等跨度的桥，在大型的架梁吊装设　备发展不足的情况下，项推法正好填补了这个空缺。关于此技术　的研究开发为类似领域的桥梁施工和大型构建的平移和建设提　供了方法及关键技术。　参考文献　［１】刘万桢．城市桥梁施工【Ｍ】．中国建筑工业出版社，１９９２，３．　【２】乌建中，徐鸣谦．液压同步提升技术回顾与展望【川＿同济大学学报，１９９７　（２）：２３０～２３３．　［３］罗艳蕾．液压同步回路及同步控制系统实现的方法［Ｊ］．液压与气动，　２００４（４）：６５～６７．　［４】刘康．珠江大桥箱梁顶推法施工工艺ｆＪ］．广东建材，２００６（６）．　收稿日期：２０１３—５—２９　・２７３・