浅谈预应力在桥梁施工中常见的问题及解决方案

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。

桥梁预应力混凝土施工常见问题及防治措施

【摘 要】 预应力桥梁施工过程中，常常存在各种各样的质量问题，影响结构使用寿命和营运安全，所以应引起广大从业人员的高度重视。本文分析其原因，提出了防治措施，并就切实抓好每道工序、每个环节的质量控制，减少预应力混凝土桥梁施工中的质量通病等进行了探讨，为类似工程施工提供技术借鉴。

【关键词】 预应力混凝土 质量通病 防治措施

预应力技术在桥梁施工中因其节省材料、自重轻、减少混凝土梁的竖向剪力和主拉应力、结构简单、安全可靠、便于安装等优点，在国内外公路桥梁建设中得到广泛应用。但预应力张拉工艺相对较复杂，要求预应力结构施工的专业性强。而在实际施工中，有的施工队伍经验不够丰富，加之有的设计方案欠考虑，引发桥梁施工过程中预应力损失过大、空心板梁张拉后梁端顶底板中间部位出现纵向裂缝、金属波纹管孔道漏浆、曲线孔道竖向位置偏差、曲线孔道灌浆欠密实、预应力筋改变方向处混凝土开裂等诸多质量缺陷和问题。为减少预应力结构施工中的病害，笔者结合工程实践中的一些体会，进行分析和探讨。

1 预应力损失过大

设计计算预应力混凝土受弯构件张拉控制应力σcon时，除需要根据承受外荷载的情况，估定有效预应力σy外，还需要估算相应的预应力损失σs，即：σy=σcon-σs。预应力损失σs主要包括预应力筋与管道壁间磨擦引起的预应力损失σs1，锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的预应力损失σs2；钢筋与台座间温差引起的预应力损失σs3等。但由于有的施工行为不够规范，致使实际施工情况与原估算应力损失的施工情况不完全相符，导致实际预应力损失大于原估算值。

1.1 原因分析

（1）预应力管道安装控制不严。管道位置偏差过大，或梁体浇筑过程中管道存在漏浆现象，致使σs1过大，超过原估算值。

（2）张拉龄期过早。现今梁的预制多采用早强剂或提高混凝土配置强度，梁体浇筑后4-5天混凝土强度就能达到设计强度的75%以上，有的甚至达到90%以上，而《公路桥涵施工技术规范》对龄期也未作明确要求，结果梁体混凝土浇筑4-5天后即开始张拉。在此龄期内混凝土的收缩和徐变并未完成，随着龄期的增加所引起的预应力损失σs过大，且会导致张拉后梁体反拱度过大。

浅谈桥梁预应力张拉施工技术及常见问题分析

摘要:预应力张拉是预应力混凝土桥梁施工的一道重要工序。结合对工程实践的体会和总结,参考有关技术资料,阐述了桥梁预应力张拉的施工工艺以及钢筋张拉伸长量不足、管道堵塞预应力钢筋无法穿入、张拉拱度或放张拱度偏大或偏小等常见弊病产生的原因及防治措施。

关键词:桥梁;预应力张拉;弊病防治

1 张拉的工艺流程

混凝土养生达到设计要求强度→检测孔道摩擦系数→反馈设计人员进行张拉力调整→安装工作锚环→安装工作锚夹片→安装限位板→安装千斤顶→安装工具锚→安装工具锚夹片→张拉到初始应力→张拉到控制应力→持荷2分钟锚固→卸工具夹片和锚具、卸千斤顶→孔道灌浆→封端混凝土。

2 主要施工方法

2.1 测定孔道摩擦系数

孔道摩擦系数是关系到确定张拉力的重要因素，因此必须要认真进行，需要注意的是，测定孔道摩擦系数也必须进行必要的张拉操作，因此必须在混凝土达到设计图纸要求的强度（主梁90％设计强度）后方可进行。获得摩擦系数后，及时将该数据反馈给设计人员，由设计人员确定最终的张拉力。

2.2 锚具安装

安放锚具时，为保证每一束钢绞线都能穿在锚具对应的相同孔道，可以在安装前将两个锚具对放在一起，把相同孔道进行编号，安装时，可以抽动单束钢绞线，两端的工作人员用对讲机进行联系，将该束钢绞线穿入相同编号的孔道。严禁同一束钢绞线在两端锚具中对应不同的孔道，以免在张拉时发生扭绞、断裂。安装夹片时注意将夹片和锚杯清理干净，不能有泥沙等杂物，以免影响锚具的锚固性能。夹片注意要安装对称，外端平齐。钢绞线外伸部分要保持干净，穿入工作锚时要保证钢束顺直，工作锚必须准确放在锚垫板的定位槽内，并与孔道对中，夹片之间缝隙要均匀，外露长度要一致并用铁管撞严。

！　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．