浅析道桥施工中预应力技术的应用 预应力技术在公路桥梁中施工应用与分析

　　【摘 要】预应力相关问题是公路桥梁施工过程中无法避免的技术问题，虽然预应力具有一系列的使用有点，但是如果操作不当也将导致严重的工程损失。基于此，下文中笔者将结合自己工作经验，对预应力的相关技术问题进行探讨，诸多不足，还望批评指正。
　　【关键词】桥梁；预应力；施工；混凝土；张拉
　　前言
　　预应力技术是公路桥梁施工过程中普遍采用的技术，因其具有的能耗低、安全性高、自重轻等特点，被广泛的应用在各类公路桥梁工程中。但是由于预应力施工尤其是预应力张拉施工的过程比较复杂，所以对操作人员的技术要求比较高。但是实践中，一些工程队伍并不具备预应力施工的专业素质，导致在施工过程中产生一系列质量问题，从而影响了公路桥梁的工程质量。所以，在公路桥梁的施工过程中，有关单位应该加强对预应力施工的设计，选择专业性强和经验风度的施工队伍进行操作，以免在施工过程中由于操作不当导致的各种病害，下文中笔者将从几个方面对该问题进行浅析。
　　1、预应力空心板梁张拉过程出现纵向裂缝的原因
　　（1）先张法
　　导致纵向裂缝产生的原因是多方面的，但是最常见的是由于在采用先张法对预应力空心板进行张拉的过程中，梁板的两端放张后顶底板中部附近无法承受张力而出现的裂缝，一般情况下这种裂缝表现为长度为一厘米到二点五厘米左右。导致这种纵向裂缝产生的原因一般是操作员的放张作业不规范，或者只从梁板的一侧放张导致的。
　　（2）后张法
　　在采用后张法进行施工时，也容易产生类似的纵向裂缝，严重的还会导致梁端底板混凝土压裂破碎，严重的影响工程的施工质量。导致这种现象的原因是多方面的：首先，有可能是因为在预应力施工的设计环节对周围的混凝土张拉时的受力情况的估计不足，其次，有可能是因为在施工过程中张拉动作过快，导致的混凝土受力不均匀；再次，还可能是因为在施工时使用的梁体混凝土的材料质量不合格，从而导致了锚垫板附近的混凝土密实程度不够，受到拉力而产生裂缝。
　　2、工字梁张拉过程梁体侧向扭曲、 梁端底部混凝土破碎的原因
　　（1）粱体产生侧向扭曲的原因
　　根据我国目前工程构件的具体规格来看，工字粱一般情况下腹板厚度在十八公分到三十公分之间，而马蹄宽度大概在四十公分到六十公分之间。马蹄部位的预应力施工一般位于第二排左右，从孔位上看，马蹄部位的施工应该按照每排2孔进行布置，通常导致梁体产生侧向扭曲是因为，在第一孔的张拉过程中，另一侧梁体同时受到拉力作用而导致梁体扭曲。
　　（2）工字梁张拉后发生扭曲以及变形的原因是因为梁体受到预应力的作用发生反拱，而使得梁端底部无法承受其产生的摩擦力发生扭曲、裂缝甚至破碎。
　　3、预应力空心板梁张拉过程出现纵向裂缝的对策
　　（1）先张法施工中克服其存在缺陷的对策
　　上文中我们总结了先张法导致裂缝的原因，由此有关部门可以制定相应的措施来克服其作用缺陷。实践中我们发现，采用均匀放张、整批放张以及千斤顶辅助法可以有效的控制先张法的预应力施工操作。
　　（2）后张法空心梁板在张拉过程中克服存在缺陷的对策
　　笔者总结了后张法的应用原理以及产生缺陷的主要原因，认为在后张法的预应力施工中采取以下措施：①在对梁板两端进行布筋设计时，应该适当的增加钢筋数量以及螺旋筋，以达到将作用力向梁板中央集中的作用，另外，还要根据梁板的实际情况适当增加封锚端的长度。②要严格的控制预应力筋张拉的顺序，如果预应力设计方案中，没有特殊说明，应该按照分次、逐级的方法实现对梁板的张拉。值得注意的是，操作的过程中要严格的控制张拉的速度，不宜过快。③要严格的控制梁板混凝土的浇筑质量，尤其是要保证其振捣均匀，并适当的做好施工前的混凝土构件的质量检验工作，防止运输过程中导致的损坏混凝土构件流入工程。
　　4、工字梁张拉过程梁体侧向扭曲、 梁端底部混凝土破碎的对策
　　（1）梁体产生侧向扭曲的对策
　　上文中我们总结了工字梁产生单侧张扭曲的原因，所以在施工的过程中应该加强对两个孔张拉时的另一侧的梁板位置的控制。具体的做法为：第一次张拉时，逐孔预应力施加至50％的张拉控制应力。张拉顺序第一次为左右侧对角线交叉进行，因马蹄宽度小，位置不够，只能逐孔张拉。第一孔张拉至50％的后拆下千斤顶，移至第二孔张拉，以次类推；第二次张拉时按第一次张拉顺序逐孔张拉到80％；第三次张拉时按前二次张拉顺序逐孔张拉到100％。
　　（2）工字梁(或T梁)胀拉后梁端底部混凝土破碎的对策
　　根据工字梁( 或 T梁) 张拉后梁端底部混凝土破碎的原因分析，应采取如下对策措施：1．在梁体预制的底模端部设置一块长约lm、厚约2—3cm的橡胶板，梁体张拉后，橡胶板受压变形，受压面积增大， 梁端混凝土承受的集中压应力随之减小，梁端底部混凝土完整不破碎；2.梁体预制时在梁端底部设置梁长方向约20cm、竖向约10cm的倒角，有效地增大了张拉后梁端底部的受压面积。
　　5、预应力损失过大的对策
　　首先加强预应力材料检验和各工序的质量控制。严格按照有关规范组织施工，避免因预应力材料不合格或施工行为不规范而造成预应力损失过大。其次，严格控制梁体混凝土龄期。梁体张拉前，除对梁体混凝土强度有要求外，对龄期也应进行控制，避免过早张拉。在设计时就规定龄期须达到10天以上方可张拉，以便减少混凝土收缩和徐变引起的预应力损失和梁体反拱度过大。最后，采用级配良好的石英砂。 先张法施工采用砂箱法放张工艺时，宜采用级配良好的石英砂，预应力施加后砂箱的压缩值不应大于0.5 mm，装砂量为砂箱长度的1／3—2／5。
　　6、预应力施工值得注意的其它问题
　　（1）伸长量的计算
　　理论伸长量和实际伸长量计算时，应考虑千斤顶的预应力筋的工作长度。张拉过程中千斤顶的工具锚锚住预应力筋使其伸长，量测到的伸长量实际包括了千斤顶内工作长度部分的伸长量；一些操作人员对千斤顶内工作长度的伸长量没有正确认识，导致计算的伸长量误差超过+ 6％；相反，若计算理论伸长量时考虑了工作长度的伸长量，而在实际量测伸长量时没有包括工作长度的伸长量，则可能导致伸长量误差超出一6％。
　　（2）张拉记录换算
　　有些施工人员概念不清，张拉施工记录时将油压表读数与张拉力混为一谈。张拉过程中张拉力常用油压表读数代替，没有依据千斤顶与压力表配套校正校验报告给定的相应参数，而进行内插法换算。
　　（3）张拉记录初应力的伸长值推算
　　目前施工中，张拉施工人员对初应力的伸长值计算大致有四种方法：①直接量测法，初应力的伸长量为凭经验感觉预应力筋刚好拉紧后到张拉至初应力σ0时量测到的预应力筋的伸长量；②直接计算法，初应力σ0的伸长量为（σ0／σcon) ×△L(△L为理论计算伸长量)；③间接计算法，张拉过程量测初应力σ0至张拉到张拉控制应力σcon的伸长量△L，初应力σ0的伸长量取值为[σ0／(σcon一σo )] ×△L（mm）；④采用相邻级的伸长值，例如初应力σ0为 10％σcon时，其伸长值采用由10％张拉到20％的伸长值。第一种方法显然错误，不应采用。第二、三种方法不够规范准确，不能完全反映张拉至初应力σ0的实际工况，不宜采用。第四种方法，比较科学、准确、合理、规范，值得推广应用。
　　7、结 语
　　综上所述，在现在社会的发展飞速趋势中，预应力技术能在公路桥梁建设中得到广泛应用。预应力混凝土桥梁预制安装施工质量直接影响桥梁质量、使用寿命和营运安全，务必引起广大从业人员的高度重视，切实抓好每道工序、每个环节的质量控制，确保桥梁梁板预制安装工程的质量，上文中笔者根据自己的工作经验，对该问题进行了浅析，诸多不足，还望批评指正。
　　参考文献
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　　[2]孙锐,张维平,刘浩,夏宪友.预应力桥梁波纹管注浆质量检测方法探讨[J]. 科技传播. 2011(03)