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浅析公路桥梁施工中预应力技术研究

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苏有运

摘要：预应力技术是现阶段公路桥梁施工中应用最为广泛的技术之一，基于预应力技术下的混凝土施工也成为了公路桥梁建设中主要的混凝土施工方式。本篇文章以××水利工程为例，从设计、施工两方面对预应力技术在公路桥梁混凝土施工中的具体应用进行分析，并对施工过程中的注意事项及相关操作控制进行介绍。

关键词：预应力技术；桥梁施工；设计；应用

前言：

经济发展带动了我国公路桥梁建设事业的进步，近年来公路桥梁施工建设在全国范围内普遍兴起，预应力技术作为道桥建设的基础技术之一也在这一过程中得到广泛应用，因此对于预应力技术在道桥施工中的具体应用进行探讨具有现实意义，本篇文章主要以××市××水利工程的具体施工为例，分析预应力技术在道桥建设中的具体应用。

1.预应力技术在桥梁混凝土施工中的应用设计

1.1张拉控制应力

钢筋应力值是指张拉千斤顶在钢筋还没有被锚固以前的总拉力值与这条钢筋的横截面积相除所得到的商，即张拉控制应力бcon。通常，在保证桥梁抗裂性能不变的前提之下，бcon越大则使用的钢筋数量越少，但是预应力钢筋中，бcon值也不能太高，否则容易导致钢丝束断丝、钢筋松弛应力变大或混凝土脆裂等情况发生，因此需要控制好预应力混凝土中钢筋的бcon值。这一过程中除了需要考虑钢筋混凝土的承重力之外，还应考虑钢筋的品质。该桥梁工程在施工过程中，将钢丝、钢绞线和精轧螺纹钢筋的бcon值分别控制在了0.75fpk0.9fpk之内，经实践证明切实可行的。

1.2变形计算

预应力作用或荷载作用之下产生的变形是混凝土构件变形的主要方式，其中前者作用下的叫做反拱度，后者作用下的叫做挠度。这两种变形通常情况下方向对立可相互抵消，但是为保证桥梁建筑精良通常情况下会对混凝土构件的变形进行计算，该桥梁工程在施工过程中使用两个公式对预应力所导致的变形进行计算，其中对反拱度进行计算的公式如下：

对挠度进行近似计算的公式如下：

1.3裂缝计算

预应力混凝土在正常荷载作用下，是允许部分构件出现裂缝的，通常这些构件为B类。该工程在施工过程中使用了大量预应力混凝土浇筑B类构件构件，因此为了确保构件的裂缝宽度在限制范围内，该工程对构件的裂缝进行了计算。

目前，世界范围内主要有两种控制砼结构裂缝的办法，其中该工程所使用的是直接计算法，通过这种计算方式直接求的砼结构的裂缝宽度，另一种则是使用拉应力来对裂缝的宽度进行约束，通常这一拉应力为名义上所规定的。

根据《公路桥规》中对B类砼构件的相关要求，该桥梁工程使用了如下公式对预应力混凝土裂缝宽度进行计算：

2.预应力技术在桥梁混凝土施工中的具体操作

2.1设备与材料的选用

该工程在预应力混凝土施工过程中对机械设备和材料的选取主要以《公路桥涵施工技术规范》、《预应力混凝土用钢绞线》等相关规定及件为参照标准的。在材料验收过程中，该工程施工方始终本着质量至上的原则，对预应力混凝土施工所使用的原材料和机具进行严格筛选，从而在根本上为桥梁的施工质量及施工安全把关。

2.2下料与制作

通常情况下，预应力筋的长度需要依据构件及其相关材料的长度来进行确定，同时还要考虑钢筋的外露情况。该工程根据《公路桥涵施工技术规范》中对预应力筋的相關规定，依据以下公式对筋的长度进行计算：

两端张拉：

一端张拉：

其中，l、 l1、l2、l3的单位均为cm，分别表示孔道长度、工作锚厚、千斤顶长度和工具锚厚。当材料长度计算完成之后，需采用砂轮切割机依据计算长度对预应力筋进行切割。根据相关施工规定，切割误差不得≧30mm，对于切割好的预应力筋需对其预应力束编号等相关资料进行标注。

2.3编束与穿管。

预应力筋在进行穿管之前需要先根据锚板排列情况对钢筋进行编束。为避免缠绕，应将每一根预应力筋扎牢固，注意这一过程中要保持预应力筋的一端始终是齐平状态。在进行穿管时，为方便施工可以根据筋长截取一段波纹管，再选择大直接波纹管连接该管的接头，长度最好为该管内径的6倍左右。在进行连接时要注意保持角度不变同时防止水浆渗入，在穿管结束之后同样要对其进行编号和标注。

2.4预应力筋安装

安装预应力筋同进行混凝土浇筑的顺序相同，都是由下至上进行操作。在安装预应力筋时，需要先根据设计规范对非预应力钢筋进行处理，安装时务必保证波纹管不会移位，同时将定位钢筋连接到整体结构的骨架上进行焊接，尽量避免

预应力筋在安装时多次弯曲，以保证预应力筋以最优的状态安装到使用的地方。

相关规定中对预应力筋在安装过程中出现的偏差进行了详细要求，桥梁工程中不同施工处有着不同的安装容许偏差，例如：在梁高方向，容许偏差不得超过10mm，在梁长方向上则不得超过30mm。

2.5混凝土浇筑

该桥梁工程为箱梁结构，根据其相关特点，施工人员选择了底板—腹板—顶板的浇筑顺序。在混凝土的配制比方面也都经过多次计算和测试，以保证配制出来的混凝土最符合该工程的设计规范和现场施工要求。在实际操作时，除较大结构部位以外，混凝土浇筑通常为一次性成型，有需要的地方要合理设置施工缝。此外，认真做好振捣工作，真正把预应力混凝土的施工质量落到实处。

2.6张拉预应力筋

当砼的抗压强度在规定范围内的95%左右时，便可以开始张拉预应力钢筋。在张拉过程中，部分应力控制如下：

3.预应力混凝土的应用注意事项s

3.1筋管安装

桥梁结构中，预应力筋按照设计要求合理施工且科学安装波纹管是保证预应力构件整体质量的关键一环，因此在桥梁建设过程中一定要对它们的施工进行严格控制。在安装波纹管时，除了要按照前文中提到的操作工艺进行施工之外，还要确保波纹管不会受灌浆的影响而出现堵塞、渗漏或变形。施工前施工单位应先严格筛选波纹管，质量存在问题或者外部有坏损切无法修复的不能投入使用，如果波纹管出现可以修复且不会对工程质量造成影响的问题需在处理完成之后方能投入使用，如：毛刺、折角等。下管前，需准确定位下管位置，同时做到下管精确，避免波纹管出现松动，在进行混凝土振捣时也要避免触碰波纹管，保证筋、管安装的稳固。

3.2张拉时间

混凝土强度几乎是所有工程项目施工过程中最为关注的，桥梁建设工作中也是如此。添加早强剂是现阶段我国在桥梁施工中主要采用的增强预应力混凝土强度的办法之一，这里所说的强度指混凝土刚刚浇筑初期的强度。实际施工中，由于砼结构强度增加较为缓慢且同自身的弹性模量不统一，导致混凝土很容易在浇筑初期出现问题，因此在进行预应力筋张拉时一定要注意时间的把握，避免张拉过早，导致桥梁因为混凝土裂缝等问题而出现承载力低的情况，同时避免张拉过晚而又无法达到要求效果。

3.3钢绞线问题

前文中曾提到，在铺设钢绞线时，要保证钢绞线平直不缠绕，避免影响后续施工，除此在外还应该保证钢绞线的使用数量及摆放位置正确。钢绞线使用数量过少必然会影响施工质量，过多同样也会给施工带来困扰，因此注意要按照设计要求进行规范操作。此外，在位置摆放方面，要确保钢绞线和锚板成90度角固定，然后再进行承压板安装，避免以后的施工工序造成构件的移位。

4.预应力技术下的操作控制

4.1效应分析

预应力技术应用于橋梁建设中所产生的效应通常情况下是由技术人员来进行分析的，他们主要参看其它工程或凭借个人经验来起草钢束分布图。因此在技术应用中需要对桥梁框架各处的预应力进行检查，特别是各个结构的横面区域。当发现预应力不符合桥梁整体承载力时，一定要及时调整钢束分布并在此基础之上重新进行检验，只有这样反复的调整与确认才能保证图样设计的准确，保证效应分析的科学。此外，其它涉及到预应力的桥梁建筑设计也需要收到技术人员的重视，如预应力锚具设计等。

4.1材料选取

使用性能优良的预应力钢材是防止波纹管出现裂缝的关键，同时对解决波纹管堵塞问题也有很大帮助。现今，预应力钢筋是我国主要使用的桥梁建设钢材，

除此之外还包括低松弛钢绞线等。这些材料的组成成分不同，性能也各有差异，因此在实际施工中需根据具体情况进行材料的选取，以保证预应力钢材符合设计要求。

小结：

综上所述，预应力技术在道桥建设中的应用意义重大，无论是在保证工期方面还是提高道桥建设质量方面都有着无可替代的作用。在进行具体应用时，无论是理论设计方面还是在实际施工操作中，最重要的是确保技术应用符合道桥建设的规范要求，避免施工中产生质量问题。此外，针对技术本身，我们也应该加大力度去研究，尽量解决技术应用中存在的不足，从而促进预应力技术在道桥建设中更好的使用。

参考文献：

[1]江凤梅.在公路桥梁施工中预应力技术的应用分析[J].才智.2011（04）

[2]徐晋英.预应力技术在公路桥梁施工中的应用研究[J].山西建筑.2012（07）

[3]王巍.关于桥梁工程后张预应力施工技术的思考[J].科技创新与应用.2012（05）

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