关于路桥施工中预应力技术的应用研究

关于路桥施工中预应力技术的应用研究

近年来，我国的路桥工程发展比较迅速，预应力技术作为混凝土施工中比较适合大跨度和复杂结构施工的混凝土技术，近年来比较广泛的在路桥施工中被应用。但是往往在实际的施工应用中，混凝土预应力技术还存在着很多的质量问题和质量缺陷，给预应力混凝土发展蒙上了一层阴影。下面笔者将对路桥施工中预应力混凝土施工技术的应用常见缺陷进行分析和探讨，并且介绍一些解决对策，希望能够给广大施工人员带来一定的帮助。

标签 路桥工程；施工；预应力技术；质量缺陷

前言

近年来，我国的经济和科技发展速度较快，所以社会对基础设施建设也提出了越来越多的要求。路桥工程作为基础设施建设的重要组成部分，在施工过程中，如何做到保证施工质量和工程寿命的前提下，有效提升路桥工程的功能性是当前极为重要的问题。在实际工程中，例如桥梁工程，相比于传统方法施工，预应力混凝土技术桥梁结构能够提供比较大的净空，让立交桥梁具有更低的距离，保证其功能性。但是在实际施工应用中，桥梁利用预应力技术并不是完全成熟，还存在着比较大的质量缺陷，下面笔者将对这类质量缺陷进行列举和原因分析。

1、预应力张拉施工过程中的质量缺陷及原因分析

预应力张拉方式分为先张法和后张法，在实际施工过程中质量缺陷及其产生原因也不尽相同。

1.1 先张法

先张法是为了提高钢筋混凝土构件的抗裂性能以及避免钢筋混凝土构件过早出现裂缝，而在混凝土构件预制过程中对其预先施加应力以提高构件性能的一种方法。先张法是在浇筑混凝土前张拉预应力筋，并将张拉的预应力筋临时锚固在台座或钢模上，然后浇筑混凝土，待混凝土强度达到不低于混凝土设计强度值的75%，保证预应力筋与混凝土有足够的粘结时，放松预应力筋，借助于混凝土与预应力筋的粘结，对混凝土施加预应力的施工工艺。先张法一般仅适用于生产中小型构件，在固定的预制厂生产。

先张法施工过程中的空心梁板在梁的两端放张之后会在底板中部出现由两端向跨中发展的长度裂缝（一般长度在10-15m左右，并且一般为纵向裂缝），这类裂缝产生之后会对混凝土造成比较大的影响，让混凝土内部的箍筋、预应力钢筋等收到空气的侵蚀造成结构强度下降。经过笔者研究发现，产生纵向裂缝的原因就是因为在采取先张法施工过程中放张作业不够规范导致的，在实际工程放张过程中单向放张、乙炔氧气切割放张、交错放张、非对称放张等现象比较明显，这样就会导致梁本身收到单向力，进而产生梁体纵向裂缝。

1.2 后张法

后张法，指的是先浇筑水泥混凝土，待达到设计强度的75%以上后再张拉预应力钢材以形成预应力混凝土构件的施工方法。先制作构件（浇筑混凝土），并在构件体内按预应力筋的位置留出相应的孔道，待构件的混凝土强度达到规定的强度（一般不低于设计强度标准值的75%）后，在预留孔道中穿入预应力筋进行张拉，并利用锚具把张拉后的预应力筋锚固在构件的端部，依靠构件端部的锚具将预应力筋的预张拉力传给混凝土，使其产生预压应力；最后在孔道中灌入水泥浆，使预应力筋与混凝土构件形成整体。后张法出现缺陷主要是因为空心梁板在进行张拉过程中也会出现比较大的纵向裂缝，甚至严重者会发生底板混凝土受压破碎的现象。基本缺陷原因应该是在梁的设计过程中上部局部应力集中现象重视程度不够；张拉过程中，拉力施加速度过快；混凝土质量存在缺陷；在混凝土强度没有达到标准时就进行张拉；混凝土振捣工作不达标等等。

2、工字梁张拉过程中质量缺陷及原因分析

2.1 梁体扭曲

大多数工字梁腹板厚度在2m以内，马蹄宽度0.4-0.6m之间，马蹄部位的预应力钢筋布置上一般采用上下两排布置的方法，并且每排有两个张拉孔，在进行张拉过程中，单向孔张拉必然会导致另外一侧受压，进而形成梁体的扭曲现象。另外，工字梁的长细比比较大、腹板厚度较薄、侧向自由度和自由面大等都是比较容易造成工字梁扭曲的现象。

2.2 梁端底部混凝土压碎

工字梁或T型梁张拉开始之后，因为梁体受力原因，就会造成梁体产生反拱，进而就会因为反拱与模板之间出现摩擦力，另外，梁体由于混凝土自重也会产生比较大的底板压力。在上述三种力的综合作用下就会导致梁的底部混凝土出现压碎现象。

3、预应力损失过大的原因分析

3.1 预应力管道安装质量问题

预应力管道的安装如果出现比较大的位移或者出现管道漏浆现象，就会导致预应力会损失会超过基本估算值。

3.2 张拉龄期过早

部分施工企业为了保证施工工期，就采取在混凝土中掺加一定数量的早强剂来提升混凝土的早期强度。在预应力混凝土施工过程中，因为混凝土早期强度达到时间较早就进行张拉工作，但是这种情况也会造成比较大的质量缺陷，通常情

况下，混凝土浇筑40-50天就开始张拉，所以混凝土因为其强度并没有完全成型导致张拉缺陷的产生，很容易形成梁体反拱过大现象。

3.3 砂的级配问题

当前我国大多数路桥预应力混凝土技术都采用先张法，所以在进行砂的级配过程中要严格把握材料标准，保证其级配合理性能夠比较好的满足桥梁预应力施工要求。

4、预应力张拉过程中一些手段与对策

因为在预应力施工过程中由于先张法和后张法的本质区别，所以针对不同张拉方式中产生质量缺陷的对策手段也不尽相同。

4.1 先张法

在先张法进行预应力混凝土施工过程中，要保证张力的施加速度要均匀缓慢，通过多根数、多批次整体放张法来保证张拉的准确性。笔者通过对张拉现场的分析发现，采用砂箱法和千斤顶法来进行放张能够比较有效的保证张拉速度的均匀，同时也能够比较合适的保证张拉过程中不产生扭转和开裂问题，保证梁体的质量。在放张过程中要严谨使用切割放张的方式。

4.2 后张法

后张法中存在的质量缺陷比较多，通过笔者的调查分析发现，确保合理的、规范的放张步骤是有效的提升混凝土预应力施工质量的手段。在梁的两端布设钢筋过程中应该对梁体进行预应力张拉过程中的应力集中现象进行充分的分析和计算，通过梁体内部增加横向分布的钢筋和箍筋数量来保证张拉过程中混凝土的结构不产生过大的应力集中破坏现象。预应力施加和张拉过程中应该严格保证张拉顺序，通过对梁体的分析，按照规范标准和设计图纸规定来进行自下而上的张拉顺序，最好在两管内同时进行张拉，保证梁体的稳定和减少梁体的应力集中现象。在工字梁和T型梁中这类问题比较明显，所以要严格按照设计方案来确定张拉顺序。

5、总结

由于预应力混凝土施工技术具有其特殊的优点，近年来在路桥施工过程中越来越多的被采用，同时路桥事业发展也严重依赖于预应力混凝土张拉技术的应用现状和发展现状。本文通过对预应力混凝土梁张拉过程中存在的一些质量问题进行分析和介绍，并且结合相关规范对一些解决手段和对策进行介绍。希望通过本文的介绍能够对我国的路桥施工人员带来一定的借鉴，也希望本文能够为我国的路桥施工进步做一份贡献。同时笔者也恳请各位读者能够对本文论述不当之处给予批评和指正！

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