高速铁路桥梁预应力混凝土施工技术要点分析探讨

高速铁路桥梁预应力混凝土施工技术要点分析探讨

郭丹丹

中铁十七局集团第三工程有限公司河北石家庄050027

摘要：在高速铁路桥梁施工过程中，预应力混凝土施工技术优于混凝土、非预应力钢筋混凝土以及钢结构等形式，且具有较高的经济性，应用也更为广泛，适用于大跨度桥梁的建设，能够很高的保证桥梁的稳固性。预应力混凝土对混凝土构件受拉区施加预压应力，提高其抗拉能力的同时，对减轻结构自重、降低钢筋使用量、提高桥梁强度和增跨，以及延缓混凝土裂缝的产生等具有很好的效果。

关键词：高速铁路桥梁施工；预应力技术；混凝土施工；技术要点

桥梁作为连通地域经济、文化、物资等流通的重要交通枢纽，对我国经济发展有着重要意义。尤其是高速铁路桥梁的建设，极大的促进了交通事业的发展。高速铁路桥梁在高速铁路建设中占据重要的地位，但是由于高速铁路桥梁跨度较大，建设质量要求高，而预应力混凝土技术的应用可以有效提高桥梁的抗拉、抗剪切的能力，使得高速铁路桥梁获得良好的动力特性。预应力混凝土还具有良好的经济性，能有效的节约材料支出，降低工程成本。同时在运行过程中，能降低和减轻行车噪声的产生，带来更为舒适的行车体验。预应力混凝土虽然能有效提高高速铁路桥梁的使用寿命和运行质量，但是也对桥梁建设质量提出更高的要求，使得施工难度加大。桥梁预应力混凝土结构极为复杂，且在施工过程中需要由各种机械设备辅助进行施工，导致施工成本增高，因此，在实际应用中，预应力混凝土多应用于大中型桥梁的建设。

一、高速铁路桥梁预应力混凝土施工技术

（一）先张法施工技术

预应力混凝土施工的先张法施工技术是指在桥梁施工中浇筑混凝土前，先将需要由锚具固定在台座的两端上的由钢丝或钢筋组成的预应力筋拉伸达到规定的应力，然后再配合安装相应的零件和构件，再按照科学合理的比例进行滚凝土浇筑。当混凝土凝固至能达到桥梁设计要求的强度时，放松固定的预应力筋，让预应力筋中原有的拉伸张力传到混凝土里面，达到施加预应力的效果。预应力筋的张拉可以根据桥梁的宽度、承重设计等的要求去选择单根或者多根同时拉张来达到相应的效果，先张法预应力施工技术工序相对较少，操作工艺也较简单，能在一定程度上提高施工效率和保证施工质量，适合用于预先制作桥梁的中小型构件。

（二）后张法施工技术

预应力混凝土施工的后张法施工技术是指在桥梁施工过程中先进行混凝土浇筑工序，在构件内部事先预留预应力钢材所能放置的孔道，等待混凝土达到设计所要求的的强度时，再将钢材钢筋穿过预留的孔道内并对其进行张拉，并使用锚具将其固定于构件的两端，使得预应力通过钢筋传导至混凝土，使其产生预应力，最后，在放置预应力钢材的孔道内灌注水泥混凝土，使预应力筋与混凝土完全合为一体。此施工技术对于混凝土中预留孔道的要求较高，施工工艺要求更高。

二、高速铁路桥梁预应力混凝土施工技术要点分析

（一）预应力管道安装问题

预应力管道安装是预应力混凝土施工过程中的关键环节，安装质量和精度直接关系到预应力混凝土的施工质量，如果管道安装不到位，将直接导致预应力混凝土受力结构与设计产生严重偏差，进而影响桥梁施工质量。预应力管道定位可以有效的避免混凝土管道出现泄漏、浮选等问题。波纹管可以将预应力混凝土施工中不同形状的预应力束张力转变为阻力，以此增加预应力梁的过道数量，但在波纹管的安装过程中极易出现因安装问题导致的波纹管结构改变，使得波纹管受力不均出现轴向移动或者弯曲，严重影响波纹管的使用寿命。

（二）预应力钢筋的布设问题

因预应力混凝土桥梁在各个部位的弯矩变化较大，需重点考虑弯矩对桥梁产生的影响，进而确定预应力钢筋抵消弯矩的作用。在桥梁的中部与底座之间，弯矩会有正负交替出现的情况发生，弯矩对桥梁结构易产生破坏影响，因此合理布设预应力钢筋有助于消除弯矩的不良影响，增加桥梁结构的持久性。在桥梁支柱处预应力钢筋产生大幅度变化，易使钢筋产生变形，为避免钢筋承受弯矩而发生明显变形，进而导致桥梁出现裂缝，应在经济条件允许的情况下使用质量较好的如多段式结构布置预应力钢筋。在布设预应力钢筋时要考虑弯矩的影响及应力的分布，看清设计中所示的钢筋的位置和先后顺序。在施工时使用对称张拉的方法，设置合理的保护层厚度，尽量提高预应力钢筋强度，增大钢筋预应力，合理布设。

（三）预应力混凝土张拉预制底座及张拉时间问题

预应力混凝土底座具有持久性强、坚固性好的特征，为实现这一特征，需在施工时控制底座的使用强度，在实际情况下，一般将底座张拉成具有一定弧度的抛物线形式，可增加预应力混凝土张拉预制底座的耐久性，提高使用质量。混凝土的张拉强度在浇筑时要通过各种方法得到保证，同时张拉时间也要严格控制，如果张拉时间过短可能会产生张拉强度不足进而影响整个桥梁的质量，如果张拉时间过长，就会产生混凝土变形甚至会产生裂缝。因此，预应力混凝土张拉预制底座及张拉时间在施工时应严格控制。

（四）锚具的选择

预应力锚具的选择由具体工程确定，因为在施工过程中不同锚具的使用直接关系到预应力测量的精准度。锚具在使用过程中，需要通过锚具摩擦系数对施工的影响以及使用的便捷程度等方式来确定锚具性能。然后依据具体的施工内容、张拉钢筋的种类、先张法或后张法施工的特点、有黏结力混凝土和无黏结力混凝土工艺的要求来区别和选择相应的锚具。

三、高速铁路桥梁预应力混凝土施工质量控制措施

（一）提高预应力混凝土质量

混凝土施工质量好坏对预应力构件的使用效果也至关重要。首先需要减少模板支架几何尺寸的偏差，按照图纸尺寸精确制造，同时需要着重注意模板连接处的稳定性。模板焊接完成后需要对焊接部位进行清理打磨，减少焊接凸起导致的模板尺寸发生改变。按照设计图纸认真检查钢筋的主要设计控制指标，做好预留孔道的预留，将各部分误差控制在设计允许范围内。其次，在混凝土制作过程中，应该控制好外加剂、砂率、水和混凝土胶凝材料的比例，按照设计的要求进行混凝土的调配、浇筑、振捣和养护。

（二）做好预应力混凝土张拉质量的控制

在高速铁路桥梁预应力混凝土施工过程中，预应力张拉极易受到周边环境的影响，导致实际张拉质量与设计存在一定的偏差，因此，在实际参数测量完成后需要及时对设计方案进行调整，以保证张拉的效果和质量，在对张拉力进行实际测定调整的过程中，还要及时对伸长值进行调整，并将偏差值控制在6%左右，可以最大限度的保证预应力混凝土的张拉质量符合设计要求和工程要求。

（三）做好预应力混凝土张拉裂缝的控制

钢筋混凝土结构在张拉过程中，在荷载的作用下受到自身温差和干缩影响形成裂缝，导致预应力混凝土无法发挥其应有的抗裂效果。因此，在预制场内制作的构件在张拉前尽量避免裂缝的产生，可以采用低水化热水泥、保温保湿养护、延长拆模时间等措施控制张拉前裂缝的产生，同时还要防止预制构件与台座黏结，减弱热胀冷缩影响，进一步提高桥梁预应力混凝土质量。

结束语

综上所述，随着交通运输行业的快速发展以及交通网络的不断完善，桥梁建设也会越来越多，对桥梁建设技术以及工程质量的要求也在不断提升。预应力混凝土施工技术因其独有的结构特性，在桥梁建设中发挥着重要的作用，为了更好的保障桥梁的稳定性和运行安全，加强预应力混凝土施工技术的研究，提高桥梁施工质量，是当前技术人员和施工人员需要考虑和重视的问题，同时也是确保桥梁建设质量的重要保障。

参考文献

[1]徐威.高速铁路桥梁预应力混凝土施工工艺探析[J].四川水泥，2017（8）

[2]吉世林.高速铁路施工中预应力混凝土连续梁质量控制探微[J].中国科技投资，2017（7）