预应力施工技术在道路桥梁施工中的运用

预应力施工技术在道路桥梁施工中的运用

陈康

中煤科工集团武汉设计研究院有限公司（监理分公司） 湖北省武汉市 430064

摘要：道路桥梁工程是交通运输体系的重要组成部分，但其外形特殊，也有特殊的承重需求，施工中对混凝土结构拉力有更高要求。预应力施工技术的出现使道路桥梁施工中改善混凝土结构拉力有了可行方法，其能以提前施加预拉应力的方式提升构件强度，延后混凝土构件裂缝出现时间，提高构件强度与刚度，增强工程整体耐久性。

关键词：预应力；施工技术；道路桥梁；施工运用

1道路桥梁施工中预应力技术的作用

1.1提升承载力

通过预应力技术，在道路桥梁构件中引入预先施加的压力，以产生对混凝土的压缩应力，使混凝土的抗压能力得到充分发挥。这种方法可以有效地抵消道路桥梁在使用过程中所受到的不同类型荷载所产生的应力，使道路桥梁的整体受力更加均衡。预应力技术通过引入内部的压应力，使道路桥梁结构在承载车辆和其他荷载时更为稳固。

1.2加强弯曲部位

道路桥梁在曲线或弯曲部位受到更大的力学压力，预应力技术能够有针对性地加固这些部位。通过在这些区域引入适当的预应力设计，可以有效地增加这些部位的抗压能力，这种方式有助于提高道路桥梁在弯曲部位的抗弯能力，减少由于受力不均匀而产生的破坏或变形。通过预应力技术加固道路桥梁的弯曲部位，使其能更好地承受车辆荷载和外部环境因素的影响，减少因此引起的结构损坏，提高了道路桥梁的整体安全性。

1.3加固施工

在道路桥梁施工过程中，预应力技术也被用于加固结构。通过在道路桥梁构件中施加预先确定的张力或压力，这种技术有助于调整构件的内部应力状态，增强道路桥梁结构的稳定性和强度。预应力技术可以有效地消除或减轻施工过程中可能出现的一些弱点或缺陷，保证道路桥梁的结构安全，这种技术不仅可以应用于新建道路桥梁工程，也可以用于修复和加固现有道路桥梁结构，提高其整体性能和承载能力。

2工程概况

富阳西站特大桥富阳西站站台左右站台梁位于湖杭铁路HHLJXZQ-6标段，工程主桥由两部分组成，其中上部结构为π型站台梁，下部结构为墩台，墩台与铁路桥梁共用。上部结构为现浇预应力混凝土结构，是文章研究的重点。该站有25孔跨度为32.7m、3孔跨度为24.6m的站台梁。到发线墩高5～8.5m，站台梁高墩高1.901m，站台顶面宽8.6～12.0m，站台梁高2.5m，站台梁纵梁宽0.6～1m，端横梁宽1.3m，中横梁宽1.2m。

该工程为市重点项目，标段区域日常人流量大。分析桥梁上部结构承重构件受力情况，发现存在“单板受力较大”现象，有导致挠度变形增大的风险。为了在不中断交通的前提下完成加固，决定采用预应力施工技术。根据加固需要，应在梁板两端底部位置设置锚具，锚具上安装预应力钢丝绳，绳的两端安装挤压锚头，使钢丝绳嵌置在锚槽内，并在梁板底部中间设置≥1个反力支点，该方案能有效提升结构的抗弯性能，且方便后续更换预应力索或再次张拉。

3预应力施工技术在道路桥梁施工中的具体运用

3.1梁板板底处理

处理梁板，清除其表面病害，使之露出新的混凝土结构面。若发现锈蚀钢筋，需进行除锈处理，并在处理后采用具有防腐效果的材料进行修补。裂缝需要重点处理，规格不同，处理手段不同，宽度＜0.15mm的裂缝采用表面封闭处理方式，宽度≥0.15mm的裂缝采用灌浆处理方式。

3.2受弯构件端部处理

在端部位置，沿构件宽度方向增设规格为120cm×48cm×1cm（长×宽×厚）的植筋锚固钢板，确定锚固钢板尺寸后准备螺栓，该项目需要应用φ17mm的螺栓40个。加固中要应用两种长、宽相同但厚度不同的锚具，具体规格为1200mm×50mm×23mm（长×宽×厚）与1200mm×50mm×18mm（长×宽×厚）。在构件端部开凿规格为50mm×8mm×4mm（长×深×宽）的锚槽，间距根据钢丝绳数量确定，确保在锚具纵向上平均分配，最后直接在锚固钢板上焊接锚具。

3.3钢丝绳施工

根据预应力施工需求确定钢丝绳伸长率，并作为下料的依据，1/2桥梁需要应用910根φ3mm的预应力钢丝绳，中板与边板位置分别需要130根φ3mm的预应力钢丝绳。该项目预应力钢丝绳直径相同，但根据伸长量需求差异，应选择两种长度，因此，采用长12.24m、11.74mm的预应力钢丝绳，前者伸长量可以达到70mm，后者伸长量可以达到67mm。锚头选择挤压式，并在锚具端部位置以双层形式布置。

3.4防腐处理

运用预应力施工技术形成的加固系统需要进行有效的防腐处理，除预应力钢丝绳外的部位采用聚合物砂浆进行防腐处理，钢丝绳采用环氧树脂砂浆进行防腐处理，加强对钢丝绳及锚固端的保护。

4预应力技术在道路桥梁工程施工中的质量管理研究

4.1原材料及设备管理

其一，预应力技术中，钢材是一种关键的原材料，通常用于预应力钢筋和锚固系统。因此，质量管理方面应选择高质量、符合标准的钢材供应商，确保材料符合设计要求。同时，对到货的钢材进行严格检验，包括外观、尺寸、化学成分、机械性能等方面，以确保其质量和性能达到要求，并且对不合格材料的处理方式明确，如退货、修复或报废，并进行记录。其二，混凝土材料质量管理应保证混凝土供应商符合相关标准和规范，保证混凝土配合比设计准确。定期采样和试验室测试，以验证混凝土的质量和性能，包括强度、流动性、耐久性等。对不合格混凝土的处理方式进行管理，避免不合格混凝土被用于结构中。其三，设备管理方面，定期检查和维护张拉设备，保持其性能稳定，以准确施加预应力。同时，标识和追踪锚具的使用情况，以确保其合格、可追溯，并未达到寿命终点。其四，还应为施工人员配备适当的个人防护装备，如安全帽、护目镜、耳塞、手套等。同时，提供必要的安全设备，如安全围栏、警示标志、灭火器等，以保障工地的安全。

4.2孔道施工管理

首先，在预应力施工前，必须根据设计要求和规范确定孔道的布置和尺寸。确保孔道的位置、间距和深度符合设计规范，以便在施工过程中预应力钢筋能够正确安装和锚固。同时，制定严格的孔道质量标准，确保孔道的内部表面平整、清洁，并无明显的损伤或腐蚀。任何不符合标准的孔道都需要进行修复或重新打孔。其次，在孔道施工中，采用适当的钻孔设备和工艺，包括钻头的选择、钻孔速度、冷却液的使用以及钻孔深度的控制等。钻孔应该按照设计要求的位置和深度进行，避免偏差和错误。再次，在完成钻孔后，应充分清理孔道，以消除杂物、粉尘和切屑，并对孔道进行内部检查，做到孔道内部没有明显的缺陷，如裂缝或松散的颗粒。

4.3钢绞线施工管理

选择合格的钢绞线供应商，保证钢绞线符合国家或国际的质量标准和规范。例如材料的强度、弹性模量、耐腐蚀性等方面的要求。采购的钢绞线必须具有足够的强度和耐久性，以满足结构的设计寿命要求。在接收钢绞线之前，接收人员应对其进行严格的检验和验收程序，包括外观检查、尺寸测量、材料性能测试等。只有符合规范要求的钢绞线才能被接收并用于施工。在钢绞线的张拉过程中，要注意控制张拉速度、张拉力和张拉机械的性能，避免过度拉伸或不足的问题。一旦钢绞线达到预定的预应力水平，必须立即进行保护，以防止腐蚀和损伤。这通常涉及应用腐蚀保护涂层或材料，并确保保护材料的质量和性能。

5结语

预应力施工技术的合理应用能起到稳定加固道路桥梁混凝土构件的作用，且施工技术方便，加固施工期间对桥梁受力状态无影响，施工安全、效果可靠，因此，在有同样特殊施工需求的工程中，建议选择预应力施工技术。

参考文献

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