广西路桥工程集团有限公司南宁
摘要：随着国家经济的快速发展，国家的基础建设工程发展的速度越来越快，高速公路方面的发展尤为迅速。为了保证道路的连续性，路线在通过江河湖泊、山谷深沟以及其他线路（公路或铁路）等障碍时，就需要采用桥梁。大部分桥梁结构都采用钢筋混凝土结构，为了缓解混凝土先天上对抗拉力不足，很有必要采用预应力结构。预应力混凝土利用钢索（通常是高抗张力钢索或者是杆件）来提供两端的压力去抵抗和抵消由弯距产生在混凝土部份拉力。预应力混凝土结构的特点：由于采用了高强度钢材和高强度混凝土，预应力混凝土构件具有抗裂能力强、刚度大、强度高和抗疲劳性能好的特点，对节约钢材、减小结构截面尺寸、降低结构自重、防止开裂和减少挠度都十分有效。所以预应力技术在桥梁工程中已经得到了广泛的应用，绝大部分大跨度的桥梁都使用了预应力技术。然而，在施工进行的过程中仍存在一些问题，如预应力管道定位不准确、预应力束张拉时张拉力控制不精确等。本文尝试对施工过程中存在的这些问题进行探索，寻求更好的解决办法，指导现场的施工。
引言
从20世纪50年代第一座突破百米跨度的莱茵河沃尔姆斯桥的建成到20世纪末，预应力混凝土梁式桥的跨度已超过了300m。预应力混凝土虽然只有几十年的历史，然而人们在桥梁施工中对预应力的应用却越来越广泛。当前全世界的桥梁中，不仅有70％以上都采用了预应力混凝土结构，而且预应力技术在悬臂节段拼装施工中的应用完全改变了过去传统的有支架现浇施工方法，创造了许多新的施工方法，大大提高了桥梁施工的工厂化和机械化程度，同时也促进了材料（钢和混凝土）技术的不断进步，使工程质量和耐久性得到了更有力的保证。预应力混凝土和普通混凝土相比，提高了桥梁结构的抗裂性能，提高构件的刚度，充分发挥出钢筋的抗拉性能，减轻了结构的截面尺寸和自重，能够建造更大跨度的桥梁。由此可看出，预应力技术在混凝土施工方面有很大的技术优势，利用好这项技术大大提高了桥梁施工的技术水平，同时也促进了材料（钢和混凝土）技术的不断进步，使工程质量和耐久性得到了更有力的保证。
一、预应力技术的主要原理
预应力混凝土的工作原理是：采用预应力混凝土结构，在结构构件受外力荷载作用前，先人为地对它施加压力，由此产生的预应力状态用以减小或抵消外荷载所引起的拉应力，即借助于混凝土较高的抗压强度来弥补其抗拉强度的不足，达到推迟受拉区混凝土开裂的目的。这样就可以避免普通钢筋混凝土结构的裂缝过早出现，从而充分利用材料的高强度。在结构构件受外荷载作用前预先对由外荷载引起的混凝土受拉区施加压力以此产生的预压应力来减小或抵消外荷载所引起的混凝土拉应力，从而使结构构件在使用过程中的拉应力不大，甚至处于受压状态。预应力混凝土是借助混凝土较高的抗压能力来弥补其抗拉能力的不足。
二、预应力后张法技术在桥梁工程中的应用
2.1预应力后张法原理
后张法：指的是先浇筑混凝土，待达到设计强度的75%以上后再张拉预应力筋以形成预应力混凝土构件的施工。先制作构件，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；最后在孔道中压入水泥浆，使预应力筋与混凝土构件形成整体.
2.2预应力材料的进场检验
在桥梁后张法预应力技术中，最常用的预应力筋为钢绞线。在工程中，预应力筋和锚具的质量关系到预应力结构施工时的安全和结构的质量。预应力材料进场时应对其质量证明文件、包装、标志和规格进行检验。检验每批重量不得大于60吨，从每批钢丝中先抽取5%，且不少于5盘，进行形状、尺寸和表面质量检查。如果不合格，应将该批钢丝全数检查。从检查合格的钢丝中抽查5%，且不少于3盘，在每盘钢丝的两端取样进行抗拉强度、弯曲和伸长率试验。合格才能用于工程实体中。对进场的锚具和夹片，先进行外观检查，合格后从每批中抽取5%，且不少于5套锚具。对有硬度要求的夹片进行硬度试验。
2.3预应力管道的敷设及安装预应力束
管道敷设主要的施工工艺：测量放样—焊定位钢筋—预应力管道安装—管道加固—钢绞线穿束。
（1）预应力管道应采用符合设计要求的波纹管，在使用前进行检查，合格方可使用。
（2）管道定位。先对管道位置按照设计规定位置进行放样并焊定位钢筋，定位钢筋焊接在架立筋上。在直线段按照一米一个，在曲线段进行加密，50cm一道。如果预应力管道与普通钢筋右冲突时，遵循“预应力优先”的原则。在定位完之后就对波纹管进行安装，完成之后使用U型钢筋进行固定。
（3）按照设计图纸以及所使用到的张拉机具对预应力束长度进行计算。下料长度L=两锚头间的设计长度+2（千斤顶长度+锚具厚度+锚具后预留长度）。根据计算长度进行下料，使用砂轮机进行切割，不允许使用氧割或电焊切割。然后进行预应力束编束，使钢绞线平顺不打结，使用铁丝进行捆扎，做好编号，并将编好束的钢绞线穿入对应管道中。
2.4预应力筋张拉
（1）张拉设备到的选型。根据张拉力的大小选择合适的千斤顶，在使用之前对千斤顶和配套的油表进行标定校核。千斤顶的张拉力是通过油表的读数值获得。在施工中对用在预应力施工中的千斤顶、油表、油泵等设备均要定期的维护和校验，保证准确。
（2）预应力的施加。对预应力筋施加预应力之前，应对构件进行检验，外观和尺寸应符合质量标准要求。施拉时，构件的混凝土强度应符合设计要求，设计未规定时，不应低于设计强度等级值的75%。预应力施工是以张拉力和钢绞线伸长量来进行“双控”，并且以张拉力为主控指标，伸长量为辅。张拉程序为：初始张拉10%σcon，并量测伸长量——50%σcon，并量测伸长量——100%σcon，并量测伸长量——103%控张应力（持荷2min）。以应力控制时，应以伸长值进行校核，实际伸长值与理论伸长值差应控制在±6%以内，否则应暂停张拉，待查明原因并采取措施加以调整后，方可继续张拉。在张拉过程，应采用两端张拉，两侧张拉速度应一致。预应力张拉完成后，即可卸下工具锚、千斤顶。
2.5预应力管道压浆
（1）锚具外面的预应力筋间隙提前使用水泥浆填塞，避免漏浆，封锚时应留排气孔。
（2）、冲洗孔道：孔道在压浆前用压力水冲洗，以清除孔内粉渣等杂物，保证孔道润湿，从而使水泥浆与孔壁的结合良好。在冲洗过程中，如发现有冒水、漏水现象，则应及时堵塞漏洞。
（3）、孔道压浆：先下后上，要将集中在一处的孔一次压完。若中间因故停歇时，应立即将孔道内的水泥浆冲洗干净，以便重新压浆时，孔道畅通无阻。对曲线孔道和竖向孔道由最低点的压浆孔压入，由最高点的排气孔排气。
（4）、压浆管路长度不宜超过25m当需要超过30m时，应提高压力100kPa～200kPa。每个压浆孔道两端的锚塞进、出浆口均应安装一节带阀门的短管，以备压注完毕时封闭，保持孔道中的水泥浆在有压状态下凝结。整个压注系统及胶管各阀门处内径不得小于10mm，以防堵塞。
（5）、水泥浆水灰比不能大于0.40，浆体最大自由膨胀量不能大于10%。
（6）、灰浆中宜掺残起缓凝、减水作用的外加剂，但不得掺加氯盐或其它对钢筋有腐蚀作用的外加剂，外加剂的掺量由试验确定。
（7）、水泥浆应搅拌均匀，先加水后加水泥，机械拌合时间不能少于2分钟。水泥浆放入压浆罐时应进行过滤，过滤网孔格不得大于2.5×2.5mm。
（8）、压浆使用活塞式压浆泵，不得使用压缩空气。压浆的压力以保证压入孔内的水泥浆密实为准，开始压力要小，逐步增加，压力不小于0.5Mpa～0.7Mpa；每个孔道压浆至最大压力后，应有一定的稳压时间。压浆应达到孔道另一端饱满和出浆，并达到排气孔排出与规定稠度相同的水泥浆为止。由一端进行压浆，压力控制在0.5～0.7MPa之间，当水泥浆从另一端流出，且与规定的稠度相同时，立即封堵排气孔并关闭远端的阀门，继续持压10秒，再继续持压不少于2分钟，关闭注浆端阀门，停止注浆。压浆完毕后应认真填写施工记录。
三、后张法注意问题
（1）首先对预留孔道，必须严格按照设计的定位坐标进行管道定位，在管道转弯段时应是加密定位，保证管道的平顺。
（2）对设计无具体要求时对长度曲线预应力筋或长度大于等于25m的直线预应力筋与孔道壁的摩阻力较大，应两端同时张拉。预应力筋采用两端张拉时，可先在一端张拉锚固后，再在另一端补足预应力值进行锚固。
（3）张拉程序低松驰钢绞线预应力筋控制应力σcon（持前2mm锚固）应包括预应力损失值，但不包括锚头摩阻损失（其值可通过试验测定），但目前大多数施工单位按设计提供的张拉控制应力，没有考虑预应力损失值（预应力损失计算包括摩擦引起的预应力损失、钢筋回缩引起的预应力损失和钢筋松驰引起的预应力损失的终极值）。因此施加的预应力实际达不到设计值。所以在进行张拉值计算时应把预应力损失部分进行考虑。
（4）一般可取张拉预应力筋的张拉顺序应符合设计要求，当设计未规定时可采取分批、分阶段对称张拉。：后张法多根（束）预应力筋张拉时，应使张拉的合力作用线在构件核心截面内，以防构件截面产生过大偏心受压和边缘拉力。分批张拉时，控制预应力先张拉的预应力筋会因后批预应力筋张拉时所产生的混凝土弹性压缩而引起应力损失。一般设计上安排张拉顺序时已考虑到这种应力损失的补偿问题，故应按设计规定的顺序和张拉力进行。
四、结语
现阶段的桥梁工程预应力技术不仅在施工工效上有所改进，在施工质量方面也有很大的提高，在预应力混凝土结构中，预应力体系是否安全可靠，不仅直接关系到结构的正常使用，同时也关系到结构的安全度及耐久性。预应力筋的张拉过程，张拉力的控制也是成败的关键，务必引起广大技术人员的高度重视，切实抓好质量控制，精心组织施工，确保预应力结构的工程质量。
参考文献：
[1]张机智.浅析路桥施工中预应力技术的应用.[J]工程技术，2016.07.
[2]杨建启.预应力桥梁质量通病原因与预防措施分析[J].工业技术，2016（10）：20
[3]李国平.编著.桥梁预应力混凝土技术及设计原理.人民交通出版社，2004.
[4]王春宝.浅谈桥梁工程中预应力管道压浆施工技术[J].建筑工程技术与设计，2016，03.