預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在公路橋梁工程中的應(yīng)用

李 濤

（安陽市公路事業(yè)發(fā)展中心，河南 安陽 455000）

預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)以其工程機(jī)械重量小、穩(wěn)定性能高、操作簡單、經(jīng)濟(jì)成本較低等優(yōu)勢成為我國路橋建設(shè)中不可或缺的施工技術(shù)，在我國道路工程中得到大規(guī)模應(yīng)用。預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)運(yùn)用于路橋建設(shè)，能夠一定程度上優(yōu)化路橋性能、提高路橋質(zhì)量、延長路橋使用壽命，提高路橋建設(shè)的安全性與穩(wěn)定性，全面提升路橋經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。

1 預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)運(yùn)用于路橋建造的特點(diǎn)

預(yù)應(yīng)力混凝土施工技術(shù)概念最早是由法國工程師弗雷西奈（F.Freyssinet）提出的。隨著預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的不斷進(jìn)步，該項(xiàng)技術(shù)在我國公路橋梁建設(shè)中的應(yīng)用越來越廣泛。預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)能夠改善原有施工結(jié)構(gòu)，增加負(fù)荷承受量，防止路橋間出現(xiàn)裂縫。在道路工程中利用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)可以防控公路橋梁建設(shè)出現(xiàn)的各種應(yīng)力問題，提高公路橋梁的穩(wěn)定性與實(shí)用性。另外，預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)抗?jié)B透能力強(qiáng)、防拉裂性能高，在路橋建造過程中，能夠提升路橋的結(jié)構(gòu)性能，減輕路橋材料基本負(fù)重，使預(yù)應(yīng)力抵消外來超負(fù)荷力，延遲路橋開裂時間，增加其使用年限，延長其使用壽命[1]。

應(yīng)用于不同地形、不同地域等施工環(huán)境的預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)，在不同施工環(huán)境中有不同的表現(xiàn)，有的地方能夠發(fā)揮其優(yōu)勢，有的地方則可能受到某種限制。我們要密切關(guān)注施工過程中出現(xiàn)的預(yù)應(yīng)力問題，并及時修正、優(yōu)化施工方案。我國幅員遼闊，地形地貌復(fù)雜，平原地區(qū)、高山丘陵地區(qū)、荒漠沙漠地區(qū)等地形地貌千差萬別，熱帶亞熱帶、寒中暖溫帶和特殊的青藏高寒區(qū)等溫差巨大，在這些施工環(huán)境中建設(shè)公路橋梁采取的預(yù)應(yīng)力控制技術(shù)應(yīng)因時因地制宜。施工中預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)一旦出現(xiàn)失誤，就必然帶來難以估量的損失，輕者造成建筑損耗，重者造成重大施工事故，因此在施工過程中一定要提高處理與控制預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)細(xì)節(jié)的能力[2]。

在公路橋梁工程實(shí)踐中，發(fā)揮預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)優(yōu)勢是工程質(zhì)量控制的關(guān)鍵。在我國極為復(fù)雜的公路橋梁施工環(huán)境中，應(yīng)用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的主要優(yōu)勢有：①我國公路選線選址、橋梁的橋型選擇等主要取決于自然地形和客觀需求，有的筆直、有的彎曲，有的平坦、有的起伏，這就為工程施工提出了不同要求，而預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)結(jié)構(gòu)能夠最大程度保證公路橋梁的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，提高路橋使用的安全性。②對于那些跨度較長、張力結(jié)構(gòu)較大的橋梁來說，預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)能夠調(diào)整橋梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)力，提高路橋的穩(wěn)定性。③利用高密度混凝土結(jié)構(gòu)可以增強(qiáng)路橋的抗壓性與抗張性，減輕路橋自身重量，從而延長公路橋梁的使用壽命。

2 預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在我國公路橋梁工程施工中的應(yīng)用

①預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在路橋鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用。大型的公路橋梁經(jīng)常會出現(xiàn)裂縫等問題，此類問題多為路橋鋼筋混凝土的預(yù)應(yīng)力穩(wěn)定性差所致。在公路橋梁鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)，能夠有效解決大型公路橋梁建造或者使用過程中出現(xiàn)的巨大裂縫問題，增強(qiáng)路橋的穩(wěn)定性。預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)應(yīng)用于路橋鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，有助于保障路橋路面質(zhì)量，提高公路橋梁使用壽命。

②預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在公路橋梁加固工程施工中的應(yīng)用。隨著道路工程技術(shù)的進(jìn)步和路橋建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大，預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的應(yīng)用范圍越來越廣，不僅新建在建路橋工程廣泛運(yùn)用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)，而且在既有路橋加固施工中的應(yīng)用也越來越普遍。由于公路交通運(yùn)輸壓力持續(xù)增加，公路橋梁生命周期內(nèi)損毀情況不斷發(fā)生，公路橋梁的使用性能面臨諸多挑戰(zhàn)，對公路橋梁狀況提出了更高的要求。因此，要運(yùn)用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)對公路橋梁的主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，最大限度減少路橋損壞，提高路橋主體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與承載力度，延長公路橋梁的使用壽命。

③預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在多跨連續(xù)橋梁工程中的應(yīng)用。多跨連續(xù)橋梁中間部分受力面積較小，整體重量較大，因此在建造與使用過程中，多跨連續(xù)橋梁由于壓力過大、張力不足、抗壓性能比較差，容易出現(xiàn)損壞與坍塌現(xiàn)象[3]。在多跨連續(xù)橋梁工程中運(yùn)用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)，能夠減少橋梁整體尤其是橋梁中部的重量，緩解建造過程中的混凝土張力與壓力，增強(qiáng)其受重能力，極大減少橋梁裂縫、防止發(fā)生坍塌等現(xiàn)象，提高多跨連續(xù)橋梁的穩(wěn)定性與安全性。

3 預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在公路橋梁施工中存在的主要問題和應(yīng)對策略

3.1 存在的主要問題

我國公路橋梁建設(shè)工程浩大，按照2021年中共中央、 國務(wù)院印發(fā)的《國家綜合立體交通網(wǎng)規(guī)劃綱要》的規(guī)劃，到2035年，僅國家高速公路網(wǎng)、普通國道網(wǎng)公路就將達(dá)46萬公里左右。工程質(zhì)量乃百年大計，只有建立在高質(zhì)量基礎(chǔ)上的道路工程建設(shè)才是符合交通強(qiáng)國要求的工程。預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)是保證施工質(zhì)量的主要措施之一。我國公路橋梁建造過程中雖然已經(jīng)廣泛應(yīng)用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)，但是在建造管道、建造張力、建造材料、建造標(biāo)準(zhǔn)等方面仍然存在一系列問題，這些問題如果得不到徹底解決，必將對公路橋梁工程建設(shè)質(zhì)量產(chǎn)生不良影響，嚴(yán)重沖擊公路橋梁的穩(wěn)定性、安全性。預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在公路橋梁施工中存在的主要問題有：

①有的施工單位不能嚴(yán)格落實(shí)施工規(guī)定，致使預(yù)應(yīng)力管道阻塞。在公路橋梁施工實(shí)踐中，有的施工單位不能嚴(yán)格遵守施工規(guī)范，不能嚴(yán)格落實(shí)工程施工規(guī)定，為趕工期而不嚴(yán)格按照規(guī)定進(jìn)行混凝土澆筑，從而導(dǎo)致出現(xiàn)鋼管堵塞等問題[4]。鋼管一旦堵塞，預(yù)應(yīng)力施工鋼筋就不能夠順利從中通過，拉伸效果就得不到保障。在鋼筋拉伸過程中由于預(yù)應(yīng)力孔道存在缺陷，就有可能出現(xiàn)連接不到位、鋼絞線堵塞、鋼絞線廢棄等現(xiàn)象，從而嚴(yán)重影響工程質(zhì)量。

②預(yù)應(yīng)力受混凝土彈性模量影響而收縮徐變。在公路橋梁施工中，影響預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量的因素很多，其中最主要的有兩個，一是混凝土收縮徐變，一是混凝土彈性模量。這兩個因素會造成混凝土鋼筋結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力損耗，進(jìn)而可能會隨著工程進(jìn)展而破壞預(yù)應(yīng)力施工結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)開裂，從而影響公路橋梁的使用安全性與穩(wěn)定性，甚至還會導(dǎo)致一系列預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)、張力抗壓力結(jié)構(gòu)等發(fā)生改變。

③預(yù)應(yīng)力施工張力控制不到位。在公路橋梁工程施工中，如果預(yù)應(yīng)力張力控制效果達(dá)不到工程技術(shù)規(guī)范要求，就會對公路橋梁工程整體產(chǎn)生一定影響。出現(xiàn)此類問題的原因，一是施工人員主觀上不重視，致使工程施工的預(yù)應(yīng)力張力控制不符合工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，從而降低了路橋施工質(zhì)量，影響了工程進(jìn)度。二是受預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)制約，無法達(dá)到工程預(yù)期，影響了施工效果[5]。

④道孔預(yù)留與結(jié)構(gòu)件預(yù)留拉力不足問題。橋梁與公路建造結(jié)構(gòu)中，會有扁錨與扁錨連接器使用問題，有時可能會出現(xiàn)扁錨張力不足，或者鋼絞線張拉過程匯總受力不均，出現(xiàn)預(yù)留孔道加勁不足現(xiàn)象。另外在公路橋梁建造過程中，可能在施工過程中還會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)預(yù)留拉力偏大或者偏小現(xiàn)象，對整個公路橋梁建造會產(chǎn)生一定不良影響。

3.2 公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)問題解決對策

①嚴(yán)格執(zhí)行施工規(guī)定，控制工程材料質(zhì)量。預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在路橋建設(shè)工程中發(fā)揮著不可小覷的作用，但是隨著應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，一些始料未及的問題逐漸暴露出來。因此，在施工之前，路橋管理部門就要制定嚴(yán)格的施工規(guī)定，要求建設(shè)單位嚴(yán)格按照施工章程進(jìn)行施工。同時，要不斷提高各類施工人員的專業(yè)能力與綜合素質(zhì)，確保施工人員嚴(yán)格按照施工規(guī)定作業(yè)，杜絕施工失誤。另外，還要做好工程材料質(zhì)量控制，嚴(yán)把建筑材料質(zhì)量關(guān)，確保路橋建設(shè)質(zhì)量。

②重視混凝土收縮徐變等。在公路橋梁建造過程中要重視鋼筋混凝土收縮徐變，重視鋼筋捆扎工藝，重視混凝土結(jié)構(gòu)匯總預(yù)應(yīng)力施工，最大程度減少路橋表面裂縫?；炷潦芡饨绛h(huán)境因素如溫度、濕度影響比較大，因此，要利用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)對混凝土建造結(jié)構(gòu)的輔助作用，根據(jù)不同氣候環(huán)境和建設(shè)環(huán)境特點(diǎn)，嚴(yán)格遵守工程規(guī)范，優(yōu)化混凝土重量結(jié)構(gòu)，最大程度實(shí)現(xiàn)路橋的穩(wěn)定性、安全性。

③做好受力張力的分析與控制工作。為了更加充分發(fā)揮預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在我國公路橋梁建造過程中的重要作用，工程管理部門與施工單位要做好預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)受力分析、張力分析、張力控制等工作，減少張力控制不足所致的預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)受阻。我們要做好張力控制與處理工作，滿足公路橋梁設(shè)計要求與工程要求，掌握張力預(yù)測方法，減少張力失控情況，提高公路橋梁建造工程的穩(wěn)定性與耐用性[6]。

④重視預(yù)應(yīng)力道孔預(yù)留檢查工作，使結(jié)構(gòu)件預(yù)留拉力與需求相適應(yīng)。在公路橋梁施工建造過程中，要重視預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)結(jié)構(gòu)中道孔預(yù)留工作，做好道孔界面處檢查，道孔與灌漿孔、排氣孔連接處檢查。要使結(jié)構(gòu)件預(yù)留拉力與實(shí)際建造需求相互適應(yīng)，避免出現(xiàn)預(yù)留拉力偏大或者偏小等情況，提高工程施工效率。

⑤嚴(yán)格控制水泥漿用量、添加劑含量與水量。公路橋梁建設(shè)中離不開混凝土與水泥，要提高預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在整體路橋建造中的應(yīng)用效率，就應(yīng)該嚴(yán)格控制水泥漿用量、水量、添加劑含量，按照標(biāo)準(zhǔn)比例進(jìn)行攪拌。

4 結(jié)束語

綜上所述，在公路橋梁建造過程中必須重視預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)，提高公路橋梁的穩(wěn)定性、安全性，延長其使用壽命。要保障預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)能夠發(fā)揮應(yīng)有的作用，就要嚴(yán)格遵行工藝規(guī)范，嚴(yán)格執(zhí)行工程施工標(biāo)準(zhǔn)，提高各類施工人員專業(yè)素養(yǎng)。工程管理部門和施工單位都要高度重視預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)中存在的一系列問題，提高公路橋梁建造質(zhì)量。