高速公路桥梁施工中预应力施工技术的应用

2021-12-02王志强

商品与质量 2021年44期

王志强

山西路桥第二工程有限公司山西临汾 041000

通常情况下，高速公路桥梁工程修建设时涉及到的施工内容比较多，工序之间的衔接比较紧密，使得高速公路桥梁工程的施工难度进一步增加。同时，影响高速公路桥梁工程施工的因素有很多，如果没有做好影响因素的分析就会导致施工质量受到严重的影响。而现阶段，施工人员将预应力施工技术应用于高速公路，通过分析发现预应力技术的应用范围越来越广，但是应用过程中还有很多问题无法解决，这就需要施工单位加强对该问题的重视，采取科学合理的方式提高高速公路桥梁的整体质量[1]。

1 预应力技术应用现状

1.1 应用于混凝土结构中

高速公路桥梁建设的过程中，混凝土结构使用的比较多，将预应力施工技术应用到混凝土结构中，能够充分发挥预应力处理技术的应用作用。预应力施工技术的使用能够改善当前高速公诉桥梁混凝土结构的稳定性，避免高速公路桥梁结构出现变形的情况。针对混凝土结构经常出现的变形以及裂缝等现象，通过预应力技术可以对其进行优化处理。施工人员必须提高对预应力施工技术使用的重视，按照具体使用流程，做好高速公路桥梁结构性能的提升，减少出现裂缝或者变形的可能性，合理控制钢筋混凝土主体结构的施工质量。

1.2 应用于受弯构件中

高速公路桥梁的使用寿命影响因素有很多，其施工质量直接关系到主体的受弯情况。因此，必须对高速公路桥梁的受弯结构进行全面的设计，加大对预应力材料选择的重视程度，确保所有的预应力施工材料达到相关的标准，为后续高速公路桥梁受弯结构的施工和应用提供可靠的保障。高速公路桥梁实际修建时，施工人员可以将新型碳纤维构件应用到受弯结构的设计中，从而有效提高受弯结构的轻度，提高受弯结构的使用性能，这也在一定程度上提高了高速公路桥梁的承载能力，降低安全事故发生的该路。

1.3 应用于公路桥梁加固中

将预应力施工技术应用到高速公路桥梁的加固中，可以实现对高速公路桥梁的改良目标。预应力加固方式应用的范围有很多，其中结合桥梁结构的实际情况必须提高预应力施工技术的应用水平。预应力加固技术在使用时需要施工人员结构桥梁的实际结构对桥梁构件自身内部的受压受变力情况进行分析，然后分析桥梁结构的承载能力，提高高速公路桥梁使用的安全性。过去高速公路桥梁施工时使用预应力下撑式拉杆加固法。随着人们不断地研究与开发，预应力技术的使用优势越来越明显，尤其是在提高桥梁主体框架结构以及路面层稳定性方面。高速公路桥梁体外预应力补强加固措施中常用的有体外锚喷预应力不强加固、增大体外截面加固补强以及增大体外配筋加固补强等。例如，我国某公路建设的过程中在处理T梁钢束时施工人员选择使用了体外锚喷钢筋混凝土的体外预应力加固技术，使得桥梁钢束与梁体外层的粘结性更好[2]。

2 预应力施工技术工艺

2.1 施工前准备工作

过于使用预应力时多使用的是冷拉钢筋，比而现阶段为了节约施工成本，并且提高施工的实用性，往往选择使用性能更加优越的钢绞线。通过计算发现，行相比于传统的冷拉钢筋技术，使用钢绞线能够节约大约三分之一的成本。同时，现代钢绞线的种类有很多，施工人员可以根据高速公路桥梁实际结构的特点，合理选择合适型号的钢绞线。考虑机械锚固和模组锚固，然后科学规范的选择锚具，严格分析不同类型锚具的使用性能，切实提高锚具使用的质量。

2.2 预应力技术施工工艺流程

2.2.1 钢绞线下料与穿束

预应力技术使用时钢绞线下料和穿束是一项重要的施工内容，施工时施工人员需要加强对灌浆处理钢管和锚垫板的处理，一旦发现粘结段，施工人员需要对钢绞线的表面进行检查，避免其表面附着油脂等，提高钢绞线表面的清洁程度。钢绞线下垂的过程中施工人员需要考虑钢绞线的张拉伸长的具体性能，为了提高两端粘结的总体质量，必须采取必要的措施对张拉两段的伸长部分进行合理的处理。然而，在实际施工的过程中很多施工人员并没有认识到钢绞线下料穿束控制的重要性，并且没有根据高速公路桥梁结构的实际情况对穿束的位置以及穿束的长度进行分析，导致钢绞线的下穿质量比较低。同时，有些施工人员的施工技术水平比较低，并且施工时会受到墩顶导向槽以及跨中转向的影响，导致穿束的质量大大降低，这就需要施工人员对具体情况进行分析。具体施工时可以选择使用逐根穿索法，并且可以对所有的材料进行编号，避免操作时出现缠绕的问题。根据编号的大小，以此进行穿索。需要注意的穿索的过程中必须对12根钢绞线的紧密程度进行调整，避免钢绞线出现较大的滑动，可以选择使用橡胶垫对钢绞线进行约束。钢绞线穿索完成后技术人员需要进一步检查穿索的效果，避免钢绞线出现缠绕的现象，一旦出现必须及时解决[3]。

2.2.2 真空灌浆

高速公路施工的过程中如果使用的时候张法预应力混凝土结构，经过一段时间地使用高速公路在外界因素的影响下会出现被腐蚀的现象，预应力钢筋束的总体强度会大大降低，严重影响高速公路使用的安全性。基于此，在高速公路施工时可以选择使用真空灌注的方式。在预应力钢筋之间通过一定的压力将浆液灌注其中，保证浆液填充得更加充分。真空灌注的方式能够有效解决钢筋束被腐蚀的现状，一定程度上提高了混凝土结构的整体性。当预应力比较大时，预应力钢筋被腐蚀的情况必须及时缓解，降低高速公路施工建设中出现问题的可能性，提高高速公路的抗腐蚀能力。

2.2.3 预应力筋的拉伸

预应力筋的拉伸施工时，施工人员可以根据实际施工情况对钢绞线进行编号，并且为了避免钢绞线不出现缠绕或者打结等问题，管理人员必须做好施工现场的监督与管理。通过预筋张拉伸对钢绞线的拉伸缠绕进行改善，并且控制张拉的力度，保证钢绞线能够被理顺，严格控制张拉的效果，确保高速公路整体质量达到相应的水平。通常情况下钢绞线的长度比较长，并且钢绞线的下垂量比较大，要想保障钢绞线不出现缠绕等情况，必须对钢绞线两端进行调整。施工完成后，施工人员需要对钢绞线的施工情况进行分析，尤其是梁体结构的几何尺寸以及体积等，针对孔道的位置需要更加检查，确保后续施工能够顺利进行。施工时使用的仪表以及机械设备的各项参数应该在合理的范围内，从而提高预应力筋拉的水平。

2.2.4 压浆结构

高速公路桥梁施工的过程中针对体外锚索固定的问题，施工人员可以选择使用局部粘结的方式。结合高速公路桥梁施工的具体情况按照施工设计方案的要求对粘结路段的质量进行全面的分析，确保施工质量达到相关的要求。压浆和锚固对施工人员的专业技术能力要求比较高。为了提高压浆的质量可以事先制作工程模型，通过模型解决压浆方案中存在的不足之处。

2.2.5 混凝土结构

预应力混凝土的浇筑方式有很多，其中常用的有分层浇注和分层振捣。根据混凝土结构的特点等，选择合适的混凝土结构施工方式。需要注意的是使用分层振捣时必须对振捣时间以及振捣速度进行调整，切实提高混凝土结构的密实度。

2.3 注意施工安全

第一、预应力技术应用的过程中，施工人员必须加大对质量管理的重视，做好施工现场的管理，避免与施工无关的人员随意在施工现场走动。施工设备对施工质量的影响比较大，因此，施工前施工人员必须做好施工设备的检验，针对有故障的设备，及时进行修理。施工危险性比较大的施工工序，施工人员应该保持警惕，避免安全事故发生。

第二、预应力拉伸前，施工人员需要对施工规范以及要求进行分析，尤其是检测台座和横梁等的承载能力，确保张拉满足要求。压浆时，应该重视对孔道的清理与检测，通过调整安全阀，实现对压力的调节。

第三、张拉后的安全防护工作的开展非常重要，施工人员必须严格按照相关规定，设置围栏以及挡板等，最大限度降低安全事故发生的概率。

3 预应力施工技术在高速公路桥梁中的应用

3.1 工程简介

上三高速K15+860顶板底、边板厚度分别为29cm和27cm。由于施工工艺的限制，该公路风化严重，且存在严重的超载现象，结构碳化深度达5cm，强度仅10MPa，且顶板出现大量裂缝。本项目箱涵加固及边腹板碳化保护是加固维修的重点。

3.2 加强法

高速公路桥梁工程施工中使用预应力粘结法实现对结构加固的目的。以锚固的方式将预应力钢筋固定在道路中心的箱涵顶板上，同时，选择合适的张拉方式，保证预应力钢筋的总体质量达到相应的标准。预应力钢筋张拉完成后，可以根据实际情况使用氧化铝聚糖树脂对预应力钢筋进行固定[4]。

针对高速公路桥梁混凝土结构中出现的裂缝，施工人员可以选择使用灌浆的方式进行处理。第一、全面清理裂缝的区域，尤其是灰浆以及沙砾等。第二、结合裂缝的情况配置合适浓度的浆料，然后按照一定的规范灌注到裂缝中。第三、针对管壁的区域可以选择使用化学灌注的方式。第四、使用0.2MPa以上的气压对管道和裂缝进行吹扫，确保管道中没有堵塞物质。第五、灌浆完成后，将灌浆嘴拆除并修整表面，处理小于0.15mm的裂缝。

预应力体系加固法的使用步骤：第一、及时处理缺损部位劣质的混凝土，并且对于钢筋表面的锈蚀部分进行全面的清除，为了避免钢筋被腐蚀可以在钢筋表面涂覆防腐剂等。第二、清洁粘结面。第三、做好钢筋束的加固，保证预应力钢筋更稳定地固定在相应位置。第四、及时修复混凝土结构的缺陷，提高混凝土结构的整体性和稳定性。

3.3 采用智能化管理方式

过去高速公路桥梁工程施工的过程中施工人员采用的是传统预应力技术，而且大部分施工内容都是通过人工完成，这使得施工中出现的错误增加，并且张拉存在严重不规范的问题，使得高速公路桥梁的质量不达标。基于此，施工单位可以将信息技术融入到预应力技术中，以智能张拉的方式提高张拉的质量，同时，借助信息化方式能够实现对伸长量的校核。此外，通过远程操控系统管理人员可以实现对设备的远程操控，实时记录相关工作数据，避免出现张拉作业随意或者变异，确保张拉质量和稳定性和可靠性[5]。