陈在林
（云南云岭高速公路建设集团有限公司，云南，昆明，650000）
【摘 要】预应力施工技术在公路桥梁中的应用带动了高速公路的蓬勃发展，提高了高速公路的建设水平。本文对预应力技术在施工材料、钢筋混凝土架构施工及路桥多跨连续梁施工中的应用进行分析，为当前的高速公路桥梁建设工作提供借鉴意义。
【关键词】高速公路；桥梁；预应力技术
前言
高速公路桥梁施工是一项对施工技术具有较高要求的工程项目。对于高速公路桥梁施工而言，桥梁结构的稳定性与牢固性尤为重要。而预应力施工技术则是一项高速公路桥梁施工中的常用施工技术，在保障公路稳定性、提高公路质量方面发挥着重要的作用。
1．预应力技术在施工材料中的应用
在高速公路桥梁施工中，预应力技术的应用较为广泛，在保证施工安全性的同时也提高了工程的整体质量。随着预应力技术的发展，许多施工材料为满足施工要求也应用了预应力原理。当前利用预应力技术制造的施工材料有预应力混凝土、预应力钢绞线、预应力锚具等。为满足当前高速公路交通高负荷的要求，混凝土的强度、缓凝能力、弹性等也日益提高。预应力混凝土是一种在预应力技术原理上制造而成的新型混凝土，通常利用缓凝剂、膨胀剂等添加剂改善混凝土的性能。不仅能够适用预应力施工技术在高速公里建设中的应用，还能提高工程质量。当前，预应力钢绞线的种类相对较多，较为常见的有冷拉预应力钢丝、低松弛预应力钡丝矫、预应力钢筋及预应力钢绞线等。预应力钢绞线在高速公路桥梁中的应用能降低施工成本。据相关数据显示，在施工中使用预应力钢绞线可减少至少30%的钢材使用量。此外，使用该类型钢材制作的构件在保证其质量的同时还能提高美观度，符合现代人的审美要求。预应力锚具是公路桥梁的施工在后张预应力混凝土结构中常用的施工工具。该工具遵循预应力的基本原理，可分为摩阻锚固与机械锚固两种不同功能的工具。摩阻锚固在楔形锚具的外力作用下将预应力钢材制成锚旋，该工具具有应力损失较小、连接方便、预应力调节方便等优势；而机械锚固则通过机械加工将预应力钥材的端部制成一个方便开展锚碇工作的结构，能够作用于高强钢丝与钢筋材料。预应力技术在施工材料中的应用进一步推动了我国高速公路施工、建设水平。
2．实例分析
2.1工程概况
以某高速公路为例，该线路全线长47.719km、路基挖方l500万立方米、全线大中桥11799.8m/54座、天桥1445m/20座。该工程利用智能张拉系统进行质量控制，提高了工程施工的科学性与安全性。
2.2施工工艺
2.2.1工艺流程
张拉施工工艺如图1所示。
图1工艺流程图
2.2.2张拉计算
智能控制张拉系统的软件系统设计采用MCS-51汇编语言等编程，该程序可用于计算预应力筋摩擦损失和锚固损失以及张拉伸长值。根据预应力筋的曲线形状函数的初始分段数、张拉控制应力、预应力筋弹性模量、预应力筋截面面积及一端或两端张拉等信息，不需要进行额外的换算，直接进行键盘输入形成输入数据文件，经过程序运算，输出结果自动形成输出数据文件，计算结果精确。张拉伸长值可根据理论计算公式计算出的结果进行校核。
2.2.3智能张拉
首先是设备安装，安装锚具时应注意工作锚环和承压板及压力传感器对中，夹片均匀打紧并外露一致；千斤顶上的工具锚孔位与压力传感器的孔位排列要一致，位移传感器的两个限位固定环应保持一致，避免扭曲，增加位移传感器的摩擦，导致测量的伸长值不准确。油管及两个传感器的线路要整理顺畅，以免影响张拉。并且安装张拉设备的同时，对直线预应力筋，应使张拉力作用线与预应力筋中心线重合；对于曲线预应力筋，应使张拉力作用线与预应力筋末端的切线重合。
其次设备安装就绪后，启动智能控制张拉系统，发出张拉指令，开始供油张拉，在供油过程要缓缓加压，供油平稳。为了减小张拉过程的锚固应力损失和摩擦应力损失，宜采用分级张拉，第一级从0张拉至0.15倍的张拉控制应力，持荷5min后,第二级张拉至0.30的张拉控制应力,在持荷5min后,第三级继续张拉至1.00倍设计张拉控制应力，实际伸长值以两端张拉伸长值之和为准。
采用超张拉法减少无粘结预应力筋的松弛损失，对于镦头锚等可卸载锚具：张拉O到1.05张拉控制应力(持荷2min)再到卸载至预应力筋的张拉控制应力；对于夹片锚等不可卸载锚具：张拉O到1.03张拉控制应力(持荷2min)锚固。
此外张拉可一端张拉或两端张拉，较长预应力筋或超长预应力筋，如果设计无要求，宜采用两端张拉。原则上讲，两端张拉是将张拉设备同时布置在预应力筋两端同时同步张拉，但当张拉设备数量不足或张拉顺序安排关系，可先在一端张拉完成后，再移置另一端补足张拉力后锚固，预应力效果基本相同。
2.2.4智能参数设置
通过键盘对智能控制张拉仪进行调零，根据两端张拉或一端张拉、不同的跨数、不同的跨长及不同的布筋情况，输入相关参数，设置张拉控制力和最大张拉伸长值。
2.2.5持荷顶压
预应力筋的张拉以控制应力为主，校核预应力筋伸长值，当张拉达到预设参数时，智能控制系统发出光讯和声讯报警时，持荷2～3min后回油顶压锚固。由于该千斤顶是双作用千斤顶，张拉到吨位持荷后，就立即进行顶压。
顶压结束后，卸下千斤顶和压力传感器，换束重新安装千斤顶和压力传感器进行张拉。张拉完毕，智能控制系统对张拉力和张拉伸长值进行实时打印，同时智能控制系统可测出锚固后张拉端预应力的有效预拉应力值。持荷顶压过程中可实测张拉伸长值校核主机显示的张拉伸长值。
2.3真空辅助注浆施工
预应力注浆施工通常采用真空辅助的方式进行注浆，提高了公路桥梁注浆水平。随着预应力技术的发展，预应力注浆普遍应用于高速公路桥梁土梁箱的施工中。如某二环立交Z7匝道桥盖梁的施工就是采用预应力注浆技术，该桥盖梁分布着8束OVM15-6钢绞线束，其中就有4束钢绞线束采用2号预应力筋。实施方法如下：在完成张拉施工后可进行注浆施工，首先将外露的钢绞线切除并确保孔道的畅通性，钢绞线保持30～50mm的外露量。如孔道存在堵塞、杂物的情况，需要使用清水对孔道进行冲洗并在冲洗完成后用高压风对其吹干方可进行下一步的封锚作业；在安装锚罩之前先清理锚垫板的表面，此后对齐锚罩与锚垫板上的安装孔，将拌好的无收缩水泥浆倒入倒装口并进行夯实操作。最后，完成注浆后要将锚罩所有的外接管路、附件进行拆卸，同时对真空泵、管路、阀门及设备等进行细致地清洗，保障设备的可持续利用。在完成注浆作业5天后，方可将压浆端与出浆端球阀拆除。此外，在注浆的过程中还要对注浆、真空、工作等参数进行科学地控制。首先，水泥浆相关参数控制。注浆使用的水泥浆水、灰比应控制在0.35左右，保持其粘稠性；水泥浆泌水率控制在3%以下，在搅拌后的3h泌水率不超过2%，在24h内沁水需被浆吸收方为合格水泥浆；泥浆中膨胀剂的添加要适量，自由膨胀率应控制在10%以下，方为合理。其次，使用真空泵抽真空时，真空度控制在0.08～0.10MPa的范围内，并保持相对稳定的状态，保证真空注浆的质量。在土梁箱的水泥浆注浆中按照一定的参数进行操作，保障施工的科学性。
3．讨论
当前，预应力技术在高速公路桥梁施工中发挥着积极的促进作用。但是在应用的过程中也仍然存在影响技术应用效果的不利因素，如后张预应力结构张拉控制不佳、张拉前预应力结构裂缝等。因此，为提高预应力技术的应用价值，满足高速公路桥梁的施工要求，相关施工人员在施工过程中应对不利因素进行有效的规避，提高施工水平，提高高速公路的施工质量。
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论文作者:陈在林
论文发表刊物:《工程建设标准化》2016年3月总第208期
论文发表时间:2016/6/13
标签：预应力论文; 桥梁论文; 应力论文; 锚固论文; 高速公路论文; 注浆论文; 技术论文; 《工程建设标准化》2016年3月总第208期论文;