1、对现浇桥梁预应力控制的关键技术探讨摘要分析了预应力现浇桥梁的技术特点和存在问题，阐述了预应力现浇桥梁的一般施工工艺流程。重点就预应力预测技术、预应力施工体系和有效预应力的评估方法等预应力控制的关键技术进行了论述研究，从而为预应力现浇桥梁积累了理论和经验。 关键词现浇桥梁，预应力，控制，施工体系 中图分类号：TU445 文献标识码： A 文章编号： 1 前言 由于我国经济现代化的需求，物流和交通运输业取得了很大的发展，桥梁建设作为基础设施建设的重要组成部分，对促进经济增长和人员交流具有重大的推动作用。由于传统的桥梁施工方案具有整体性能差、变形大、接缝多等方面的缺陷，现代多采用预应力现浇桥梁的施工
2、方法。现实中，由于施工不规范、建造方案不科学等现象，还存在着设计不达标或者设计达标、但工程实际不达标等方面的问题。就如何改进施工工艺使预应力能有效地完成，如何对现浇桥梁预应力工程加以控制，已经成为亟待解决的重要问题。 2 预应力技术特点和面临问题 由于桥梁的结构和构件总是无法避免产生应力和变形，从而降低桥梁的使用性能。为了抵消应力、变形对桥梁工作性能造成的不良影响，我们通常在建造施工的过程中为桥梁施加永久性内应力，从而产生了预应力现浇桥梁的结构。与传统的钢筋混凝土结构相比，预应力现浇桥梁具有以下主要特点： (1)与预应力现浇桥梁相比，传统的钢筋混凝土结耗费了大量的施工材料、增加了桥梁自重，且存
3、在较大的安全隐患。 (2)因为预应力的抵消作用，桥梁结构和构件的受力性能得到了明显改善。采用预应力现浇桥梁的结构可以有效降低构件的开裂和变形，提高构件的刚度。 (3)与传统的钢筋混凝土结构相比，才用预应力的结构除了注重桥梁结构的安全性外，更加关注桥梁结构的耐久性，增加了桥梁的使用寿命和抗灾害能力（例如地震） 。 (4)普通的钢筋混凝土结构难以解决大型、大跨和重载的桥梁工程，采用预应力的结构形式可以妥善解决。 虽然预应力现浇桥梁存在着诸多优势，但在工程实践中也暴露出了不少问题，例如预应力现浇桥梁的实际使用性能明显低于预判，其抗疲劳能力和抗灾害能力严重不足等。桥梁工程界有必要对预应力的结构形式、设
4、计理论、验算方法等方面进行深入研究，部分领域甚至需要重新设计或提出新的、更合理的理论。 3 预应力控制的工艺流程 由于不同的施工方案会在各个阶段造成不同的应力和变形，所以不存在通用的预应力控制技术，现实中必须根据确定的施工方案进行预应力的控制，预应力的控制技术和施工方案的选取是密不可分的。常用的预应力现浇桥梁的施工方案包括有支架浇筑、悬臂浇筑、顶推施工和逐孔施工等，其中各种施工方法又可细分为不同的方法。以下是预应力控制技术的一般工艺流程： (1)在进行现浇桥梁工程的施工前，为了保证场地平整，要对建造场地进行清扫。这里值得一提的是，如果场地特征是软土地基，为了保证地基基础的承载能力，需要对软土地
5、基进行夯实甚至浇筑混凝土。 (2)为了保证正常的交通，遇到公路时需要架设满堂支架。 (3)因为现浇桥梁的预留拱度受预压试验的影响，所以需要对搭设完的支架进行预压试验。具体可以通过沙袋预压实现的。 (4)为了确保现浇桥梁的工程安全，只有质检合格的钢筋才能被加工。绑扎底板、腹板钢筋时同时进行预埋件的焊接。 (5)安装波纹管，并立芯模和侧模。 (6)以上工艺流程必须被严格执行。在进行混凝土的相关浇筑前，需要负责工程施工和质量管理的技术人员对以上工作进行检查，只要审核通过后才允许浇筑。 (7)最后在对芯模进行拆除后，封堵天窗。然后对封堵天窗的混凝土强度进行检查。只有在满足混凝土设计强度的前提下，才允许
6、张拉。 4 预应力控制的关键技术研究 预应力检测技术 要实现对预应力的有效控制，首先就要实现对预应力的有效检测。传统的比较成熟预应力检测技术包括有液压测试法、锚下传感器测试法、静态应变测试法等，这些技术在工程实践中都取得了不错的运用，且效果良好，但还存在有一些不同。现在的预应力检测技术因为引入了超声波技术、有限元分析思想、自动计算技术等，可以说较以往有了翻天覆地的变化。这些变化一部分体现在检测理论的创新上，另一部分则通过使用更加先进、精准的检测设备来实现。研究新的、适应时代发展和安全需求的预应力检测技术在现浇混凝土结构的桥梁建设中显示出了巨大的潜力。 预应力体系施工 没有经过验收并审核通过的预
7、应力钢绞线禁止使用。在进行下料操作时，应该采用砂轮锯切割并将切割扣立即焊牢，这样可以有效地解决松散问题。混凝土浇筑后不能立即就进行钢绞线的张拉。至少要等到混凝土的龄期超过 10 天并且它的实际强度满足设计强度时才允许进行钢绞线的张拉。在进行张拉时，要特别注意钢绞线的扭曲和张拉顺序。在进行张拉的过程中，钢绞线之间的扭曲是被严格禁止的，并且应该遵循先上后下、先内后外、先长后短、对称张拉的原则。张拉结束后应该立即压浆封锚，这里需要注意的是，使用的水泥浆应具备优良的强度、粘结力，并且满足一定的流动性和泌水性要求。下面就张拉过程中的质量控制和顺序控制作出说明： 张拉过程中的质量控制包括以下五个方面： 1
8、)现实中，由于经常发生因索力不均匀而产生的钢绞线穿束时相互缠绕，梳编穿束工艺必须严格执行。 2)安装过程中要保证工作锚板在锚垫板止口内。 3)限位板、千斤顶、工具锚板必须同轴。 4)锚固步骤不可过早，必须满足张拉控制力的稳定性要求，张拉控制力稳定后方可进行。夹片相互间错位不宜大于 2 mm，露出锚具外高度不应大于 4 mm。 5)要保证工具锚板锥孔、工具夹片的润滑性。 张拉过程中的顺序控制包括以下四个方面： 1)如果结构和构件受力不均匀，张拉过程中就会发生扭转和侧弯，从而使混凝土产生过大的附加应力，严重时甚至会发生变形，极端不利于结构的安全性和耐久性。为了杜绝此类情况发生，需要满足均匀对称，偏
9、心荷载小的张拉顺序。 2）张拉设备的往复移动同样会对最终质量造成影响，安排张拉顺序时应予以考虑。 3)安排的张拉顺序要尽量避免横向不对称。横向不对称易造成平弯开裂现象。 4) 如有需要对同一束扁锚进行分索张拉，则需满足从中心孔开始，然后对称进行的张拉顺序。 (3) 有效预应力的性能评估 为了保障现浇预应力桥梁从设计到施工，最后到运营使用的性能长期有效，有必要实现预应力对桥梁结构性能影响的评估预测。近年来，国内外学者从预应力损失的力学模型、简化算法及模糊分析等多个角度进行了大量的研究，其中也形成了不少有价值的成果，例如哈工大的时效分析数值算法和长安大学编辑的永存预应力评估系统等。前者通过某些时效
10、因素（例如预应力钢束的松弛、混凝土的收缩徐变等）的综合考虑，实现在桥梁全生命周期内对梁体截面应力和挠度的预测。后者以获取的截面应变值为数据源头，通过结合有限元法和计算机辅助桥梁设计等技术，可以进行有效预应力的计算，从而完成对结构性能影响的评估。当然，计算得到的有效预应力和实际预应力之间会存在差距，导致这种结果的因素很多，主要是由于预应力损失造成的。目前并没有一种很好的方法可以对这种损失做出长期有效的评估，还需要我们进行深入研究。5 结束语 综上所述，预应力控制技术的好坏直接决定了预应力现浇桥梁的工程质量。本文通过对预应力技术特点的分析，提出了预应力现浇桥梁的一般工艺流程，重点就预应力预测技术、
11、预应力施工体系和有效预应力的评估方法等关键技术进行了深入研究，希望能对桥梁工程技术人员有所借鉴。 参考文献 1楼庄鸿.大跨径梁式桥的主要病害J.公路交通科技, 2006, 23(4A):84-87 2朱尔玉, 何立, 张洪伟等.预应力混凝土桥梁腐蚀后的受力性能分析J.中国安全科学学报, 2006, 16(2):136-140 3潘立.后张法预应力混凝土结构中预应力约束损失的计算分析J.建筑科学.2004, 20(6A) :22-25 4林云.桥梁预应力系统及预应力管理J. 企业技术开发,2012, (10) : 5陈新建,王绍峰. 浅谈后张法预应力混凝土现浇箱梁施工质量控制J. 现代企业教育, 2012,31(26) :147-148
