公路桥梁预应力张拉压浆施工的问题与对策 

当前，预应力混凝土是土木工程施工中最为常见的结构之一，预应力混凝土结构强度大、不易开裂、结构经久耐用，从上世纪 50 年代开始，我国开始大力推行预应力混凝土技术，并将其应用在我国的公路交通事业中。在当前的公路桥梁施工中，预应力技术有着广泛使用，随着技术的进步，我国的公路桥梁预应力施工技术也渐渐成熟，在施工质量控制、施工工艺上取得了丰硕的研究成果，在公路桥梁预应力施工中，张拉压浆是一个重点环节，需要予以高度重视。

1 预应力桥梁的常见病害

裂缝。裂缝是预应力桥梁中最为常见的一项病害，裂缝表现形式多样，比如拉应力裂缝、弯曲裂缝、纵向裂缝、弯曲剪应力裂缝，裂缝大多位于底板和顶板位置，偶尔在腹板也会出现；2）桥梁过度下挠。这一问题在预应力桥梁中也时常出现，随着桥梁通车时间的延长，挠度会逐渐增长，如果长度挠度超过设计指标，就会出现病害；3）锈蚀。在已通车的桥梁中，预应力钢筋、锚具的锈蚀常常出现，这是由于桥梁出现裂缝之后雨水渗入其中，导致锈蚀的发生。除了上述病害之外，还会出现桥面不平整、桥头跳车、保护层剥落等问题，这都会对桥梁的正常使用寿命产生极大影响[1]。

引起预应力桥梁病害的原因非常多，包括预应力损失、对扭转剪应力考虑不周、未关注到箱梁空间效应、温湿度、混凝土收缩冻胀、混凝土收缩徐变、预应力钢束布置不合理、施工工艺把控不当、运营阶段荷载过大等。

2 公路桥梁预应力张拉压浆施工的常见问题

2.1 张拉环节的问题

在张拉环节较为常见的问题有几类：1）原材料质量控制不当。预应力张拉涉及的原材料类型较多，包括波纹管、锚具以及预应力筋，对于所选材料必须要严格根据规章制度来进行把控，在材料进场时需要详细做好验收工作以及力学性能测试，如果忽视了入场检验或者出现锚具不配套、锚垫板规格不符、钢筋材料质量问题等因素，就会影响后续的施工质量。另外，材料入场之后也需要按照规范进行存储，如果存储不当也会引起施工问题，比如，将钢绞线直接堆放在地面上、波纹管置于无覆盖区域等，这都会导致材料发生变质；2）预应力筋布置问题。在预应力筋的穿束环节要避免出现缠绕，但是有时如果遍束后直径过大，会大大增加穿束难度，容易出现施工质量问题，如果预应力筋受力不合理，后续张拉时很容易被拉断；3）钢筋布置问题。对于钢筋的布置必须要按照规范进行，在曲线位置进行加密，做到管道平顺，如果钢筋间距过大、弯曲不平顺、定位偏差超过标准，也会影响施工质量；4）波纹管连接问题。波纹管连接需要做到密封良好，避免水泥浆进入管道内部，如果防水管道防水性能不可靠，未按照规范进行缠绕，或者连接管长度不符合要求，后续容易出现渗漏，从而影响施工质量；5）张拉设备选型不合理。比如，千斤顶标定不及时、设备编号磨损等，导致其精度受到影响；6）张拉工艺控制不当。在张拉环节需要严格控制好张拉顺序、控制应力以及持荷时间，精准计算伸长量，其中每个环节发生问题都会影响施工质量。

2.2 管道压浆的问题

1）准备环节。准备环节的常见问题如未做好配比试验、压浆参数设计不合理、孔道清洁不到位等；2）压浆作业环节的问题。最为常见的就是压浆料变质，目前使用的压浆料是采用专用制剂配置，保质期较短，如果存放时间过长，容易结块、受潮，此时必须要弃用，如果选择了不合理的压浆料，就会大大影响施工质量。在压浆操作过程中需要严格控制好压浆压力，传统的压浆作业是由人员进行控制，受人为主观因素的影响较大 [2]。

3 公路桥梁预应力张拉压浆的施工对策

有鉴于传统预应力张拉压浆施工环节的问题，目前各地在积极推行智能预应力施工技术，可以有效解决上述问题，在具体的张拉压浆施工过程中，控制要点为：

3.1 张拉工艺

在混凝土达到设计强度 85% 以后进行张拉作业，张拉借助智能张拉设备进行：

张拉前准备：在夹片、锚具等进入现场之后根据比例进行抽检，检验合格后方可投入使用，在进行正式张拉之前先进行压砼试块，确保混凝土强度符合要求之后才能进行张拉作业，详细检查孔道内部情况，将异物排除，张拉的所有设备都需要进行检验，标定之后方可投入使用；2）管道安装与钢绞线穿束。预应力的布置需要做到精准，管道位置会决定钢束位置，因此，在施工前需要严格根据图纸来安装管道，管道安装需要做到平滑、平顺、固定，避免管道发生移动，对于预埋管道优先使用塑料波纹管或者金属波纹管，确保管道的耐久性、密封性和强度符合要求。在钢绞线穿束过程中需要提前做好编束，进行固定。如果钢束长度较短，使用人工穿束法即可满足要求，如果管道较长，为了保障穿束质量，需要使用人工与机械配合的方式进行 [3] ；3）张拉操作：准备作业完成之后启动智能张拉平台系统，操作人员根据平台发出的信号来进行操作，依次上升油压。智能张拉平台会记录好每一级数据，实现对偏差值的实时检测和计量，如果数值偏差超过标准，平台会自动发出警报，技术人员及时介入，将问题排除之后方可进行后续作业。在张拉过程中由专人填写张拉记录，完毕之后测量梁体上拱度，做好记录。在张拉作业过程中还需要严把安全操作注意事项，钢绞线锚固需在张拉力稳定之后方可进行，张拉过程中人员禁止站立在千斤顶后方，无关人员禁止进入现场，张拉属于隐蔽工程，需要严格做好自检、互检和交叉检，确保张拉程序、张拉力值、张拉顺序、伸长值、断丝等符合规范要求。

如果发现伸长值与规范标准存在较大的差异，需要细致查明原因，一般情况下主要有几类：一是锚头张拉力出现损失；二是水泥浆进入管道；三是初始应力值设置过大，如果出现断丝，需要及时上报至技术部门，禁止擅自处理。

3.2 压浆工艺

在完成张拉并通过验收之后，需要于 48 小时内进行压浆，压浆也可采用智能压浆系统来进行：

1）压浆料质量管控。压浆材料包括水泥、水、外加剂组成，需要严把每项材料质量关，其中，外加剂需要做到流动性好、含水量低、具有微膨胀性，不得含有腐蚀成分，如果采用减水剂，减水率需要在 20% 以上；2）压浆准备。张拉完毕之后及早进行压浆，否则预应力筋可能会出现松弛或者锈蚀，张拉完毕之后采用水泥浆对预应力筋间隙进行封堵，压浆前清洁好孔道内部杂质，湿润孔壁，如果孔道内有油污，需使用皂液和中性洗涤剂进行清洁，压浆前详细检查压浆设备密封状态，正式压浆之前对浆液组织流动性试验，流动度以 10^～17s 为宜；3）真空辅助压浆。该种压浆工艺的原理是借助管道内空气负压使浆液能够密实、饱满的充满管道，这可以大大减小后续预应力筋的腐蚀，在压浆之前需要将孔道内的空气抽吸出来，孔道内真空度不得小于 80% ，在出口位置需要连接密封阀门，压浆前将密封阀门关闭，开启真空泵，确保真空度符合要求之后可以正式进行压浆，压浆过程中压力值以 0.5Mpa~0.7Mpa 为宜。在出口溢出浆液之后继续压浆，持续 3^～4min 左右时间，无误之后可以将压浆机关闭，及时进行封锚处理，在整个压浆作业过程中要求人员佩戴好护目镜，防止发生危害。在灌浆环节需要确保搅拌的连续性，如果中途停顿，禁止在浆液中加水 [4]。

与传统的压浆设备相比，智能压浆设备具有明显优势，该种设备包括高速制浆系统、测控系统、压浆系统等组成，能够通过对压力、水胶比等参数的评估分析出浆液饱满度，有效规避了人为因素带来的影响。同时，还能够将压浆过程中的各类参数记录下来，通过与既定指标的对比来作出调整，如果发现指标异常，会发出预警。另外，传统的张拉施工作业中对于人员的要求较高，至少需要6~8 人同时作业，在引入了智能压浆设备之后大大减少了现场人员数量，只需两人即可完成操作，不仅可以保障压浆质量，亦可以节约人工成本，具有良好的经济效益。

4 结语

总之，预应力桥梁病害是备受关注的热点话题，目前我国公路桥梁中广泛使用预应力桥梁，要保障预应力桥梁的施工质量，做好张拉压浆施工操作尤为重要，影响张拉压浆的质量因素非常多，包括原材料、预应力筋设置、管道布置、压浆参数、操作工艺等，为了解决上述问题，需要积极引入智能预应力施工技术，这能够实现张拉压浆的全程智能化处理，能够精准控制各项参数，不仅施工质量有所保障，安全性也更高。通过实践来看，在推行了智能预应力施工工艺之后，施工质量良好，张拉力精准、平稳，压浆参数稳定，在保障质量的同时可以有效提高施工效率。

参考文献：

[1] 张育杰 . 公路桥梁项目的智能预应力张拉及压浆施工研究 [J]. 建材与装饰 ,2024,20(22):130-132.

[2] 林明敬 . 市政公路桥梁箱梁预应力张拉及压浆施工控制探析 [J]. 交通世界 ,2024(23):137-139.

[3] 卢向阳 . 预应力智能张拉控制系统及真空压浆工艺在公路桥梁工程中的应用探讨 [J]. 时代汽车 ,2022(15):193-195.

[4] 张克长 , 麦高 . 智能张拉和压浆技术在公路桥梁工程中的应用研究[J]. 交通世界（上旬刊）,2021(9):31-32.