桥梁预应力张拉施工技术在高速公路桥梁中的应用与问题分析

预应力技术自 20 世纪引入我国以来，已广泛应用于混凝土桥梁结构中，特别是在现代高速公路桥梁建设中具有不可替代的重要地位。通过张拉钢筋或钢绞线以施加预应力，不仅能改善结构受力状态，还可有效控制裂缝发展、延长使用寿命。随着工程结构复杂度提升，对张拉施工工艺的控制精度、操作规范与监测反馈提出更高要求。实践中，仍存在张拉力偏差、管道摩阻、锚具滑移等问题，严重影响结构安全与桥梁耐久性。

1 预应力张拉技术的基本原理与分类

1.1 预应力的基本作用机制

预应力张拉通过对结构施加初始内力，使混凝土结构在服役阶段主要承受压应力，从而延缓或抵消外荷载引起的拉应力。这种内力作用机制显著提高混凝土桥梁的抗裂性与刚度，尤其适用于跨度较大、承重较重的高速公路桥梁。张拉力的传递路径与锚固方式决定了结构受力性能与变形协调水平，对结构的初期稳定性与长期使用性能具有决定意义。

1.2 预应力张拉的类型划分

预应力张拉主要分为先张法与后张法两类。在高速公路桥梁中，后张法由于施工适应性强、结构整体现浇性好，被广泛采用。根据施力部位又可分为有粘结与无粘结两种方式，其中有粘结张拉在施工后通过浆体灌注形成摩阻结合力，稳定性更高；而无粘结方式则依靠护套钢绞线的自身摩阻和端部锚固，适合于应力调整需求大的结构。

1.3 张拉施工工艺的主要流程

预应力张拉通常包括孔道清理、钢绞线穿束、千斤顶加载、力值控制与张拉记录等步骤。施工需严格控制张拉力、张拉速率与延伸值，确保张拉过程符合设计应力曲线。张拉完成后及时实施锚固与管道压浆，形成完整应力传递体系。各环节均需专业设备与精密测控手段配合，才能实现稳定、安全的施工目标。

2 预应力张拉施工在高速公路桥梁中的应用要点

2.1 材料选择与设备配置

预应力施工质量首先取决于张拉材料的性能。桥梁工程中多采用高强低松弛钢绞线，其公称直径通常为 15.2 毫米，极限抗拉强度可达 1860 兆帕以上。锚具与千斤顶需具备足够承载能力与重复精度，满足张拉力控制在设计值偏差不超过±5 千牛的要求[1]。张拉设备需定期校验并具备数据记录功能，以保证施工全程可追溯、可核验。

2.2 张拉顺序与控制策略

2.2.1 对称张拉的原则与应力平衡要求

在连续梁或多跨刚构桥中，张拉顺序需严格按照由结构中部向两端对称进行，确保桥梁截面应力沿纵向分布均匀。若不遵守这一原则，易在局部形成应力集中，导致梁体扭曲或节点变形，影响结构整体稳定性。为此，在编制张拉方案时，设计单位与施工单位应共同对结构受力特征进行复核，结合桥型和构造细节，确定最优张拉顺序。

2.2.2 双控标准的实施与数值比对

预应力张拉施工应采用张拉力与伸长值双控标准，其中张拉力通过千斤顶读取，伸长值则通过钢绞线延伸长度计算得出。二者均需与设计值进行比较，允许误差范围通常控制在±6%以内[2]。张拉过程中若两项数据偏差较大，应及时暂停作业，检查设备是否校准、摩阻是否异常等，确保数据准确可靠，防止结构受力失衡。

2.2.3 温度补偿与变形调控措施

预应力施工常处于露天环境，受温差影响较大。高温易引发张拉钢绞线热膨胀，产生假张拉力；低温则可能造成张拉力不足。因此，在温差超过10℃时，应采取温度补偿措施，通过实时监测张拉区温度变化修正张拉力。此外，对大型梁段应采用应变计与位移计联合监控张拉后构件变形，预判可能的结构应力偏移，及时进行调控[3]。

2.3 管道压浆与锚固技术

2.3.1 压浆材料性能与配制控制

压浆材料通常采用水泥、膨胀剂与减水剂复配组成，要求具备良好的流动性、早期强度与体积稳定性。水胶比应控制在 0.4 至 0.45 之间，拌合均匀无结块，浆液应在搅拌后30 分钟内完成注浆作业。为避免离析与沉降，宜使用高效搅拌机并设置二次搅拌系统，确保浆体均匀一致[4]。

2.3.2 灌浆压力与排气管理机制

灌浆时应维持持续压力，一般控制在0.5 至0.7 兆帕，避免因压力不足造成管道空腔[5]。灌浆过程中应设置进浆口、排气口及监测口，通过观察排浆口浆体颜色与流速判断饱满程度。对于坡度较大的孔道，应优先从最低点进浆、最高点排气，确保浆液完全充满整个管道空间，避免留下死角。

2.3.3 锚具防护与张拉后复核措施

锚具为张拉力最终传递节点，其安装质量对结构安全具有决定性影响。锚具安装前应进行除锈处理并严格按照生产厂家技术要求进行拧紧，防止滑移或松动。张拉完成后，应再次核对张拉力与钢绞线伸长记录，与设计值比对确认无误后方可进行锚固封闭。最终，还应在锚具端部涂抹防腐涂层，外设金属护罩密封，提升长期服役可靠性[6]。

3 预应力张拉施工中常见问题与技术优化

3.1 张拉力偏差与应力损失控制

实际施工中，常见问题包括张拉力与设计值不符、应力传递不均、部分构件应力过大或过小等。这类偏差主要源于设备校准误差、摩阻计算不准确或施工操作不规范。建议施工前进行摩阻实测，并采用数字化张拉控制系统进行全过程监测，及时识别张拉偏差并进行反馈修正。同时，对于复杂结构可采取分级张拉策略，逐步调整力值分布，优化结构内应力状态。施工期间应定期对张拉设备进行校验，同时加强操作人员技术培训，确保张拉过程稳定、受力均匀，降低应力损失对结构性能的影响。

3.2 管道堵塞与压浆质量问题

压浆不实或管道堵塞将严重影响预应力效果，可能导致钢绞线锈蚀、应力失效或结构开裂。此问题多发生在灌浆材料不均、操作不当或管道成型缺陷时。优化措施包括：采用真空辅助压浆技术提高灌浆密实性；加强管道封闭管理与孔道清理；并在灌浆后设置排气孔检查浆液饱满度，确保无空腔、无死角。

3.3 锚具滑移与结构变形隐患

锚具滑移通常发生在锚具与钢绞线接触面处理不当或端部锚固不足时，会引发预应力丢失与结构变形。应严格按锚固程序操作，在张拉前进行钢绞线端部除锈与油污处理。对于多波纹管集中区应增强锚具强度并加设限位环。同时，施工完成后应布设应力监测点，结合光纤传感器与数据采集设备进行变形监控，发现偏移及时修复[7]。

4 结语

预应力张拉施工作为高速公路桥梁建设中的关键技术，对保障结构强度、控制变形与延长桥梁使用寿命具有重要作用。本文通过对其基本原理、施工流程与常见问题进行系统分析，明确了施工过程中的控制要点与优化方向。当前，高速公路桥梁结构向复杂化与长寿命发展，预应力张拉技术的精细化管理与智能化监测将成为未来发展重点。应在工程实践中不断引入高精度控制系统、新型锚固技术与智能压浆工艺，实现从“控制”到“自适应”的转变，推动我国桥梁工程质量迈向更高水平。

参考文献

[1]刘秀昌.都九高速公路桥梁预应力技术的运用探析[J].建筑技术开发,2016,43(07):122+139.

[2]彭延洪.高速公路桥梁工程预应力施工技术与实施要点[J].黑龙江交通科技,2020,43(12):127+129.

[3]吕福霞.预应力智能张拉技术在高速公路桥梁预制梁施工中的应用[J].交通世界,2022,(33):129-131.

[4]孟令辰.贵州剑榕高速公路项目桥梁预应力检测及控制技术[J].交通世界,2020,(08):165-166.

[5]殷保方,许鹏.试析高速公路桥梁预应力检测及控制技术[J].价值工程,2019,38(28):259-260.

[6]范珉珠.公路桥梁工程中预制T形梁施工技术研究[J].交通世界,2023,(08):171-173.

[7]岳丽丽.高速公路桥梁施工中预应力技术措施研究[J].交通世界(建养.机械),2013,(07):314-315.