楊裕成

　　【摘要】：筆者通過對預應力鋼絞線的選擇、預應力錨具的選擇、預應力體系的設計、預應力效應的分析幾個方面作出總結，并對施工過程中存在的主要問題作了總結和改善措施方面的探討和闡述。

　　【關鍵詞】：預應力;真空灌漿;公路橋梁;橋梁施工

　　一公路橋梁施工中預應力的應用

　　(一)預應力鋼絞線的選擇

　　目前國內外使用的預應力鋼材主要有預應力鋼筋、冷拉預應力鋼絲、矯直回火預應力鋼絲、低松弛預應力鋇絲、普通預應力鋼絞線和低松馳鋼絞線。作為預應力鋼材最新一代的低松弛鋼絞線由于其高效、經濟、施工方便，使建筑構件輕薄美觀的優點，已大量使用在世界各地最重要的建筑工程上，如大型橋梁核電站、高層大跨度房屋、高速及高架公路等。

　　使用預應力鋼絞線至少可節省鋼材1/3以上，其經濟效益和社會效益是十分顯著的。預應力鋼絞線的選擇應考慮以下幾個方面：鋼絞線性能參數，包括幾何參數、表面狀態、松散性、斷裂荷載、屈服荷載、伸長率、松弛等;鋼絞線標準，包括品種規格、破斷荷載、尺寸公差、松弛性、延伸率等。

　　(二)預應力錨具的選擇

　　后張法預應力混凝土結構所使用的錨具，主要可分為機械錨固和摩阻錨固兩大類，機械錨固類錨具是在預應力鑰材的端部采用機械加工形成一個適宜于錨碇的工作條件來加以錨固這類錨具通常用于錨旋高強度粗鋼筋或集束型高強鋼絲，個別也有錨旋單根或多根鋼鉸線的。其特點是錨具應力損失較小連接比較方便，在未灌漿前可以重復張扣或放松以調整預應力。摩阻錨固類錨具是利用楔形錨具，將預應力鋼材“擠緊”形成錨旋作用，這類錨具品種較多，應用較廣，其特點是錨力變化較多、噸位較大，穿索比較方便;不足之處是錨具應力損失較大，要重復張拉或連接較不方便。

　　(三)預應力體系的設計

　　預應力混凝土橋梁預應力體系的設計通常采用OVM和XYM體系。該體系的頂板縱向鋼束均采用平豎彎曲相結合的空間曲線，集中錨固在腹板頂部承托上，底板鋼束則盡可能靠近齒板處錨固。這樣布束具有如下特點：

　　1 使預應力具有最大力臂，較大限度地發揮力學效應，同時由于布束接近腹板，預應力以較短的傳力路線分布在全截面上。

　　2 頂板束錨固在承托中，不需設置復雜的齒板構造，使箱梁尺寸完全由受力需要來控制設計。

　　3 頂、底板鋼束在平面上按同樣的S線型錨固于設計位置上，可以消除集中錨固點產生的橫向力。

　　(四)預應力效應的分析

　　在預應力混凝土結構設計實踐中，通常是根據經驗先假定預應力鋼束的分布圖，而后進行應力分析(也就是全橋正常使用極限狀態驗算)，檢查結構各部截面的應力狀態，當不能滿足要求時，則改進鋼束分布，經過多次嘗試，得到滿足應力要求的鋼束分布圖。所以說，預應力筋、預應力錨具和預應力體系設計歸根到底取決于預應力效應的分析。

　　預應力損失的計算包括瞬時損失和后期損失兩個方面。瞬時損失是在鋼束錨固前或錨固時可能出現的損失值。對于后張預應力混凝土結構，一般包括鋼束與預留孔道之間的摩阻損

　　失。張拉時構件長度的縮短——即彈性壓縮損失以及錨具變形的損失。后期損失是在鋼束錨固后發生的損失，它包括鋼束松弛和棍凝土收縮、徐變及后期預應力束張拉造成的前期鋼束預應力減小等引起的損失。

　　二預應力施工中的主要問題及措施探討

　　(一)預應力筋的定位

　　預應力筋數量嚴格按設計要求鋪設，保證位置準確，平面順直，互不扭絞。張拉端設置時，應保證預應力筋與錨板垂直，承壓板安裝好后須固定牢固，防止混凝土澆筑時移位。當在預應力筋位置遇有施工洞及預留洞口時，預應力筋的位置不斷也不繞，可離洞口邊30mm并束布置。

　　根據曲線預應力筋的坐標位置，核對與非預應力筋的相關性，發現預應力筋與非預應力筋或其他布管(如電線管等)發生沖突時，經分析確定優先保證預應力筋的鋪設，將普通鋼筋位置移動，確保預應力管道位置正確，但禁止將鋼筋截斷，實際施工中有兩個部位鋼筋移位較大，采用同型號井字鋼筋加固。然后按照確認的曲線坐標制作、布筋。開始幫扎鋼筋前，在墊層上放出墻邊線和鋼筋位置，根據鋼筋的重疊順序，將縱橫鋼筋、封閉箍筋依次就位，按設計的鋼絞線在梁內的位置，將專用支架牢固焊接在梁內箍筋上，并在鋼筋籠中布置專用托輪若干，將絞線束由一端牽引、另一端傳送，緩慢輸送到位。牽引穿鋪中不得損傷護套，順次安放在專用支架的U形卡內，隨即將U形卡扳成形，將絞線牢固固定。然后安裝承壓板，螺旋筋等，必須保證梁端40cm內絞線束與梁軸線平行。穿入預應力筋后再將上層

　　鋼筋依次就位，嚴格校對位置，固定牢固。

　　預應力筋和波紋管安裝質量是確保預應力體系質量的重要基礎，在施工中嚴格施工過程控制，保證灌注混凝土后波紋管不漏、不堵、不偏不變形，采取了如下措施：使用前對波紋管進行嚴格的檢查，是否存在破損，發現損傷無法修復的堅決廢棄不用;安裝波紋管前去掉端頭的毛刺、卷邊、折角;認真檢查，確保波紋管定位必須準確，嚴防上浮、下沉和左右移動，其位置偏差應在規范要求內，波紋管定位用的鋼筋網片與波紋管的間隙不應大于3mm，設置間距;直線段不大于1m，曲線段不大于0.5m;電氣焊作業在管道附近進行時，在波紋管上覆蓋濕麻袋或薄鐵皮等，以免波紋管被損傷;施工過程中注意避免鐵件等尖銳物與波紋管的接觸，保護好管道;在施工時注意盡量避免振搗棒觸及波紋管。

　　(二)真空灌漿

　　后張預應力混凝土結構中，預應力筋的防腐蝕問題及與結構混凝土的共同工作問題是通過壓力灌漿充滿預應力筋預埋孔道和預應力筋之間的空隙予以解決的，當后張預應力筋處于非水平的傾斜狀態。多跨度彎曲狀態時，水泥漿的泌水蒸發后形成無水泥漿存在的空間，使該處的預應力筋失去保護。而預應力筋在高應力(現代預應力結構中，預應力筋的應力通常在1000Mpa以上)狀態下對腐蝕損壞相當敏感(即應力腐蝕)，造成預應力筋的腐蝕部位斷面缺損，影響預應力混凝土結構的安全和耐久性。因此，灌裝質量的好壞直接影響到預應力筋的防腐蝕性能、預應力構筑物的安全性能和耐久性能。所以在預應力孔道灌漿施工中，針對質量問題：孔道中水泥漿未充滿，有空隙;水泥漿體硬化后收縮與孔道壁分離;水泥漿硬化后強度不滿足規范要求進行重點解決。

　　如果預應力筋部分是多波超長曲線，為確保灌漿的質量，保證其密實度，實際施工中對超過40m的多波預應力筋采用了真空灌漿，取得了很好的效果。真空灌漿采用塑料波紋管，根據廠家的技術支持進行施工，其基本原理是:在孔道的一端采用真空泵對孔道進行抽真空，使之產生- 0.1MPa左右的真空度，然后用灌漿泵將優化后的特種水泥漿從孔道的另一端灌入，直至充滿整條孔道，并加以0.7MPa的正壓力，以提高預應力孔道灌漿的飽滿度和密實度。

　　三結語

　　公路橋梁結構預應力設計中考慮混凝土強度變化的問題，是一種新思路和新方法，傳統的結構設計理論在這個問題上存在缺陷，需要完善。作者通過全橋結構應力的分析并結合混凝土破壞準則推導出豎向預應力計算等內容，并對具體的項目進行計算，是這種方法的一種應用，對工程實際具有重要意義。