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【摘 要】 我国的预应力混凝土结构是在20世纪50年代发展起来的，最初试用于预应力钢筋混凝土轨枕，之后预应力混凝土技术在全国范围内得到推广。隨着我国高等级公路建设的不断发展，预应力混凝土技术在公路桥梁工程中发展最快。桥梁上得到普遍应用，本文就预应力混凝土施工工艺做出了总结，供同行参考。
【关键词】 预应力；混凝土；施工工艺
引言：
预应力混凝土以其较高的承载能力而被广泛的应用于桥梁工程中。在我国道路建设中，预应力混凝土桥梁建设占有很大分量的工程量，然而与之相应的质量问题也日益凸显，这些问题发生的原因是多种多样的。钢筋混凝土和预应力混凝土结构相比较而言，具有提高使用阶段的基本性能、提高构件的剪切承载力、提高卸载后的恢复变形能力、改善抗疲劳强度耐久性、能够在混凝土中大量使用高强度钢材，有效的减轻构件自重等优点。
一、预应力混凝土结构的施工特点
预应力混凝土结构的施工，必须同时考虑施工时结构受力情况和现场施工条件，而采取相应的施工方法。如对于大跨度预应力混凝土连续梁、T型钢构、斜拉桥，往往采用悬臂挂篮无支架施工方法，即在桥墩两边平衡悬臂分节段浇筑混凝土，后期阶段是靠已浇节段来支撑，各阶段经历浇筑、张拉、不断地加载（移动挂篮）等过程，逐步完成全桥的施工。自架设体系的悬臂施工法，使这种桥型的结构性能和施工特点达到高度的协调统一，且每一节段均充分发挥了预应力的作用，实现了荷载平衡。阶段悬臂施工法是预应力混凝土桥梁施工技术发展的结果，是预应力等效荷载观点的直接体现，它为大跨度桥梁在世界各地的迅速发展，开辟了新的途径。
二、预应力混凝土结构的优缺点
2.1预应力混凝土结构与钢筋混凝土结构相比，具有下列主要优点
1、改善使用阶段的性能。受拉和受弯构件中采用预应力，可延缓裂缝出现并降低较高荷载水平时的裂缝开展宽度；采用预应力，也能降低甚至消除使用荷载下的挠度，因此，可跨越大的空间，建造大跨结构。
2、提高受剪承载力。纵向预应力的施加可延缓混凝土构件中斜裂缝的形成，提高其受剪承载力。
3、改善卸载后的恢复能力。混凝土构件上的荷载一旦卸去，预应力就会使裂缝完全闭合，大大改善结构构件的弹性恢复能力。
4、提高耐疲劳强度。预应力作用可降低钢筋中应力循环幅度，而混凝土结构的疲劳破坏一般是由钢筋的疲劳（而不是由混凝土的疲劳）所控制的。
5、能充分利用高强度钢材，减轻结构自重。在普通钢筋混凝土结构中，由于裂缝和挠度问题，如使用高强度钢材，不可能充分发挥其强度。例如，1860Mpa级的高强钢绞线，如用于普通钢筋混凝土结构中，钢材强度发挥不到20%，其结构性能早己满足不了使用要求，裂缝宽，挠度大；而采用预应力技术，不仅可控制结构使用阶段性能，而且能充分利用高强度钢材的潜能。这样，采用预应力，可大大节约钢材用量，并减小截面尺寸和混凝土用量，具有显著的经济效益。
6、可调整结构内力。将预应力筋对混凝土结构的作用作为平衡全部和部分外荷载的反向荷载，成为调整结构内力和变形的手段。
2.2预应力混凝土结构也存在着一些缺点
1、工艺较复杂，质量要求高，因而需要配备一支技术较熟练的专业队伍。
2、需要有一定的专用设备，如张拉机具、灌浆设备等。
3、预应力反拱不易控制，它将随混凝土的改变增加而加大，可能影响结构使用效果。
4、预应力混凝土结构的开工费用较大，对于跨径小、构件数量少的工程，成本较高。
三、预应力混凝土施工工艺
3.1先张法预应力混凝土施工工艺
先张法一般仅适用于生产中小型构件，在固定的预制厂生产。先张法预应力混凝土构件在台座上生产时，其工艺流程一般如图3.1所示。预应力混凝土先张法工艺的特点是：预应力筋在浇筑混凝土前张拉，预应力的传递依靠预应力筋与混凝土之间的粘结力，为了获得良好质量的构年，在整个生产过程中，除确保混凝土质量以外，还必须确保预应力筋与混凝土之间的良好粘结，使预应力混凝土构件获得符合设计要求的预应力值。对于碳素钢丝因其强度很高，且表面光滑，它与混凝土粘结力较差。因此，必要时可采取刻痕和压波措施，以提高钢丝与混凝土的粘结力。压波一般分局部压波和全部压波两种，施工经验认为波长取39mm，波高取1.5～2.0mm比较合适。为了便于脱模，在铺放预应力筋前，在台面及模板上应先刷隔离剂，但应采取措施，防止隔离剂污损预应力筋，影响粘结。
3.2后张法预应力混凝土施工工艺
后张法【post-tensioning method】指的是先浇筑水泥混凝土，待达到设计强度的75%以上后再张拉预应力钢材以形成预应力混凝土构件的施工方法。
先制作构件，并在构件体内按预应力筋的位置留出相应的孔道，待构件的混凝土强度达到规定的强度（一般不低于设计强度标准值的75%）后，在预留孔道中穿入预应力筋进行张拉，并利用锚具把张拉后的预应力筋锚固在构件的端部，依靠构件端部的锚具将预应力筋的预张拉力传给混凝土，使其产生预压应力；最后在孔道中灌入水泥浆，使预应力筋与混凝土构件形成整体。
①有粘结预应力混凝土
先浇混凝土，待混凝土达到设计强度75%以上，再张拉钢筋（钢筋束）.其主要张拉程序为：埋管制孔→浇混凝土→抽管→养护穿筋张拉→锚固→灌浆（防止钢筋生锈）。其传力途径是依靠锚具阻止钢筋的弹性回弹，使截面混凝土获得预压应力，这种做法使钢筋与混凝土结为整体，称为有粘结预应力混凝土。
有粘结预应力混凝土由于粘结力（阻力）的作用使得预应力钢筋拉应力降低，导致混凝土压应力降低，所以应设法减少这种粘结。这种方法设备简单，不需要张拉台座，生产灵活，适用于大型构件的现场施工。 ②无粘结预应力混凝土
其主要张拉程序为预应力钢筋沿全长外表涂刷沥青等润滑防腐材料→包上塑料纸或套管（预应力钢筋与混凝土不建立粘结力）→浇混凝土养护→张拉钢筋→锚固。
施工时跟普通混凝土一样，将钢筋放入设计位置可以直接浇混凝土，不必预留孔洞、穿筋、灌浆、简化施工程序，由于无粘结预应力混凝土有效预压应力增大，降低造价，适用于跨度大的曲线配筋的梁体。
四、从监理角度对公路桥梁施工中预应力技术施工质量控制建议
公路桥梁施工中，预应力分项工程的施工包括材料进场验收、预应力筋制备、预应力筋铺放、后张法构件的预留孔道及穿束、预应力筋张拉、张、孔道灌浆和封锚防护等工序，施工中必须严格控制各工序的施工质量及工作质量，确保最终在结构中建立的有效预应力符合设计要求。此外，还需做好以下工作：
4.1加强预应力施工
预应力施工，尤其是后张法预应力工程的施工，专业性强、技术含量高、操作要求严，必须由具有相应资质等级的预应力专业施工单位承担。对于公路桥梁施工中预应力技术施工质量控制来说，预应力筋数量应该严格的按照设计的要求来进行铺设，在铺设中要保持其位置准确，平面顺直，互不扭绞。在具体的设计的时候，要做好预应力筋和锚版之间的垂直位置，在承压板安装的时候，必要做好的就是它的固定的工作，这样才可以防止和混凝土发生位移。同时，在预应力筋位置上面，时常会出现施工洞及预留洞口，这样的情况，要做的就是保证预應力筋的具体的位置不动，按照具体的状况，把洞口做好相应的分配摆放工作，以便很好的控制质量。
4.2建立完善的质量保证体系
预应力专业施工单位应在工程项目现场建立完善的质量保证体系对材料采购、进场复验、技术管理及工序专检等各个环节，都必须明确责任、落实到人。在具体的施工过程中，预应力筋和波纹管安装质量十分重要，公路桥梁施工施工中，做好预应力筋和波纹管安装，注重要装质量的保证，是保证预应力体系质量的重要基础，所以做好预应力筋和波纹管的安装，就要严格控制施工过程，加强施工的管理，控制好施工的质量，从而保证灌注混凝土后波纹管不漏不堵，在运用中不偏不变形。
4.3工程项目监理调节好各部分的关系
工程项目监理部应主动协调好业主、设计单位和施工单位之间，以及总承包单位与预应力专业分包单位之间的关系，使工程项目参建各方构成一个完整的质量保证体系。
4.4预应力工程设计明确材料
预应力工程设计应明确提供预应力筋的材质、规格、性能要求、束形及布置要求、结构构造，及预应力筋的张拉力（或张拉控制应力）、张拉程序和张拉顺序等内容，以保证施工人员能按照设计意图在结构中建立正确的预应力。
4.5工程监理应严格控制施工单位的材料报验与工序报验
工程监理应严格控制施工单位的材料报验与工序报验，不合格材料决不容许用于工程，不合格工序决不放过。
五、结束语
在桥梁工程中构件预应力张拉工艺是桥梁预应力构件施工中一个非常关键的环节。尤其是对张拉应力和伸长量上的控制，将会直接影响到预应力构件的使用寿命，所以在桥梁预应力施工中，必须要充分做好张拉前的各项准备工作，在预应力张拉过程中一定不要过分的追求数量，必须要按照技术规范进行标准化操作，以确保工程质量。
参考文献：
[1]杨宗放.现代预应力混凝土施工[M].北京：中国建筑工业出版社，2002.
[2]王赫.建筑工程质量事故分析（第二版）[M].北京：中国建筑工业出版社，2000.
[3]《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》人民交通出版社，北京
[4]程召华，程征.路桥建设预应力技术质量控制[J].民营科技，2009，（9）：174-175.
【关键词】 预应力；混凝土；施工工艺
引言：
预应力混凝土以其较高的承载能力而被广泛的应用于桥梁工程中。在我国道路建设中，预应力混凝土桥梁建设占有很大分量的工程量，然而与之相应的质量问题也日益凸显，这些问题发生的原因是多种多样的。钢筋混凝土和预应力混凝土结构相比较而言，具有提高使用阶段的基本性能、提高构件的剪切承载力、提高卸载后的恢复变形能力、改善抗疲劳强度耐久性、能够在混凝土中大量使用高强度钢材，有效的减轻构件自重等优点。
一、预应力混凝土结构的施工特点
预应力混凝土结构的施工，必须同时考虑施工时结构受力情况和现场施工条件，而采取相应的施工方法。如对于大跨度预应力混凝土连续梁、T型钢构、斜拉桥，往往采用悬臂挂篮无支架施工方法，即在桥墩两边平衡悬臂分节段浇筑混凝土，后期阶段是靠已浇节段来支撑，各阶段经历浇筑、张拉、不断地加载（移动挂篮）等过程，逐步完成全桥的施工。自架设体系的悬臂施工法，使这种桥型的结构性能和施工特点达到高度的协调统一，且每一节段均充分发挥了预应力的作用，实现了荷载平衡。阶段悬臂施工法是预应力混凝土桥梁施工技术发展的结果，是预应力等效荷载观点的直接体现，它为大跨度桥梁在世界各地的迅速发展，开辟了新的途径。
二、预应力混凝土结构的优缺点
2.1预应力混凝土结构与钢筋混凝土结构相比，具有下列主要优点
1、改善使用阶段的性能。受拉和受弯构件中采用预应力，可延缓裂缝出现并降低较高荷载水平时的裂缝开展宽度；采用预应力，也能降低甚至消除使用荷载下的挠度，因此，可跨越大的空间，建造大跨结构。
2、提高受剪承载力。纵向预应力的施加可延缓混凝土构件中斜裂缝的形成，提高其受剪承载力。
3、改善卸载后的恢复能力。混凝土构件上的荷载一旦卸去，预应力就会使裂缝完全闭合，大大改善结构构件的弹性恢复能力。
4、提高耐疲劳强度。预应力作用可降低钢筋中应力循环幅度，而混凝土结构的疲劳破坏一般是由钢筋的疲劳（而不是由混凝土的疲劳）所控制的。
5、能充分利用高强度钢材，减轻结构自重。在普通钢筋混凝土结构中，由于裂缝和挠度问题，如使用高强度钢材，不可能充分发挥其强度。例如，1860Mpa级的高强钢绞线，如用于普通钢筋混凝土结构中，钢材强度发挥不到20%，其结构性能早己满足不了使用要求，裂缝宽，挠度大；而采用预应力技术，不仅可控制结构使用阶段性能，而且能充分利用高强度钢材的潜能。这样，采用预应力，可大大节约钢材用量，并减小截面尺寸和混凝土用量，具有显著的经济效益。
6、可调整结构内力。将预应力筋对混凝土结构的作用作为平衡全部和部分外荷载的反向荷载，成为调整结构内力和变形的手段。
2.2预应力混凝土结构也存在着一些缺点
1、工艺较复杂，质量要求高，因而需要配备一支技术较熟练的专业队伍。
2、需要有一定的专用设备，如张拉机具、灌浆设备等。
3、预应力反拱不易控制，它将随混凝土的改变增加而加大，可能影响结构使用效果。
4、预应力混凝土结构的开工费用较大，对于跨径小、构件数量少的工程，成本较高。
三、预应力混凝土施工工艺
3.1先张法预应力混凝土施工工艺
先张法一般仅适用于生产中小型构件，在固定的预制厂生产。先张法预应力混凝土构件在台座上生产时，其工艺流程一般如图3.1所示。预应力混凝土先张法工艺的特点是：预应力筋在浇筑混凝土前张拉，预应力的传递依靠预应力筋与混凝土之间的粘结力，为了获得良好质量的构年，在整个生产过程中，除确保混凝土质量以外，还必须确保预应力筋与混凝土之间的良好粘结，使预应力混凝土构件获得符合设计要求的预应力值。对于碳素钢丝因其强度很高，且表面光滑，它与混凝土粘结力较差。因此，必要时可采取刻痕和压波措施，以提高钢丝与混凝土的粘结力。压波一般分局部压波和全部压波两种，施工经验认为波长取39mm，波高取1.5～2.0mm比较合适。为了便于脱模，在铺放预应力筋前，在台面及模板上应先刷隔离剂，但应采取措施，防止隔离剂污损预应力筋，影响粘结。
3.2后张法预应力混凝土施工工艺
后张法【post-tensioning method】指的是先浇筑水泥混凝土，待达到设计强度的75%以上后再张拉预应力钢材以形成预应力混凝土构件的施工方法。
先制作构件，并在构件体内按预应力筋的位置留出相应的孔道，待构件的混凝土强度达到规定的强度（一般不低于设计强度标准值的75%）后，在预留孔道中穿入预应力筋进行张拉，并利用锚具把张拉后的预应力筋锚固在构件的端部，依靠构件端部的锚具将预应力筋的预张拉力传给混凝土，使其产生预压应力；最后在孔道中灌入水泥浆，使预应力筋与混凝土构件形成整体。
①有粘结预应力混凝土
先浇混凝土，待混凝土达到设计强度75%以上，再张拉钢筋（钢筋束）.其主要张拉程序为：埋管制孔→浇混凝土→抽管→养护穿筋张拉→锚固→灌浆（防止钢筋生锈）。其传力途径是依靠锚具阻止钢筋的弹性回弹，使截面混凝土获得预压应力，这种做法使钢筋与混凝土结为整体，称为有粘结预应力混凝土。
有粘结预应力混凝土由于粘结力（阻力）的作用使得预应力钢筋拉应力降低，导致混凝土压应力降低，所以应设法减少这种粘结。这种方法设备简单，不需要张拉台座，生产灵活，适用于大型构件的现场施工。 ②无粘结预应力混凝土
其主要张拉程序为预应力钢筋沿全长外表涂刷沥青等润滑防腐材料→包上塑料纸或套管（预应力钢筋与混凝土不建立粘结力）→浇混凝土养护→张拉钢筋→锚固。
施工时跟普通混凝土一样，将钢筋放入设计位置可以直接浇混凝土，不必预留孔洞、穿筋、灌浆、简化施工程序，由于无粘结预应力混凝土有效预压应力增大，降低造价，适用于跨度大的曲线配筋的梁体。
四、从监理角度对公路桥梁施工中预应力技术施工质量控制建议
公路桥梁施工中，预应力分项工程的施工包括材料进场验收、预应力筋制备、预应力筋铺放、后张法构件的预留孔道及穿束、预应力筋张拉、张、孔道灌浆和封锚防护等工序，施工中必须严格控制各工序的施工质量及工作质量，确保最终在结构中建立的有效预应力符合设计要求。此外，还需做好以下工作：
4.1加强预应力施工
预应力施工，尤其是后张法预应力工程的施工，专业性强、技术含量高、操作要求严，必须由具有相应资质等级的预应力专业施工单位承担。对于公路桥梁施工中预应力技术施工质量控制来说，预应力筋数量应该严格的按照设计的要求来进行铺设，在铺设中要保持其位置准确，平面顺直，互不扭绞。在具体的设计的时候，要做好预应力筋和锚版之间的垂直位置，在承压板安装的时候，必要做好的就是它的固定的工作，这样才可以防止和混凝土发生位移。同时，在预应力筋位置上面，时常会出现施工洞及预留洞口，这样的情况，要做的就是保证预應力筋的具体的位置不动，按照具体的状况，把洞口做好相应的分配摆放工作，以便很好的控制质量。
4.2建立完善的质量保证体系
预应力专业施工单位应在工程项目现场建立完善的质量保证体系对材料采购、进场复验、技术管理及工序专检等各个环节，都必须明确责任、落实到人。在具体的施工过程中，预应力筋和波纹管安装质量十分重要，公路桥梁施工施工中，做好预应力筋和波纹管安装，注重要装质量的保证，是保证预应力体系质量的重要基础，所以做好预应力筋和波纹管的安装，就要严格控制施工过程，加强施工的管理，控制好施工的质量，从而保证灌注混凝土后波纹管不漏不堵，在运用中不偏不变形。
4.3工程项目监理调节好各部分的关系
工程项目监理部应主动协调好业主、设计单位和施工单位之间，以及总承包单位与预应力专业分包单位之间的关系，使工程项目参建各方构成一个完整的质量保证体系。
4.4预应力工程设计明确材料
预应力工程设计应明确提供预应力筋的材质、规格、性能要求、束形及布置要求、结构构造，及预应力筋的张拉力（或张拉控制应力）、张拉程序和张拉顺序等内容，以保证施工人员能按照设计意图在结构中建立正确的预应力。
4.5工程监理应严格控制施工单位的材料报验与工序报验
工程监理应严格控制施工单位的材料报验与工序报验，不合格材料决不容许用于工程，不合格工序决不放过。
五、结束语
在桥梁工程中构件预应力张拉工艺是桥梁预应力构件施工中一个非常关键的环节。尤其是对张拉应力和伸长量上的控制，将会直接影响到预应力构件的使用寿命，所以在桥梁预应力施工中，必须要充分做好张拉前的各项准备工作，在预应力张拉过程中一定不要过分的追求数量，必须要按照技术规范进行标准化操作，以确保工程质量。
参考文献：
[1]杨宗放.现代预应力混凝土施工[M].北京：中国建筑工业出版社，2002.
[2]王赫.建筑工程质量事故分析（第二版）[M].北京：中国建筑工业出版社，2000.
[3]《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》人民交通出版社，北京
[4]程召华，程征.路桥建设预应力技术质量控制[J].民营科技，2009，（9）：174-175.