預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在橋梁工程的應(yīng)用

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1市政橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)概述

在路橋工程的施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)主要作用是提升混凝土技術(shù)，目的是將預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件進(jìn)行最終的構(gòu)建，并降低或抵消外荷載作用?；炷磷陨砭邆漭^強(qiáng)的抗壓強(qiáng)度，預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的應(yīng)用可以進(jìn)一步加強(qiáng)其抗拉強(qiáng)度，防止混凝土在巨大拉力的作用下發(fā)生開裂情況。在橋梁動(dòng)工中最常使用到的是高強(qiáng)度的混凝土和輕鋼材料。在市政橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)不但可以保證施工質(zhì)量，減少混凝土自重、節(jié)省鋼材成本、避免開裂等，同時(shí)還可以延長路橋工程的使用期限，使其擁有經(jīng)濟(jì)美觀的優(yōu)點(diǎn)，有很高的應(yīng)用價(jià)值[1]。

1.1應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

作為一種現(xiàn)代施工技術(shù)，預(yù)應(yīng)力技術(shù)在建筑領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，尤其是在道路橋梁工程中更是起到了至關(guān)重要的用處。此技術(shù)是預(yù)先產(chǎn)生一個(gè)力，在一般的建筑結(jié)構(gòu)中為增加其強(qiáng)度提前給其施加一個(gè)力，與之后受到的力相互作用，從而擁有很高的彈性，達(dá)到降低自身震動(dòng)和外立壓迫導(dǎo)致變形問題的作用。簡單來說就是在結(jié)構(gòu)之外受力前加上預(yù)應(yīng)力，從而改善結(jié)構(gòu)的使用性能，提升原本抗擊性能。預(yù)應(yīng)力技術(shù)在路橋施工中的作用原理是：因?yàn)槁窐蛑饕芰η霸谑芰ξ恢煤筒考M(jìn)行預(yù)應(yīng)力施加工作，提升橋梁部件的韌性，降低因?yàn)橥饬Χ鸬睦瓚?yīng)力。利用預(yù)應(yīng)力混凝土的抗壓性能，很好的補(bǔ)足了混凝土部件自身的輕度和韌性上的缺陷，起到提升路橋整體承載能力的作用。具體的在橋梁工程項(xiàng)目中使用預(yù)應(yīng)力技術(shù)可以有以下幾個(gè)方面的優(yōu)勢：①增強(qiáng)了構(gòu)件的抗震性能、耐久性；②因?yàn)榇思夹g(shù)可以提升橋梁的抗裂度和受力性能，所以適合在對裂縫有嚴(yán)格要求的工程中[3]；③可以有效強(qiáng)化橋梁的結(jié)構(gòu)剛度，從最大限度降低橋梁的結(jié)構(gòu)變形程度；④此工程在施工方面有著極為嚴(yán)格的要求，通常使用混凝土和強(qiáng)度高的鋼筋，因此能夠有效節(jié)省建筑原材料，降低橋梁結(jié)構(gòu)的自重，適合在受重負(fù)荷或跨度較大的結(jié)構(gòu)中應(yīng)用。

1.2預(yù)應(yīng)力技術(shù)的缺點(diǎn)

在橋梁工程中使用預(yù)應(yīng)力技術(shù)可以減低總體造價(jià)，但是此技術(shù)將工程的各個(gè)環(huán)節(jié)變得復(fù)雜、繁瑣。從表面看，將構(gòu)建尺寸降低縮減了磨邊、鋼筋混凝土等建筑材料的成本，但在項(xiàng)目中采用的無梁平板結(jié)構(gòu)為后期的管線提供了方便。但從現(xiàn)實(shí)情況看，采用此技術(shù)便意味著需要加設(shè)型設(shè)備，況且此技術(shù)的施工技術(shù)較高，施工時(shí)長很長，在一定程度上增加工程成本。

2預(yù)應(yīng)力技術(shù)在市政橋梁建設(shè)中的應(yīng)用

2.1合理選擇鋼絞線

在橋梁建設(shè)動(dòng)工前第一要做的便是全面、充分、詳細(xì)的了解工程相關(guān)的一系列問題，比如解耦股、柱網(wǎng)尺、資金、面積等基礎(chǔ)內(nèi)容[2]。第二步是從總體上分析工程信息并依據(jù)設(shè)計(jì)中規(guī)劃的方案選取鋼絞線，具體選擇的鋼絞線必須經(jīng)濟(jì)、方便、美觀，同時(shí)又能突出橋梁特征等多種要求。根據(jù)現(xiàn)在的施工中應(yīng)用這種技術(shù)來看，因?yàn)榈退傻匿摻g線有加強(qiáng)使用、經(jīng)濟(jì)等方面的優(yōu)點(diǎn)，獲得了廣泛的應(yīng)用。另外，在選取鋼絞線中應(yīng)該考慮橋梁筑工的松弛度、幾何參數(shù)、規(guī)格、尺寸、參數(shù)等一系列的性能。

2.2合理選擇預(yù)應(yīng)力錨具

應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁建設(shè)中錨具的選擇也是需要重點(diǎn)考慮的因素。應(yīng)該選擇好使用機(jī)械模具還是摩阻錨具，后者在實(shí)際操作中方便效率高，但缺點(diǎn)是連接時(shí)比較復(fù)雜，會(huì)有很大的損失。所以，在現(xiàn)成選擇錨具時(shí)應(yīng)該根據(jù)施工情況決定。

2.3分析預(yù)應(yīng)力效應(yīng)

在現(xiàn)場使用中工程規(guī)模的或大或小都應(yīng)該在掌握詳細(xì)分析預(yù)應(yīng)力技術(shù)效應(yīng)的前提上開始動(dòng)工。比如，先對此技術(shù)的各個(gè)方面信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行假設(shè)布局，依據(jù)此畫出大致的分布圖，再進(jìn)行綜合分析，在假設(shè)中應(yīng)該注意可能產(chǎn)生的問題，基于此提出相應(yīng)的解決方案。另外，對工程的可行性進(jìn)行綜合分析，從而避免不必要的損失。

3市政橋梁工程預(yù)應(yīng)力施工

3.1模板與支架動(dòng)工工藝

工程施工的順利進(jìn)行需要在開始前打好地基。一般情況下會(huì)有部分地勢不平整的橋梁，其地基的承載力也不會(huì)太高，所以不但需要使用有效的鉆孔灌注承載外，而且應(yīng)該使用混凝土澆筑。在搭設(shè)支架時(shí)要根據(jù)橋梁的實(shí)際情況進(jìn)行，在搭設(shè)完畢后按照2cm的竹膠箱模板，在進(jìn)行模板安裝時(shí)結(jié)合底膜、側(cè)模、頂模[2]。

3.2孔道預(yù)留技術(shù)

預(yù)應(yīng)力的孔道形狀有三種，分別是直線、曲線、折線，其外徑可以看做是孔道的直徑，并且預(yù)應(yīng)力筋的面積需是孔道面積的三分之一。市政橋梁工程中使用的是后張法預(yù)應(yīng)力時(shí)，需要在澆筑混凝土前保留孔道部位。此種孔道是由波紋管材料制作而成的，與鋼絞線正好配套。因?yàn)椴y管容易被損壞，需要在使用中注意保護(hù)，防止操作不當(dāng)將其損壞。

3.3安裝鋼筋與鋼絞線

橋梁的骨架部分便是此兩種材料，在綁扎普通鋼筋時(shí)要根據(jù)綁扎的順序兩次完成，一般情況下是在底板和腹板完成后操作。在綁扎結(jié)束后要與事先設(shè)計(jì)的需求結(jié)合，再次，對于必要的支座鋼墊板、防撞板，對預(yù)應(yīng)力的鋼絞線和波紋管預(yù)埋進(jìn)行安裝。在焊接鋼筋時(shí)需要有專業(yè)的人員進(jìn)行檢驗(yàn)，防止出現(xiàn)侵蝕、破損和油污的情況，若發(fā)生應(yīng)該及時(shí)使用有效的措施完善處理。箱梁鋼絞線的施工是預(yù)應(yīng)力動(dòng)工中重要的部分，由于實(shí)際施工有眾多需要注意的事項(xiàng)且工序異常復(fù)雜，尤其是在張拉順序上若是出錯(cuò)，將引起嚴(yán)重后果。張拉的順序要根據(jù)實(shí)際情況決定，橫向的在張拉時(shí)應(yīng)該使用自上而下的方法操作，腹板則需要從下到上的方法進(jìn)行。對總結(jié)構(gòu)使用第一批鋼束到縱梁鋼束，再到橫梁剩余鋼束的張拉次序進(jìn)行。在張拉過程中，施工效果也會(huì)受到天氣的影響，尤其是下雨天，雨水的長期作用會(huì)讓鋼絞線發(fā)生銹蝕，所以必須有防護(hù)措施。如果不得不在雨天施工，必須保證灌漿在下雨前進(jìn)行。

3.4工作面加固

為確保施工質(zhì)量和路橋的承載能力，需要對工程做出進(jìn)一步加固處理，傳統(tǒng)的加固方法為補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件、改良構(gòu)件結(jié)構(gòu)。改善路橋整體的受力體系，采用預(yù)應(yīng)力加固能夠?qū)崿F(xiàn)其整體的加固目標(biāo)，最終效果優(yōu)于傳統(tǒng)加固方式。具體的做法是對部分構(gòu)件施加不同程度的預(yù)壓力，從而產(chǎn)生相應(yīng)范圍內(nèi)的拉應(yīng)力，使得橋梁部分工件的承載力提高，在多部位構(gòu)件中反復(fù)操作，會(huì)使得路橋工程加固效果進(jìn)一步提高。

3.5受彎構(gòu)件技術(shù)應(yīng)用

在橋梁工程施工中由于碳纖維具有的施工簡便、強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)獲得了廣泛的應(yīng)用。栓應(yīng)變增量決定了其應(yīng)力大小，但栓應(yīng)變增量過大時(shí)會(huì)破壞碳纖維構(gòu)件中的成分，限制其高強(qiáng)度的性能而不能體現(xiàn)其作用。對此，需要采用預(yù)應(yīng)力施加在碳纖維片材料上，從而使其原始拉力恢復(fù)，而且增強(qiáng)了應(yīng)力。另外，由于碳纖維的應(yīng)力較小，其構(gòu)件不會(huì)因?yàn)樗☉?yīng)變的增量太大而受到破壞，將碳纖維高強(qiáng)度的性能獲得了充分的發(fā)揮。

3.6混凝土施工

混凝土施工在市政路橋的施工中相對較難的環(huán)節(jié)便在于此，主要原因是混凝土的施工工序需要不間斷進(jìn)行。所以，在開始前應(yīng)該準(zhǔn)備好所需要的材料和設(shè)備，并做好完善的方案和合理的運(yùn)輸安排，正確布置攪拌設(shè)備[1]，從而確保在混凝土施工過程中不會(huì)發(fā)生中斷。另外，此施工技術(shù)中振搗工藝是關(guān)鍵，在振搗進(jìn)行時(shí)需將振搗板始終保持垂直狀態(tài)，而速度與時(shí)間應(yīng)該根據(jù)相關(guān)要求設(shè)置。一般需要二次振搗，從而阻止混凝土中有氣泡產(chǎn)生，提高混凝土澆筑的質(zhì)量，使路橋構(gòu)建在施工結(jié)束后不用承受太大的應(yīng)力。另外，在大部分建筑中都會(huì)產(chǎn)生混凝土裂縫問題，但是借助預(yù)應(yīng)力技術(shù)的各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)可以有效避免出現(xiàn)多處裂縫，經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)此技術(shù)在混凝土的裂縫問題應(yīng)用中有顯著的效果。

4預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量控制

4.1鋼絞線和錨具

鋼絞線和錨具是預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)中重要組成部分，要嚴(yán)格檢查管理。進(jìn)場的鋼絞線和錨具必須有出廠合格證書，并試驗(yàn)其材料性質(zhì)和錨具的靜載錨固定性，將兩者進(jìn)行分類存儲(chǔ)。在施工中應(yīng)該多次檢查其規(guī)格，防止有規(guī)格不符的情況發(fā)生，從而對施工進(jìn)展造成影響。

4.2預(yù)應(yīng)力的原材料張拉

在檢驗(yàn)鋼絞線前應(yīng)該先確保混凝土構(gòu)件的強(qiáng)度、尺寸外觀達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，并且保持夾片和錨孔的清潔沒有雜物。另外，施工應(yīng)保證全部鋼絞線的松緊度均一致，并可以在各個(gè)張拉點(diǎn)之間自由移動(dòng)[3]。

4.3預(yù)應(yīng)力材料的檢驗(yàn)

常見的市政橋梁工程中的預(yù)應(yīng)力原料鋼絞線和波紋管因?yàn)樘厥庑孕枰獓?yán)格檢驗(yàn)，避免材料有銹蝕和損壞，從而確保預(yù)應(yīng)力材料在工程中可以發(fā)揮其作用。此外對鋼絞線材料使用分批次驗(yàn)收，提前設(shè)置好鋼絞線的批次質(zhì)量，從中隨意抽取作為樣品進(jìn)行檢驗(yàn)和試驗(yàn)，保證鋼絞線批次的質(zhì)量符合市政橋梁工程的施工需要。

5結(jié)束語

市政橋梁工程是城市發(fā)展促進(jìn)人們生活水平的必要條件，其質(zhì)量優(yōu)劣直接與政府的形象和工程今后投入使用產(chǎn)生直接關(guān)系。在市政橋梁施工中，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用推動(dòng)了施工活動(dòng)的順利進(jìn)行，還提供了一定的安全保障。但是，在具體的施工過程中還需要管理人員和在工程現(xiàn)場施工相結(jié)合，加強(qiáng)安全管理，認(rèn)真執(zhí)行施工規(guī)劃，嚴(yán)格遵循流程和次序，從而讓市政橋梁工程項(xiàng)目可以高質(zhì)量且順利的進(jìn)行。

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作者：周瑛 單位:中建一局集團(tuán)京通路橋建設(shè)有限公司