預(yù)應(yīng)力技術(shù)在市政橋梁應(yīng)用

尹鑰

（太原市城市建設(shè)管理中心，山西太原 030009）

0 引言

橋梁是高速公路工程的常見組成部分，預(yù)應(yīng)力技術(shù)在施工中應(yīng)用廣泛。在施工期間，對結(jié)構(gòu)預(yù)先施加壓應(yīng)力，服役期間此壓應(yīng)力可抵消荷載導(dǎo)致的拉應(yīng)力，避免結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，提高結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。因受到現(xiàn)場環(huán)境條件影響，再加上預(yù)應(yīng)力施工工序復(fù)雜，對于技術(shù)參數(shù)的要求嚴(yán)格，只有加強(qiáng)施工管理和工藝控制，才能確保其施工質(zhì)量、進(jìn)度、安全滿足要求。

1 市政路橋施工預(yù)應(yīng)力技術(shù)概述

工程結(jié)構(gòu)中采用預(yù)應(yīng)力方法會產(chǎn)生應(yīng)力，因此應(yīng)提前采取相應(yīng)的措施，防止因外力改變而造成結(jié)構(gòu)變形或破壞。在道路橋梁的施工過程中，預(yù)應(yīng)力主要產(chǎn)生在外部荷載模塊的前面。這在一定程度上大大減少了由外部荷載引起的拉應(yīng)力和壓應(yīng)力，降低了混凝土開裂的程度，從而進(jìn)一步提高城市道路和橋梁的建設(shè)質(zhì)量。道路和橋梁的建設(shè)需要使用高強(qiáng)度鋼材和混凝土。正是由于高強(qiáng)度鋼材具有抗拉特性，構(gòu)件可以被壓縮，使得構(gòu)件所占空間減少。預(yù)張拉技術(shù)可以延長路橋的使用壽命，減少裂縫，使市政路橋更加經(jīng)濟(jì)，提高工程美觀度以及路橋施工質(zhì)量。得益于預(yù)應(yīng)力技術(shù)的諸多優(yōu)勢，它的應(yīng)用范圍正在逐步擴(kuò)大。使用預(yù)應(yīng)力技術(shù)可以克服許多傳統(tǒng)設(shè)計(jì)無法克服的障礙[1]。例如，預(yù)應(yīng)力技術(shù)在中緬輸氣管道建設(shè)中的應(yīng)用，不僅優(yōu)化了寬懸索錨結(jié)構(gòu)，而且豐富了這些結(jié)構(gòu)的類型。

2 預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)

2.1 優(yōu)點(diǎn)

首先，預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)是一種改善結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的工程技術(shù)，可以有效提高橋梁結(jié)構(gòu)的抗彎、抗拉、抗剪能力，保障結(jié)構(gòu)的機(jī)械性能穩(wěn)定性。其次，如果在市政橋梁工程中采用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)，可以在一定程度上調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)的內(nèi)部應(yīng)力，使橋梁的結(jié)構(gòu)更穩(wěn)固、整體性更高。因此，對于橋梁工程而言，預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)具有十分重要的作用和意義，特別是對于跨徑大的橋梁施工，采用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)就更顯得十分必要，它不僅可以降低橋梁自重，還可改善橋梁施工質(zhì)量。

2.2 缺點(diǎn)

盡管預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)應(yīng)用于橋梁施工更具優(yōu)越性，但從現(xiàn)階段施工技術(shù)水平來看，此技術(shù)應(yīng)用仍存在不足[2]。首先，如果預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)沒有在橋梁建設(shè)中得到合理應(yīng)用，那么不僅會造成橋梁工程出現(xiàn)安全隱患，還會導(dǎo)致工程成本增加，甚至無法滿足人們?nèi)找嬖鲩L的出行需求。其次，利用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)建造橋梁，將比常規(guī)的施工方式更困難，需要控制許多細(xì)節(jié)，對混凝土施工材料性能方面有很高的要求。同時(shí)，在橋梁工程的建設(shè)方面，若在橋梁施工過程中沒有注意預(yù)應(yīng)力，就不能確保橋梁整體建設(shè)水平，甚至造成項(xiàng)目發(fā)生安全事故，這是當(dāng)前預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)推廣應(yīng)用過程中所碰到的最大難題。

3 道路橋梁工程預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)

3.1 管道施工

為了正確安裝管路和實(shí)施預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)，施工人員應(yīng)嚴(yán)格按照計(jì)算結(jié)果注意管路的鋪設(shè)位置和施工設(shè)計(jì)內(nèi)容，以確保鋼絞架承受合理的強(qiáng)度，并且在實(shí)踐中，施工人員應(yīng)根據(jù)工程圖紙?zhí)岣叨ㄎ痪?，進(jìn)行規(guī)范加固處理，選擇定位鋼筋，有效連接鋼筋和腹板。為了進(jìn)一步優(yōu)化固定效果，可以在骨架框架之間添加足夠數(shù)量的橫截面鋼筋，以確保后續(xù)工作的質(zhì)量，并避免移動(dòng)等惡劣條件。安裝管道時(shí)，盡量減少折彎現(xiàn)象，并在安裝后執(zhí)行常規(guī)檢查，以確保管道端點(diǎn)的長度是管道直徑的5～7 倍[3]。仔細(xì)檢查管件部分，密封良好，以免出現(xiàn)泥石流等情況，預(yù)先將小口徑套管放入管內(nèi)，徹底消除管鎖緊問題。

3.2 鋼絞線安裝

在市政橋梁施工中，鋼絞線安裝的要點(diǎn)是修剪導(dǎo)線，施工人員應(yīng)根據(jù)施工項(xiàng)目施工方案的各種參數(shù)修剪相應(yīng)長度，在施工材料之前用米測量尺寸，并對其進(jìn)行標(biāo)記，以避免過長的修剪問題。一些施工單位將直接使用精心設(shè)計(jì)的施工材料來執(zhí)行市政橋梁施工作業(yè)，在這種情況下，應(yīng)根據(jù)鋼絲長度對其進(jìn)行分類，避免以后出現(xiàn)纏繞問題。鋼線是市政橋梁建設(shè)中的重要材料，建筑工人需要根據(jù)要求進(jìn)行歸檔，需要加強(qiáng)其存儲環(huán)境的管理[4]。如果注意到存儲的空氣更潮濕或罩暴露在空氣中，則必須轉(zhuǎn)換存儲區(qū)域，否則可能會生銹或污染電線。鋼絲安裝過程中，要保證橫梁孔的清潔和滑動(dòng)，完成鉆探作業(yè)后，兩端要做繃帶，提高市政橋梁施工質(zhì)量。

3.3 預(yù)應(yīng)力筋穿束

安裝預(yù)應(yīng)力管道后，實(shí)施橋梁鋼筋。本項(xiàng)目中使用的預(yù)應(yīng)力鋼筋符合設(shè)計(jì)要求，均為低松弛270A 級鋼絞架。在現(xiàn)場運(yùn)輸預(yù)應(yīng)力筋后，施工單位應(yīng)執(zhí)行批處理檢查，為每個(gè)批選擇樣本，并在驗(yàn)證后將設(shè)計(jì)長度上的預(yù)應(yīng)力筋處理到鋼筋加工廠。加工是通過長鋸切進(jìn)行的，每根絞車線束由切割切口兩側(cè)5mm 的鋼絲連接，然后牢固焊接在切口處，以防止預(yù)應(yīng)力筋松動(dòng)。加工完成后，將對其進(jìn)行編號和入庫，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求實(shí)施預(yù)應(yīng)力鋼筋。在所有鋼筋的末端，混凝土可以澆筑。在澆筑過程中，施工人員必須始終拉起預(yù)應(yīng)力鋼筋，以保持孔道暢通。

3.4 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工

在市政橋梁工程施工中必須重視混凝土裂縫問題，靈活運(yùn)用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)減少鋼筋混凝土裂縫。在橋梁施工中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)可以全方位管控混凝土裂縫問題，通過科學(xué)施加受拉區(qū)域來精準(zhǔn)把控預(yù)計(jì)預(yù)應(yīng)力，使其在市政橋梁工程建設(shè)中發(fā)揮出應(yīng)有的作用和效果。在混凝土澆筑工作中運(yùn)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)時(shí)，相關(guān)施工人員應(yīng)科學(xué)調(diào)整混凝土振搗施工的方向，確保其長期處于垂直的狀態(tài)，并結(jié)合混凝土本身的情況調(diào)整振搗頻率，持續(xù)觀察混凝土振搗狀態(tài)。當(dāng)混凝土振搗工作結(jié)束后，應(yīng)緩慢拿出振搗棒，以免在混凝土中留下空隙[5]。在混凝土現(xiàn)澆期間還需要快速排除混凝土內(nèi)部存在的水分，對混凝土進(jìn)行二次振搗和二次抹面，通過這種方式防止混凝土產(chǎn)生裂縫問題。

3.5 孔道壓漿

在預(yù)應(yīng)力張拉施工作業(yè)結(jié)束后，孔道需要進(jìn)行壓漿處理，壓漿處理可以預(yù)防應(yīng)力筋出現(xiàn)銹蝕問題，此類問題一般會出現(xiàn)在水泥漿凝固前。水泥漿凝固后與預(yù)應(yīng)力筋形成一體，此操作過程目的是為了防止預(yù)應(yīng)力筋后期出現(xiàn)不良變化，同時(shí)還可提高橋梁使用壽命，保證橋梁可以長時(shí)間通行。本次工程中水泥漿要選擇品質(zhì)較高的，才可為后期整體施工質(zhì)量提供支持，并且按照我國相關(guān)規(guī)定可以明確分析出硅酸鹽水泥可以有效完成壓漿作業(yè)施工，整體水泥漿應(yīng)該選擇硅酸鹽水泥進(jìn)行使用[6]。在施工操作中，水泥材料使用要向其內(nèi)部加入大量的減水劑，才可保證水泥漿整體質(zhì)量。除此之外，壓漿工作滿足工作需求后，需要明確孔道的整潔度和濕潤度，并且還需有效控制壓漿范圍結(jié)合具體壓漿情況加快壓漿速度，針對壓漿速度的控制，把控排氣，減少排氣的阻力。在壓漿操作中如果水泥漿從另一邊出現(xiàn)，整體壓漿操作也不能停止，需要保持3s 后進(jìn)行其他操作，向其內(nèi)部進(jìn)行施壓操作，施壓結(jié)束后需要拿掉木楔子。確保水泥密實(shí)度后，整體壓漿工作蔡結(jié)束。水泥密實(shí)度可以對質(zhì)量造成影響，因此明確水泥密實(shí)度十分重要，在達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)后方可進(jìn)行其他工作。當(dāng)后張法預(yù)應(yīng)力施工有效進(jìn)行，才能滿足施工質(zhì)量要求。

4 預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁工程建設(shè)中應(yīng)用的質(zhì)量控制策略

4.1 加強(qiáng)預(yù)應(yīng)力筋張拉質(zhì)量控制

在橋梁工程建設(shè)施工過程中，為了控制預(yù)應(yīng)力筋張拉質(zhì)量，需從以下方面加強(qiáng)控制。

（1）合理控制張拉順序。對于預(yù)應(yīng)力筋張拉，需以圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求為依據(jù)，保證左右對稱，然后進(jìn)行分級張拉，并均勻進(jìn)行。

（2）張拉過程質(zhì)量控制。在張拉過程當(dāng)中，需采取雙控方式，將伸長值當(dāng)作校核標(biāo)準(zhǔn)，將張力作為主要的控制指標(biāo)。對于伸長量誤差，控制在5%為宜。一般，對于滑絲、鋼絞線斷絲數(shù)量不宜＞1 根。倘若伸長值難以符合設(shè)計(jì)值要求，可將適量的肥皂水灌入，使摩擦力得到有效減小。基于張拉期間，需以鋼絞線的具體情況為依據(jù)，對千斤頂限位板尺寸進(jìn)行合理調(diào)整，避免相關(guān)工作人員受到鋼絞線刮傷。此外，張拉期間，還需采取油泵進(jìn)行維穩(wěn)處理，并對張拉速度、油壓值進(jìn)行合理控制。

（3）張拉后質(zhì)量控制。在張拉作業(yè)完成之后的8h，需采取角磨機(jī)，針對多余的鋼絞線，進(jìn)行完全割除處理，針對錨具周圍的鋼絞線間隙與孔洞，均需展開密封處理，不能采取電氣切割設(shè)備對鋼絞線進(jìn)行處理，預(yù)防控制風(fēng)險(xiǎn)問題的發(fā)生[7]。

4.2 支架安裝與模板搭設(shè)質(zhì)量控制

正式施工過程中，首先需要安裝支架，再搭設(shè)模板，為混凝土澆筑奠定基礎(chǔ)。應(yīng)按照施工現(xiàn)場地基承載力的情況合理安裝、固定支架，保證支架的承載性能符合施工需求。完成支架安裝后，需要檢驗(yàn)支架的承載力、穩(wěn)定性等，在保證支架的各項(xiàng)性能符合要求的情況下方可搭設(shè)模板。搭設(shè)模板要嚴(yán)格把控施工順序，先搭設(shè)底板，再搭設(shè)側(cè)模，最后進(jìn)行頂模施工[8]。值得注意的是，在設(shè)計(jì)階段需合理確定預(yù)留拱度尺寸，加強(qiáng)施工管理，保證施工符合設(shè)計(jì)要求。完成模板搭設(shè)后進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，重點(diǎn)檢驗(yàn)?zāi)０宓某两祮栴}，需要在模板底部設(shè)置沉降觀測點(diǎn)，獲取模板沉降值等數(shù)據(jù)信息，如果發(fā)現(xiàn)沉降超出設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，需及時(shí)調(diào)整模板，通過增加支撐等方式有效控制沉降，保證模板施工質(zhì)量。

4.3 預(yù)應(yīng)力混凝土施工質(zhì)量控制

公路橋梁工程主要采用鋼索或鋼筋預(yù)應(yīng)力反力原理施工，具有較強(qiáng)的抗壓性和耐久性。預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的施工和其他公路橋梁的施工方式有很大的不同，它可以節(jié)省材料，降低成本，同時(shí)采用預(yù)應(yīng)力施工工藝，可以提高混凝土結(jié)構(gòu)的安全性。除此之外，道路橋梁行車方面，能夠降低噪聲，和鋼橋?qū)Ρ龋诤笃跇蛄吼B(yǎng)護(hù)上可以節(jié)省一大筆費(fèi)用。這里需要注意，在模板安裝過程中，必須對模板進(jìn)行充分的清洗，尤其是模板內(nèi)側(cè)，必須徹底清除內(nèi)部的泥漿、灰渣和灰塵。待模板完全晾干后，將脫模劑適當(dāng)涂抹在模板內(nèi)側(cè)，按照規(guī)定的順序進(jìn)行模板安裝[9]。模板側(cè)模采用臨時(shí)支撐，以防止混凝土澆筑后出現(xiàn)位移或變形，提高預(yù)應(yīng)力混凝土的成型效果，增強(qiáng)張拉效果。模板底模與側(cè)模的接合部應(yīng)適當(dāng)填塞止血條以防止泥漿滲漏。模板安裝完成后，進(jìn)行注水預(yù)壓，檢查底模是否發(fā)生變形。如果出現(xiàn)沉降值較大的問題，可能是支架安裝的不夠牢固，也可能是模板的選擇不合適，所以需要找出原因，正確的處理，只有在預(yù)壓達(dá)到要求后，才能進(jìn)行下一步的施工。

4.4 鋼筋預(yù)留管道施工質(zhì)量控制

在預(yù)應(yīng)力施工中，應(yīng)確保預(yù)留洞口的正確大小和位置，并確保預(yù)留通道的流動(dòng)性，以避免施工過程中的塌方。埋在孔道頂部的鋼板必須垂直于孔道中心線。對于專用于特定鋼筋的管道，應(yīng)按照工程質(zhì)量控制要求嚴(yán)格控制各方面的偏差。為了避免預(yù)約束的鋼筋定位線鎖定，必須提前定位管道線，以避免出現(xiàn)諸如定位線彎曲等問題。在實(shí)踐中，承包商必須嚴(yán)格遵守操作規(guī)則，嚴(yán)格控制取芯時(shí)間。在實(shí)踐中，如果發(fā)現(xiàn)占位符管道堵塞，則需要根據(jù)預(yù)應(yīng)力鋼筋的坐標(biāo)曲線確定堵塞的部分，并在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候鉆孔，開洞時(shí)應(yīng)避免主筋部分，及時(shí)清除瓦楞管道中的混凝土灰，以免受到預(yù)應(yīng)力鋼筋的阻礙[10]。牽引完成后，應(yīng)及時(shí)使用較高伸縮率的混凝土材料進(jìn)行鉆孔固結(jié)。波形管通常用作預(yù)應(yīng)力通道，因此在選擇波形管時(shí)，必須將其連接到鋼繩上，以使二者均可用。然而，在這一項(xiàng)目期間，空氣流動(dòng)容易受到外部力量的影響，因此需要加強(qiáng)對外部力量的保護(hù)，特別是避免施工期間空氣流動(dòng)中斷等問題。

5 結(jié)語

綜上所述，我國的公路工程道橋施工的質(zhì)量提升，關(guān)系到我國交通事業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。因此，施工人員應(yīng)該進(jìn)一步提高對公路工程道橋施工的重視程度，認(rèn)真研究預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的有效應(yīng)用方式，根據(jù)不同工程的具體施工特點(diǎn)，增強(qiáng)預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的應(yīng)用效果，解決預(yù)應(yīng)力施工過程中存在的缺陷和問題，推動(dòng)預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量的有效提升，為我國公路工程的順利完成奠定良好的基礎(chǔ)。