市政橋梁工程預應力技術的運用范文

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［摘要］現代化城市建設速度的不斷加快，市政橋梁工程的建設規模和建設數量不斷增加。預應力技術作為市政橋梁工程中的一項關鍵施工技術，對工程建設質量有著直接影響。預應力技術的應用能有效減少市政橋梁施工中的荷載力，并提高市政橋梁工程的穩定程度與安全系數。為了提高預應力技術效果，設計人員要根據工程建設特點編制合理的應用方案，明確預應力技術的應用方法，從而提高市政橋梁工程的整體建設質量。鑒于此，文章將對預應力技術在市政橋梁工程中的具體應用展開詳細分析，望能為有關人士提供參考。

［關鍵詞］市政橋梁工程；預應力技術；應用

市政橋梁工程作為城市交通運輸的主要承擔者，對人們的出行質量、城市發展都有直接影響。隨著城市交通工具數量的不斷增多，人們對交通環境的要求和標準越來越高，國家與社會都愈發重視市政橋梁工程的建設質量。預應力技術在市政橋梁工程中的應用能有效提升橋梁工程的構件強度，避免在重力作用下橋梁結構出現裂縫等問題。預應力技術在市政橋梁工程中的應用非常廣泛，特別是對于一些大型橋梁而言，預應力技術的作用會更加明顯。

1預應力技術概述

橋梁在使用過程中會不斷承受汽車活載和橋梁自重恒載，這些荷載會在橋梁結構內部產生各種拉應力、壓應力、剪應力，對橋梁的內部結構產生影響，甚至會降低橋梁工程的使用年限。為了盡可能降低應力對橋梁工程所產生的影響，人們在市政橋梁工程建設過程中會利用相關技術增加橋梁工程的承載能力，減少應力對橋梁的作用，讓橋梁內部的力達到一個平衡狀態，使得不論哪一種力對橋梁結構產生的破壞力都處于安全可控的范圍內，有效提高了市政橋梁工程的質量、安全性、使用年限。為了充分發揮混凝土的抗壓性能強的優勢和避開混凝土抗拉性能差的劣勢，在施工階段人為地預先給結構受拉部位施加適當的壓應力，以抵消使用階段外荷載引起的拉應力，從而達到更大跨度跨越、避免結構開裂或延緩開裂，延長結構使用壽命的目的，此即為預應力技術。預應力技術的具有如下優點：第一，在市政橋梁工程中預應力技術應用較為廣泛，不僅可用于提高橋梁工程的結構性強度，還可用于加固橋梁邊坡錨固等。第二，預應力技術的應用對于減少市政橋梁工程的建筑材料使用數量，降低工程的建筑成本方面有明顯作用。預應力技術的施工材料是混凝土與預應力筋，這兩種材料是工程中常見的材料[1]。第三，預應力技術的應用能切實提高市政橋梁工程的結構抗震性、承載能力，避免橋梁在使用過程中出現裂縫，增加整個工程結構的牢固性、安全性。第四，預應力施工技術的施工工藝、施工技術、設備目前已經很成熟，應用它能穩定地保障市政橋梁工程的整體施工質量。

2預應力技術在市政橋梁工程中的具體應用

2.1預應力施工的相關準備工作

在預應力技術應用前，市政橋梁工程要做好相關準備工作。第一，施工單位要仔細審核設計單位所提供的方案與圖紙，與設計單位的人員進行詳細溝通、交流方案和圖紙中的不明確部分，提高方案與圖紙的可行性。第二，預應力技術應用前施工單位要結合施工方案與圖紙，仔細核對預應力施工技術所用到的錨具、鋼絞線等材料的規格與質量，并抽樣檢測，確保其符合工程施工標準后才能正式投入使用。第三，千斤頂、壓力表等張拉設備應送權威質量檢驗部門配套標定方可投入使用。張拉前檢查混凝土構件時，要通過同條件混凝土試塊強度報告或構件實體回彈等檢測手段確認混凝土構件的強度不低于設計要求的強度。然后定時檢查和清潔孔道的位置以及內部是否存在殘渣，清除殘渣能夠確保穿筋工作的順利開展。對于預應力筋的張拉，應當根據不同的情況采用不同的方式，橋梁的跨度較大時，分階段、分批次張拉方式是常采用的方法。值得注意的是，張拉的順序一定要根據設計圖紙的內容開展，如果設計圖紙中沒有明確規定張拉順序，要以均勻對稱為原則進行預應力筋張拉工作。第四，在預應力施工前，施工單位應再次核實施工流程，明確不同環節的施工責任負責任人，落實施工中的安全質量管理工作，進行充分的施工安全、質量交底，盡可能提高預應力施工安全質量水平。

2.2預應力技術在混凝土結構中的應用

混凝土施工環節是市政橋梁工程中必不可少的環節，同樣也是預應力施工技術的基礎性環節。預應力在混凝土構件中的作用主要是防止和延緩混凝土構件出現開裂的情況，與此同時還能夠提高混凝土構件的剛度，減少施工過程中所使用的材料數量和重量。首先要嚴格控制裂縫出現概率較高結構的質量，將預應力技術應用到混凝土構件中，能夠防止裂縫寬度超出極限值。其次，使用強度大、質量輕的材料，當前的經濟發展和交通量需求對橋梁工程的跨度以及承載能力有非常高的要求，為了盡可能滿足市政橋梁工程的要求，盡可能選擇強度高質量輕的材料，這樣能夠有效減少結構的截面面積以及自重。將預應力技術應用到混凝土構件中，能夠充分發揮混凝土材料的抗壓性能及預應力鋼材的抗拉性能，以相對較輕的結構恒載實現更大跨度的跨越。市政橋梁工程受到建設需求的限制，對于構件的剛度以及變形程度的控制非常嚴格，將預應力技術應用到市政橋梁混凝土構件中，能夠有效消除或減輕混凝土構件在長期荷載作用下引起的開裂、徐變下撓等問題。最后，市政橋梁工程的混凝土結構強度與混凝土的材料配比有直接關聯，科學搭配混凝土的各項原材料成分，并將混凝土進行充分攪拌。混凝土制作完成后，檢測標準達到市政橋梁工程建設要求后才能用于澆筑。值得注意的是，混凝土的澆筑速度要均勻，澆筑速度過快或過慢都會影響最終的建設效果。對于面積較大的建設澆筑區域，應當保持澆筑過程的連續性，如果澆筑過程時常中斷，最終的澆筑效果會大打折扣。為了保證最終澆筑效果，還須在澆筑時展開振搗工作，根據工程建設要求，選擇相應的振搗棒型號，并且合理控制振搗速度與振搗深度，避免破壞市政橋梁工程混凝土內部的波紋管。

2.3預應力技術在加固施工中的應用

加固施工也是延長市政橋梁工程使用壽命的常用措施，能有效提高橋梁安全系數以及穩定橋梁結構性能。預應力技術在加固施工中的應用方式為優化工程的結構以及強化工程構件強度，這兩種方式對加固橋梁的作用都非常明顯。利用技術手段對構件的受拉區施工壓應力，并隨之產生有利變形，部分或全部抵消構件在外荷載的應力下在受拉區產生的拉應力，從而實現不開裂或控制開裂的目的，降低不利應力對橋梁的影響。預應力施工技術在加固施工中的方法主要有四種，分別是鋼板加固、補強層加固、路面加固、外部預應力加固。這四種預應力技術的應用，都能最大限度地降低橋梁構件的壓應力和拉應力，提高最不利荷載組合下構件的承受荷載能力以及抗變形能力。

2.4預應力技術在錨具制作中的應用

市政橋梁工程中錨具制作環節非常復雜，制作過程中會使用多種材料，若想提高模具制作效果，必須對流程以及材料展開嚴格控制。首先，預應力鋼筋的下料工作是有關工作人員的第一工作要點，應當從市政橋梁工程的具體需求出發，選擇與市政橋梁相匹配的預應力鋼筋規格和尺寸，并且符合市政橋梁工程混凝土結構要求。其次，作為錨具制作的關鍵要素之一，鋼絞線要按照要求存儲、擺放，杜絕鋼絞線在存儲過程中出現纏繞或交叉現象，否則會影響最終的錨具制作效果。最后，錨具制作完成后要在第一時間運送到施工場地，并且施工前和施工時要做好錨具防護工作，防止因外界因素造成的錨具彎曲、變形、銹蝕等質量問題。

2.5預應力施工主要質量控制要點

鋼絞線是市政橋梁施工中最常用的一種預應力筋，下面以鋼絞線為例介紹預應力施工要點。鋼絞線具備高強度、低松弛等特點，采用夾片式錨具預應力構造簡單、錨固性能可靠、施工便捷，節約鋼材等優勢在市政橋梁工程中大量應用。而且鋼絞線在市政橋梁工程中能起到非常好的結構穩定、張拉效果優化等功能，嚴格控制鋼絞線的質量，以及鋼絞線的使用效果，對市政橋梁建設而言有重要意義。

（1）材料檢測：每批鋼絞線應由同一品牌、同一規格、同一生產工藝且不大于60t的產品組成，從每批鋼絞線中隨機取3盤，并從每盤所選用的鋼絞線端部正常部位截取一根試樣，進行表面質量、直徑偏差檢查和力學性能試驗。錨具及夾片以不超過1000套為一個驗收批，進行外觀檢查和硬度試驗。此外，大橋、特大橋等重要工程，應抽取試樣進行靜載錨固性能試驗。上述各項試驗合格，方可用于工程。

（2）鋼絞線下料及穿束：在鋼絞線施工過程中，鋼絞線的穿束和下料是重要的兩個施工步驟。在穿束工作開始前，先要進行梳理編束，在鋼絞線上確定穿孔位置并標記，穿孔結束后要使用類似橡膠墊的物品對鋼絞線進行固定，防止鋼絞線的施工過程中出現纏繞問題，影響橋梁的后續施工。波紋管應具有足夠的強度和剛度，能承受一定的外力。穿束按施工時間分為先空束和后穿束兩種。先穿束工藝，可采用具有一定導向作用的圓頭穿束帽，避免穿束施工對波紋管造成損壞導致開裂，應特別注意完成穿束后對波紋管完好情況的復查，發現開裂及時處理。后穿束工藝應采取措施保證波紋管整體密封良好、固定牢靠，且在混凝土澆筑過程中避免外力碰撞造成波紋管移位、變形和漏漿堵塞，造成后穿束無法順利進行。

（3）施加預應力：預應力工藝按張拉與混凝土澆筑的時間先后分為先張法和后張法。先張法用于預制構件，直線預應力束，適合預制廠內大批量同類預應力構件的生產。后張法則在橋梁施工中應用更為廣泛，在曲線預應力束中應用更具優勢，在大型橋梁上部橋跨結構中大量應用，具有高度靈活性。施加預應力是預應力工程中構建結構體系的最關鍵的環節。預應力張拉施工應由項目工程技術負責人主持，張拉作業人員經培訓考核合格后方可上崗。張拉設備的校準期限不得超過半年，且不得超過200次張拉作業。張拉設備應配套校準、配套使用。通常根據設計要求，應分階段分批次進行張拉。張拉前應按不同束號仔細計算復核每一束的張拉數據，初應力、張拉控制應力、理論伸長量等。將上述張拉數據由項目技術負責人向項目質檢人員、施工管理人員、施工班組作詳細交底，令其充分掌握相關數據，以便在張拉施工過程中能及時準確進行施工操作、復核檢查，出現異常情況能迅速正確判斷，及時妥善處理。施工張拉過程一般用應力應變雙控，即張拉力達到設計要求的同時，應變力也滿足設計或規范要求，通常允許偏差為理論伸長量的±6%。斷絲滑絲數量是影響工程質量的重要因素，控制預應力張拉過程中斷絲滑絲數量，也是預應力施工過程質量控制的重要內容。每束鋼絞線斷絲滑絲數量不應超過一絲，每個斷面斷絲之和不超過該斷面鋼絲總數的1%。超過上述數量時，原則上應更換，在條件許可情況下，經設計同意，可采取適當提高其他鋼絲控制應力值等有效措施處理。

（4）壓漿工藝：壓漿是預應力工程的另一項極其重要的工序。壓漿施工質量直接影響到漿液在孔道內的充滿程度，影響對預應力束應有的防銹保護，進而影響整個橋梁結構的使用壽命。從某些舊橋預應力結構拆除的情況看，孔道內壓漿不飽滿，預應力束未被漿料充分包裹，暴露于空氣中產生銹蝕的情況時有出現，這對橋梁結構安全、使用壽命構成重大威脅。所以必須嚴格按規范要求進行壓漿施工，確保質量。壓漿施工一般要求：壓漿宜采用專用壓漿料進行壓漿，應在張拉結束后48h內進行壓漿。壓漿施工前應檢查確認孔道暢通，壓漿用材料應嚴格按設計配合比精確計量，確保漿液水膠比、流動度、自由膨脹率等質量指標符合要求。曲線孔道壓漿施工必須遵循“低處壓漿、高點排氣”的原則。同一孔道壓漿應連續進行，一次完成。壓漿應緩慢、均勻地進行，不得中斷，并應將所有最高點排氣孔依次一一打開，待穩定連續流出濃稠漿液后再一一封閉，直至壓漿完成。壓漿完成后即可對錨端進行封錨，至此完成預應力施工全部內容。

3市政橋梁工程中預應力結構裂縫預防預

應力結構能否有效避免產生裂縫，與多種因素有關，如預應力的大小、養護條件、吊運過程中吊點設置是否合理有利等。施工預應力過程中，技術人員要按設計要求合理把控施加的應力大小。倘若橋梁工程的施加應力過大或過小，會導致橋梁工程結構后期出現裂縫。養護期間，若養護及保溫工作不到位，易造成混凝土表面的溫度與水分會流失過快，但是混凝土的內部溫度較高，雙重作用下混凝土表面必然會出現裂縫。為了降低混凝土結構裂縫的發生概率，需重視預應力技術在混凝土結構中的應用。首先，施工人員在預應力技術施工中還要根據工程設計及規范要求進行預應力張拉，確保對混凝土所施加的預應力應在混凝土所承受的范圍內，避免應力過大導致出現裂縫。其次，工作人員要對使用了預應力技術的工程構件展開合理的養護。在構件吊運前，確保構件實體強度達到吊運標準，否則會破壞構件內部的應力，吊運施工應制定專項施工方案，明確吊運方法、設備、吊點布置，并經安全驗算。吊運過程應采取防止預應力本身造成構件開裂損壞的措施。吊運過程應緩慢勻速進行，嚴禁急停急起和其他沖擊，直至構件安全就位，完成安裝施工。

4結束語

綜上所述，隨著城市化發展進程的加快，橋梁工程的數量越來越多，但橋梁工程所面對的使用環境較為惡劣，將預應力技術應用到市政橋梁建設中，能有效提高橋梁建設質量和水平。技術人員在具體施工中應結合預應力技術的要點，對工程預應力施工每一個環節，精心組織、規范操作、嚴格管理，強化預應力施工過程控制，提高橋梁整體施工質量水平，延長橋梁使用壽命，充分發揮橋梁建設投資效益，具有重要意義。同時規范預應力技術的施工流程，提高預應力技術水平和預應力工程施工質量，對施工企業在競爭日趨激烈的工程市場環境中提升自身競爭力也大有裨益。

參考文獻

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[2]顧燕斌.試論預應力施工技術在市政橋梁工程中的運用[J].科技創新與應用，2020（12）：167-168.

[3]靳方倩.市政橋梁工程中預應力施工技術的運用及要點研究[J].科技創新導報，2020，17（4）：51-52.

作者：徐宏鋼 單位：江蘇東方建設項目管理咨詢有限公司