市政橋梁工程預應力施工技術

高四海 趙海龍

摘要：隨著社會城市的發展，市政工程項目也不斷的增多。而其施工技術極大程度上的影響施工質量，近些年來受到政府的格外關注。對于市政橋梁工程而言，一般情況下普遍采用的就是預應力技術。雖然預應力技術在一定程度上提升了施工質量，但是受自身工藝和環境影響等因素限制，導致一些細節問題無法避免，仍然會出現很多安全問題。所以我們施工過程中應對出現的不同情況采取不同的應對措施，提高工程質量避免事故的發生。

關鍵詞：市政橋梁工程;預應力施工技術;施工過程;應用

一、預應力技術簡介

預應力技術是指在橋梁工程施工過程中，對橋梁一些結構部分施加一定程度的壓力，從而增強橋梁整體的抗彎曲強度，使橋梁在日后的環境中可以適應在一定程度范圍內的變形，增強其穩定性與安全性。通常情況下，在工程中我們有兩種方法對橋梁結構施加預應力，可以先從橋梁外部施加一些力，操作人員在對構件進行施工時，應該先用機械設備對我們所需要加強的部分進行施加預應力，對于鋼筋混凝土部分先進行與工作受力方向相反的方向預壓，從鋼筋的外部施加壓力。然后從構件的內部進行施加應力，施工人員在進行施加內部預應力時可以通過機械設備對內部施加一部分壓應力和拉應力，這樣做的主要目的是通過施加不同的應力對鋼筋混凝土的內部結構不斷的調整，使它的抗彎曲能力大大的提高，也可以用一些其他簡單的機械裝置進行輔助，比如千斤頂液壓機等等。其中有一種方法叫做電熱法，電熱法施工主要是應用電流的熱效應，我們可以通過強大的電流對需要施加預應力的結構部分進行加熱，由于熱脹冷縮原理，加熱部分會有適當對的膨脹，其中的膨脹力會提高橋梁的最大承力能力。通常來講使用機械方法對構件施加預應力更為普遍，在市政橋梁工程中，由于很多時候受場地和設備限制，我們需要對不同的鋼材，桁架以及鋼筋混凝土施加方向不同大小不同的預應力，所以一般使用機械方法更為簡便，更節省結構的占地面積，在工程中使用較為廣泛，在立交結構中更顯的尤其重要。

二、預應力施工的優缺點

在市政橋梁工程中，橋梁整體的結構對于受力不同的部分都要進行不同程度的預壓，一般我們采用的都是預應力施工技術。預應力技術有許多的優缺點，在施工過程中缺點不容忽視，比如對鋼筋混凝土進行澆灌時，經常出現管道堵塞非常嚴重，如果澆灌過程中出現管道堵塞就會使預應力的鋼筋線不能到達我們計劃的位置。在鋼筋線進行拉壓的過程中，實際得到的數值與我們設計計劃的數值都會有不同程度的差別，實際施工得到的數值如果不能在設計數值誤差允許范圍內，那么我們的理論計算將會失去意義不能達到預期效果，費力傷財。如果施工人員在施工過程中沒有按照施工標準進行操作也許就會導致管道的位置有偏差，嚴重的還會使管道對接有問題甚至扭曲對接，會導致管道嚴重堵塞。如果對鋼筋混凝土進行操作時沒有嚴格按照相關規定進行，可能也會因為應力過大管道出現彎曲裂紋，在進行混凝土輸送過程中也會造成嚴重的堵塞，堵塞就是施工過程中頻繁出現關鍵問題而且出現原因也是很多，難以做到準確的預防。但是預應力施工技術的優點也是很明顯，它主要針對鋼筋混凝土結構還有某些機械結構，通過先對這些結構進行預應力會很大程度的提高結構的強度，結構的適應性應變性能，增長施工對象的使用壽命。提前施加預應力會使鋼材和混凝土之間的結合更加緊密，強度更可靠。

三、預應力施工技術中的常見問題

雖然預應力技術在很多的橋梁工程中日益成熟，但是在不同施工過程中受到天氣環境位置等諸多因素的影響還是會有很多的問題和困難需要我們解決。為了使橋梁工程項目質量得到提高，提高預應力技術在市政橋梁中的地位作用，需要設計者和施工人員對實際現實中出現的各種問題進行思考反思，不同的工程提出最佳最有利的解決方案。

1、管道堵塞問題

在上邊我們已經說過市政橋梁工程施工過程中管道堵塞是主要的問題之一，管道堵塞的原因有很多種，除去以上所提到的施工人員操作問題，還有可能由于管道質量不合格。很多廠家為了減少成本擴大利潤，會減掉一部分生產環節生產出很多的次品，有些管道的材料也不合格，都不能滿足我們施工過程中對管道的要求。在復雜的地質結構中，還有鋼筋混凝土的環境中，經常出現某些管道耐腐蝕性很差表面出現孔洞，我們運輸的泥漿從孔洞處流出來，隨著時間的延長，不斷地有大量的泥漿凝固，迅速的堵塞管道，給施工上造成了很大的麻煩。

2、預應力下的裂紋

在工程中施工裂紋是非常常見的，在施加預應力時由于對某些鋼材結構的可承受能力極限不了解，施加拉應力或壓應力在可承受范圍之上，鋼筋混凝土材料就會提前損壞報廢，造成巨大的浪費。雖然對施工人員都進行了嚴格的專業知識培養和操作上的嚴格訓練，但是仍然會有很多操作上的失誤也會促使裂紋的形成。在我國的某些地域由于天氣環境的影響也會導致原材料結構上的改變從而改變了鋼架的力學性能，這樣的情況下如果沒有提前做好充足的調研工作，會造成大量的鋼筋混凝土裂紋損壞原材料，所以在某些區域也要對原材料進行有效的保護

3、張拉力現象

在實際現場施工過程中，應用張拉力方法時出現了很多的問題，目前的市政橋梁工程中我們主要應用的就是張拉力大跨度預應力持續澆灌原則，通過理論與實踐的結合，我們得出在該情況下如果兩個位置的跨度大于40m，為了使工程順利進行，跨度范圍在允許的安全范圍內，必須在兩邊施加相同大小的拉力。但是我們通常在實際工作過程中，張拉力并不合理，并且缺少相應的理論依據，無法對施工過程中的張拉力進行嚴格的控制，所以就會嚴重的影響橋梁工程的質量。但是不同的張拉力對我們所用原材料的變形影響不同，在實際施工過程中我們很難確定材料的變形程度，更難得到變形之后的尺寸，這樣就會增加我們的計算誤差，很多誤差對彈性模量影響很大，對我們計算的結果影響也就比較大。

4、部分問題的具體解決措施

在解決管道堵塞問題中應該從以下幾個方面考慮，首先在施工之前要仔細的研究該工程的相關圖紙并知道管道的大概位置，在容易堵塞的地段進行實地位置確定并為其做好標注，施工時隨時準備好該地段堵塞后的應對措施。如果出現堵塞情況可以優先檢查事先確定可能堵塞的位置進行疏通，可以采用電鉆對堵塞部位進行疏通，將堵塞位置異物清除干凈之后才能繼續進行工作，疏通之后應該對鉆孔做好封堵，運用粘性較好的混凝土作為封口材料。在施工過程中一定要盡量的避免施工人員的不良操作引起的對管道的損壞，施工前對施工人員進行有必要的開工前培訓，盡量避免不必要的麻煩發生。由于不同地域的環境氣候不同，在施工前應該對施工地域的環境情況提前了解，采購適當的原材料泥漿的搭配比例做出適當的調整，以保證可以達到最好的效果，得到更有保證的質量。一般橋梁建設中，預應力鋼筋，低松弛鋼是幾種比較常見的鋼材，都有著各自的優點，在選擇鋼材時應考慮鋼材的物理性質，抗拉伸強度，抗彎曲強度，表面粗糙度和延展性等等，也要結合材料的價格在保證質量的情況下更加節省資源。

四、預應力施工技術的應用

1、對市政橋梁進行加固

在經濟與社會快速發展的背景下，橋梁的載重能力，使用壽命不斷的面臨挑戰，車輛超載，不按規定的方法使用等眾多問題導致的事故頻繁出現，因此橋梁工程問題受到了社會和政府的特別關注。預應力技術就可以在橋梁加固中得到很好的應用，使用預應力技術就可以很好的改善市政橋結構的穩定性，加強橋部件剛性韌性，在橋梁原有穩定性基礎上更大的提升載重能力，也可以使市政橋梁壽命有所提升功能得到了更好的開發。

2、市政橋梁彎矩構件中預應力技術的應用

彎矩構件是市政橋梁的一個重要的組成部分，彎曲構件一般在加工的時候會形成很大彎曲內應力，彎曲內應力會不斷的疊加積累，如果在使用過程中出現了壓力過大或者載重超標等情況，彎矩構件有可能會出現即將破裂的趨勢十分危險，嚴重影響市政橋梁的誰用壽命。比如一般應用的碳纖維結構，碳纖維結構的強度很高我們經常把它用在彎矩構件的加固中，再對彎矩構件進行碳纖維加工之前，橋梁本身具有的應變應變會對彎矩構件有一個初始力，當承載的力達到鋼筋混凝土的最大承載壓力時，橋梁構件的承載能力達到極限狀態。通過對彎矩構件進行預應力處理可以增大承受極限，改善鋼架的結構

3、多跨連續市政橋梁施工中預應力技術的應用

當今市政橋梁的主要施工結構就是多跨連續結構，其主要的特點就是連續并且多跨，這種多跨的結構上會出現很多負彎矩與正彎矩，嚴重的影響到了市政橋梁中部位置和各個支座區域的穩定性能。對這些彎矩較大的區域實行預應力技術可以有效的改善市政橋梁的應力分布，減小了正負力矩的波動范圍，提高了橋體本身的抗剪切力和應對部分載重過大的抗彎曲能力，在保證橋梁結構穩定性的同時，同樣的提高了質量延長了市政橋的壽命。

4、在鋼筋安裝中的應用

我們在市政橋施工過程中一定要對鋼筋的安裝工作給予充分的重視，尤其是預應力筋外體的狀態是否損壞，及時的做好補救措施。在市政橋鋼筋的焊接過程中，預應力鋼筋的周圍一定要采取有效的保護措施之后再進行焊接，并且嚴格禁止不能將預應力鋼筋作為連接鋼筋使用。在鋼筋的捆扎過程中，要按照相關的操作規定施工順序嚴格執行，捆扎之后的鋼筋仍然需要內應力測定并進行預應力技術，然后保證鋼筋混凝土與彎矩部分連接牢靠，最后最好采用點焊接方式嚴格焊接，對橋梁各部分鋼筋鋼架的安裝一定要準確無誤，對每一個部分的項目檢查落實到底。

五、市政橋梁工程預應力施工技術的應用過程

1、做好準備工作

在任何一個市政橋梁開始施工之前，都應該做好充分的準備工作，首先要與橋梁的技術部門進行良好的溝通結合橋梁的設計要求選擇適當型號的機械施工設備，機械設備要滿足我們的要求保證其正常的工作運行狀態，確保施工過程的效率和施工質量。與此同時要加強對原材料的質量控制，仔細檢查材料的參數報告與生產工藝，對不同廠家不同批次的不同材料抽樣檢查，某些關鍵位置的材料要逐一檢查，確保所用材料都是合格狀態再投入使用。此外，施工前要對施工人員進行管理技術培訓，強化施工人員的責任意識，熟練的掌握各個環節的基本技能，確保整個工程順利的實施進行。

2、錨具的加工制作

按照國家相關技術部門工程技術規定和要求，對各種鋼筋預應力筋按照其標準裁剪，合理的控制各部分鋼材的長度，對于不同區域使用的不同材質鋼筋一定要詳細的標注分類，確保施工人員能夠迅速分辨出其使用部分，長度數量要盡量的掌控范圍內。對于預應力筋施工過程中的錨具，應該確保錨具的制作符合國家標準，然后一一的運送到各部分使用現場進行使用。

3、準確的定位預應力筋

對于豎直方向上的預應力筋來說一定要進行有效的固定，嚴格的控制其垂直方向上的偏差，一定不能讓它在豎直方向發生歪斜，在確定預應力筋固定牢固之后，要在最上邊安裝水管。錨具在使用過程中也需要垂直的預應力筋。

4、混凝土澆筑

混凝土澆筑施工之前，仔細檢查預應力筋的位置、數量和型號，特別是經過修補的波紋管，必須確保波紋管上沒有縫隙，防止波紋管中擠入混凝土。然后混凝土澆筑施工過程中，加強振搗施工控制，合理控制振搗間距和時間，防止振搗器接觸波紋管，避免造成損壞，確保波紋管的安全性和完整性。對于市政橋梁結構的關鍵部位，盡量使用小型振搗棒進行振搗，防止發生張拉事故。最后，混凝土澆筑施工過程中，應提前預留一部分混凝土，使用相關試件檢測混凝土強度和穩定性，為后期張拉預應力筋提供重要參考。

5、張拉預應力筋和灌漿

預應力筋張拉施工時，應首先進行仔細清潔，將鋼絞線、墊板 上的泥漿清理干凈，為預應力筋張拉奠定良好基礎，接著安裝和固定錨板、千斤頂等工具，確保各個工具的安全性和可靠性，等到混凝土達到施工設計要求強度以后，按照預應力張拉施工相關技術要求，合理張拉預應力筋。并且預應力筋張拉施工完成以后，及時進行預應力孔灌漿，灌漿之前，仔細檢查壓漿機運行狀態，消除安全隱患，規范灌漿施工操作，使孔道填充滿灌漿液，對預應力筋進行有效固定，并且做好養護管理，防止錨固裝置和鋼絞線發生銹蝕，導致發生滑絲，充分發揮預應力筋應用功能。

6、工程基坑的開挖

在橋梁工程基礎施工中，其中對承臺或者系梁的施工中，先在基坑周圍挖排水溝，引開地表水，根據不同的地質采用不同的坡度進行開挖，同時注意對坡壁的防護。如地下水較高時，基底四周設排水溝，然后設一集水井，用潛水泵將水排出，保持基坑無積水?；讘谏?0cm，人工夯實后回填20cm厚砂礫層，同時對樁頭進行鑿毛處理，施工放樣，綁鋼筋，裝模澆注砼。同時在蓋梁施工過程中，使用兩個墩柱各自穿插一根3.4m長100mm的鋼棒，上面采用墩柱兩側各一根10m長40b工字鋼做橫向主梁，搭設施工平臺的方式。

六、市政橋梁工程預應力施工的質量控制

1、制定有效的質量標準

國家相關有明確規定，在工程建設施工中一定要按照一定的質量管理體系去開展各項工程工作，因此在我們對市政橋梁施工時應該根據實際的狀況收集相關橋梁施工質量標準，使橋梁能夠在規定范圍內的承受相對應的應力。而監管人員也應該對每一個部分嚴格檢查，保證橋梁施工正常進行。

2、建立監管部門

在進行預應力施工之前應當組建一支由承建方，出資方以及第三方工作人員構成的臨時監管小組，對預應力工程施工過程中的各個環節進行嚴格的督查，尤其是保證建筑材料和施工機械設備的質量，不能放過一絲一毫的差錯，一定要避免由于監督部門監管不嚴格而導致的安全隱患，出現問題及時向設計人員管理人員反應真實情況。

3、建立健全安全責任體系

在施工前要制定相關部分的安全責任體系，對施工人員和監管部門人員有一定的威懾作用，確保在工程實施的過程中一旦出現重大的安全問題或者橋梁質量問題，能找到有關人員責任追究，強化各部分工作人員的安全意識和責任意識。

4、后期驗收

施工的最后環節就是工程驗收，預應力施工是市政橋梁施工的重要組成部分，一旦這個部分出現了質量問題，整個橋梁的性能就會受到極大地影響。而且橋梁的施工周期通常來說都比較長，工程量也很大，所以如果竣工之后發現預應力施工存在問題就會推翻很多建筑重新操作帶來巨大的損失，所以后期的橋梁驗收工作必須重視起來一定要符合施工標準。

結語：

綜上，預應力技術對橋梁的質量和壽命影響十分大，對橋梁的整體使用性能有直接影響，因此在施工方案的指導下一定要認真處理以上問題并對質量嚴格控制。合理的運用科學技術提高市政橋梁的性能，在后期的技術發展中仍然需要對新技術開發應用，不斷的探尋對橋梁施工更有利的方法工藝，建造出質量更佳性能更強的橋梁。

參考文獻

[1]盧其輝.市政橋梁工程中預應力施工技術的應用[J].交通世界.2015

[2]金志健，沈子軍.預應力施工技術在市政橋梁工程中的應用研究[J].科技創新與應用 .2O14

[3]繆艷.淺析預應力施工技術在市政橋梁工程中的應用 [J].科技致富向導.2012（03）

[4]高朋. 預應力施工技術在市政橋梁工程中的應用分析[J]. 江西建材.2015

[5]張衛絨.探析市政橋梁工程中預應力施工技術的應用[J].大科技.2015（2）

（作者單位：中國水利水電第十一工程局有限公司）