試論預應力施工技術在市政橋梁工程中的運用

顧燕斌

摘? 要：市政橋梁工程應具備較強的荷載力和安全性，在施工過程中應用預應力技術，提供一個與荷載力相反方向的力，達到減弱甚至是消除荷載力的目的，進而保障了市政橋梁的穩定性、安全性，延長其使用壽命。對于施工單位來說，要結合市政橋梁的地理位置、結構特點，編制預應力施工方案，明確各個步驟中的技術要點。特別是預應力筋定位、混凝土澆筑、預應力張拉等環節，必須要嚴格按照相關的規程來進行，并進行現場監督和技術檢驗。

關鍵詞：市政橋梁;預應力技術;鋼絞線;高應力張拉

Abstract： The municipal bridge engineering should have strong load force and safety. In the process of construction， the prestress technology is applied to provide a force in the opposite direction of the load force， so as to reduce or even eliminate the load force， thus ensuring the stability and safety of the municipal bridge and prolonging its service life. For the construction unit， it is necessary to work out the prestressed construction plan and clarify the technical points in each step according to the geographical location and structural characteristics of the municipal bridge. In particular， the positioning of prestressed tendons， concrete pouring， prestressed tensioning and other links must be carried out in strict accordance with the relevant regulations， and carry out on-site supervision and technical inspection.

引言

預應力施工技術是廣泛應用于體育館、市政橋梁等大跨度工程中的一類技術，在實踐運用中，需要樹立全過程的技術管理理念，從前期的施工準備、錨具定制，到中期的預應力筋定位、混凝土制作與澆筑，再到后期預應力張拉等，都需要納入管理范疇，杜絕工程質量隱患。

1 市政橋梁工程中預應力技術的應用價值

在市政橋梁工程投入使用后，所受的應力主要來自兩方面，其一是橋梁自身結構產生的重力，由于主體結構為混凝土，重力荷載較大;其二是橋梁上行駛車輛的重力，近年來私家車數量的增加，也讓橋梁所受外力不斷增加。如果應力過大、過于集中，容易導致橋梁應力集中部位出現裂縫甚至更為嚴重的事故。在施工過程中，采用預應力技術，目的就是提供一個與重力方向相反的力，可以抵消一部分拉力、壓力，這樣橋梁主體結構所受的應力就會明顯減小，從而保證了橋梁的安全與穩定。除了發揮較好的工程特性外，運用預應力施工技術，還可以降低工程造價、提升橋梁美觀度。

2 市政橋梁工程中預應力施工技術要點

2.1 工程概況

某市政橋梁的全場420m，其中主橋長度為112m，采用的是26+30+30+26的三跨變截面預應力混凝土連續箱梁;引橋部分為22m一跨的預應力混凝土簡支梁。全橋采用雙向1.5%的橫坡以及雙向3.0%的縱坡，主橋與引橋、引橋與道路交界處采用NJSF耐久三防伸縮縫。橋面鋪裝層自上而下為5cm細粒式瀝青混凝土+瀝青防水層+10cmC40鋼筋防水混凝土。

2.2 施工準備工作

為了保證橋梁整體工程能夠順利開展，并且提升預應力施工效果，必須要重視并做好前期準備事項。現場施工人員要對設計方案、施工圖紙等進行詳細審核，如果對設計方案有疑義，需要與設計人員及時溝通，確保該方案的可操作性。根據預應力施工方案，提前將所需的物料準備齊全。例如預應力鋼絞線、錨具、水泥等，除了要核對數量外，像規格、材質等，也都要注意檢查，確保完全符合施工要求，必要情況下還可以要求材料的生產、供貨商家，提供合格證等。施工前進行簡單的培訓，熟悉各個流程的技術要點。做好職務分工，明確劃分責任，除了要關注預應力施工的質量外，像現場的安全管理、環保問題等，也需要引起重視，并提前做好相應的準備措施。

2.3 鋼絞線的安裝

鋼絞線下料時，應當按照施工方案中的參數要求，保證截取長度的精確。可以提前用皮尺良好尺寸，然后做上標記，切割時防止超長切割，節約材料。對于加工好的材料，按照長度進行分類擺放，在后期使用時可以防止鋼絞線纏繞的情況。另外也要注意加強存儲環境的管理，如果存儲時空氣潮濕，或是直接暴露在空氣中，容易導致鋼絞線出現生銹或受到污染的情況。穿束前需要保證孔道內清潔和暢通，穿束成功后將鋼絞線的兩端進行包扎。

2.4 預應力筋的定位

在市政橋梁預應力施工中，先要進行預應力筋的定位作業，尤其是豎向預應力筋，要使用專門的固定支架來保證預應力筋的穩定性，減少預應力筋或者固定支架出現歪斜位移的現象。在預應力筋固定好之后，安裝泌水管道。泌水管道安裝使用的主要工具為波紋管，且在安裝作業前需實施鉆孔作業，孔徑設置在2cm左右。另外在泌水管道的外側要利用一些塑料板等材料將其包裹起來，之后利用螺絲進行固定，并避免接頭縫隙的出現，以確保波紋管同結構的密實性。

2.5 澆筑混凝土

在澆筑前，現場施工人員需要重新檢查預應力筋的安裝是否合格，數量、型號是否與設計方案一致，對于發現的問題及時處理，避免后期返工。確定不存在問題后，澆筑配制好的混凝土。澆筑過程中，為了防止因為混凝土內部混有氣泡導致混凝土結構的強度、抗拉力受到影響，應當進行必要的振搗。但是要注意控制振搗時間，否則可能會導致混凝土發生離析，不能正常凝固。另外，振搗過程中也要注意結合波紋管的所在位置，振搗棒距離波紋管的距離不應小于20cm，否則容易破壞波紋管。混凝土澆筑結束后，立即進行預應力張拉，并且在張拉操作結束后，開展混凝土養護作業。

2.6 預應力張拉及灌漿

開始張拉前，出于安全性考慮，可以額外的加裝錨板等，增大受力面，避免因為應力過于集中而導致混凝土結構受損。預應力張拉操作應當嚴格按照相關的規程，控制其技術要點，保證一次性張拉到位。考慮到本次市政橋梁工程的規模較大，采用了先預緊、后張拉的模式。預緊力為設計張拉力的30%，通過預緊可以保證鋼絞線不會產生纏繞。隨后再進行高應力張拉，注意檢查孔道、排氣孔的位置，混凝土有無裂縫，為高應力張拉創造良好條件。張拉設備也應該進行配套校驗，壓力表的精度要超過1.5級，校驗設備的精度一定要達到2%以上，混凝土的各項數值在進行張拉的過程中都要符合相關的標準和規定。

2.7 意外情況的處理

在預應力鋼絞線的張拉過程中，由于鋼絞線質量差，或是現場人員操作不規范等諸多原因的影響，偶爾也會出現鋼絞線斷絲、滑絲的情況。施工人員需要首先判斷斷絲的數量，如果在允許范圍之內，則不需要特殊處理。但是如果斷絲數量較多，已經明顯超出了限定值，就會導致預應力不足，必須采取補強措施。一種方法是補足應力。操作方法是通過計算由于斷絲導致的應力損失值，然后將這些損失值平分到其他鋼絞線上。需要注意的是，鋼絞線均攤應力后，每根鋼絞線承受的最大應力不應超過0.8Rb，否則不得使用此種處理方法。另一種方法則是直接更換鋼絞線。將千斤頂按張拉狀態裝好，并將鋼絲在夾盤內楔緊。一端張拉，當鋼絲受力伸長時，錨塞稍被帶出。這時立即用鋼釬卡住錨塞螺紋。然后主缸緩慢回油，鋼絲內縮，錨塞因被卡住而不能與鋼絲同時內縮。如千斤頂行程不夠可如此反復進行至錨塞退出為止。然后拉出鋼絲束更換新的鋼絲束和錨具。

3 預應力施工中的幾點注意事項

3.1 鋼絞線的質量要過關

在預應力施工中，鋼絞線作為主要材料之一，其質量的優劣、材質的選擇，都決定了市政橋梁工程的建設效果。目前建材市場中應用較多的鋼絞線，按照材質可分為鋁包鋼絞線、不銹鋼絞線、鍍鋅鋼絞線等幾種類型，要注意結合工程需要進行科學選擇。此外，低松弛鋼絞線是近年來在大跨度工程中常用的一類材料，相比于普通的預應力鋼絞線，它的內部應力損失更慢，因此使用壽命更長。而隨著技術的成熟，低松弛鋼絞線的價格也在一路走低，甚至低于普通鋼絞線，可以在市政橋梁工程中推廣使用。無論施工單位選擇哪種類型的材料，都要嚴格執行“三檢”制度，采購前要求供應商提供產品合格證，并按照抽樣檢測的方法，確定同一批次的產品中，瑕疵率不超過2%。另外在鋼絞線到場后、使用前，也需要分別進行一次檢查。尤其是對于一些規模較大的市政橋梁工程，由于建設周期長，很多鋼絞線需要在現場臨時存放一段時間。存放期間要注意做好環境管理，防止鋼絞線出現生銹，沾染油垢，保證鋼絞線的使用性能。

3.2 混凝土性能的控制

在市政橋梁工程中，混凝土作為主體材料之一，其性能也會影響到預應力施工的效果。如果混凝土本身具有一定的強度，就可以分擔一部分荷載力，減輕了預應力張拉的壓力。因此，在市政橋梁施工中也要注意加強混凝土材料的性能控制。首先是在混凝土的材料組成和配比設計上，可以適當增加一定比例的添加劑，例如調凝劑、粘結劑、阻銹劑等，可以起到改良混凝土性能的效果。根據驗證， 在混凝土制備過程中加入增強劑，可以顯著提高混凝土的硬度、密度等參數，最高可提高60%左右，效果明顯。需要注意不同外加劑的用法、用量等均有要求，應做到合理使用。其次是在混凝土澆筑時，要注意進行振搗，減少混凝土中氣泡的含量，提高橋梁主體結構的強度、抗拉力。振搗應在混凝土澆筑厚度達到20cm以后開始，然后一邊澆注、一邊振搗。振搗時要遵循“快插慢拔”的操作原則，保證混凝土整體密實性。振搗時還要注意觀察混凝土表面，不再出現新的氣泡后可以停止振搗。最后，在預應力張拉之后，還要使用儀器檢查橋梁混凝土結構是否有變形、開裂等問題。可以采取有損檢測，即使用設備在橋梁工程的混凝土結構上，選取若干位置點，進行鉆孔取芯，檢查樣品是否有孔洞、裂縫等問題。推薦使用無損檢測，例如超聲波檢測、X射線檢測等，可以在不破壞混凝土結構的前提下，更加精準、快速的判斷混凝土內部是否存在裂縫。

4 結束語

將預應力技術運用到市政橋梁工程中，抵消一部分荷載力，保證了橋梁結構穩定性，在現代橋梁工程中得到了廣泛運用。其中，像鋼絞線的選擇、混凝土的性能，以及各個施工環節技術要點的把控等，都是影響預應力施工效果的關鍵因素。對于施工單位來說，既要通過定期培訓，切實增強技術控制水平，又要嚴格做好監管，如果發現有預應力鋼絞線不合格、預應力筋定位不準確等問題，及時改正，確保市政橋梁的質量安全。

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