預應力技術在市政橋梁應用

尹鑰

（太原市城市建設管理中心，山西太原 030009）

0 引言

橋梁是高速公路工程的常見組成部分，預應力技術在施工中應用廣泛。在施工期間，對結構預先施加壓應力，服役期間此壓應力可抵消荷載導致的拉應力，避免結構發生破壞，提高結構的安全性和穩定性。因受到現場環境條件影響，再加上預應力施工工序復雜，對于技術參數的要求嚴格，只有加強施工管理和工藝控制，才能確保其施工質量、進度、安全滿足要求。

1 市政路橋施工預應力技術概述

工程結構中采用預應力方法會產生應力，因此應提前采取相應的措施，防止因外力改變而造成結構變形或破壞。在道路橋梁的施工過程中，預應力主要產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力和壓應力，降低了混凝土開裂的程度，從而進一步提高城市道路和橋梁的建設質量。道路和橋梁的建設需要使用高強度鋼材和混凝土。正是由于高強度鋼材具有抗拉特性，構件可以被壓縮，使得構件所占空間減少。預張拉技術可以延長路橋的使用壽命，減少裂縫，使市政路橋更加經濟，提高工程美觀度以及路橋施工質量。得益于預應力技術的諸多優勢，它的應用范圍正在逐步擴大。使用預應力技術可以克服許多傳統設計無法克服的障礙[1]。例如，預應力技術在中緬輸氣管道建設中的應用，不僅優化了寬懸索錨結構，而且豐富了這些結構的類型。

2 預應力施工技術優缺點

2.1 優點

首先，預應力施工技術是一種改善結構力學性能的工程技術，可以有效提高橋梁結構的抗彎、抗拉、抗剪能力，保障結構的機械性能穩定性。其次，如果在市政橋梁工程中采用預應力施工技術，可以在一定程度上調節結構的內部應力，使橋梁的結構更穩固、整體性更高。因此，對于橋梁工程而言，預應力施工技術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，采用預應力施工技術就更顯得十分必要，它不僅可以降低橋梁自重，還可改善橋梁施工質量。

2.2 缺點

盡管預應力施工技術應用于橋梁施工更具優越性，但從現階段施工技術水平來看，此技術應用仍存在不足[2]。首先，如果預應力施工技術沒有在橋梁建設中得到合理應用，那么不僅會造成橋梁工程出現安全隱患，還會導致工程成本增加，甚至無法滿足人們日益增長的出行需求。其次，利用預應力施工技術建造橋梁，將比常規的施工方式更困難，需要控制許多細節，對混凝土施工材料性能方面有很高的要求。同時，在橋梁工程的建設方面，若在橋梁施工過程中沒有注意預應力，就不能確保橋梁整體建設水平，甚至造成項目發生安全事故，這是當前預應力施工技術推廣應用過程中所碰到的最大難題。

3 道路橋梁工程預應力施工技術

3.1 管道施工

為了正確安裝管路和實施預應力施工技術，施工人員應嚴格按照計算結果注意管路的鋪設位置和施工設計內容，以確保鋼絞架承受合理的強度，并且在實踐中，施工人員應根據工程圖紙提高定位精度，進行規范加固處理，選擇定位鋼筋，有效連接鋼筋和腹板。為了進一步優化固定效果，可以在骨架框架之間添加足夠數量的橫截面鋼筋，以確保后續工作的質量，并避免移動等惡劣條件。安裝管道時，盡量減少折彎現象，并在安裝后執行常規檢查，以確保管道端點的長度是管道直徑的5～7 倍[3]。仔細檢查管件部分，密封良好，以免出現泥石流等情況，預先將小口徑套管放入管內，徹底消除管鎖緊問題。

3.2 鋼絞線安裝

在市政橋梁施工中，鋼絞線安裝的要點是修剪導線，施工人員應根據施工項目施工方案的各種參數修剪相應長度，在施工材料之前用米測量尺寸，并對其進行標記，以避免過長的修剪問題。一些施工單位將直接使用精心設計的施工材料來執行市政橋梁施工作業，在這種情況下，應根據鋼絲長度對其進行分類，避免以后出現纏繞問題。鋼線是市政橋梁建設中的重要材料，建筑工人需要根據要求進行歸檔，需要加強其存儲環境的管理[4]。如果注意到存儲的空氣更潮濕或罩暴露在空氣中，則必須轉換存儲區域，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，完成鉆探作業后，兩端要做繃帶，提高市政橋梁施工質量。

3.3 預應力筋穿束

安裝預應力管道后，實施橋梁鋼筋。本項目中使用的預應力鋼筋符合設計要求，均為低松弛270A 級鋼絞架。在現場運輸預應力筋后，施工單位應執行批處理檢查，為每個批選擇樣本，并在驗證后將設計長度上的預應力筋處理到鋼筋加工廠。加工是通過長鋸切進行的，每根絞車線束由切割切口兩側5mm 的鋼絲連接，然后牢固焊接在切口處，以防止預應力筋松動。加工完成后，將對其進行編號和入庫，并根據設計要求實施預應力鋼筋。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應力鋼筋，以保持孔道暢通。

3.4 鋼筋混凝土結構施工

在市政橋梁工程施工中必須重視混凝土裂縫問題，靈活運用預應力施工技術減少鋼筋混凝土裂縫。在橋梁施工中應用預應力施工技術可以全方位管控混凝土裂縫問題，通過科學施加受拉區域來精準把控預計預應力，使其在市政橋梁工程建設中發揮出應有的作用和效果。在混凝土澆筑工作中運用預應力技術時，相關施工人員應科學調整混凝土振搗施工的方向，確保其長期處于垂直的狀態，并結合混凝土本身的情況調整振搗頻率，持續觀察混凝土振搗狀態。當混凝土振搗工作結束后，應緩慢拿出振搗棒，以免在混凝土中留下空隙[5]。在混凝土現澆期間還需要快速排除混凝土內部存在的水分，對混凝土進行二次振搗和二次抹面，通過這種方式防止混凝土產生裂縫問題。

3.5 孔道壓漿

在預應力張拉施工作業結束后，孔道需要進行壓漿處理，壓漿處理可以預防應力筋出現銹蝕問題，此類問題一般會出現在水泥漿凝固前。水泥漿凝固后與預應力筋形成一體，此操作過程目的是為了防止預應力筋后期出現不良變化，同時還可提高橋梁使用壽命，保證橋梁可以長時間通行。本次工程中水泥漿要選擇品質較高的，才可為后期整體施工質量提供支持，并且按照我國相關規定可以明確分析出硅酸鹽水泥可以有效完成壓漿作業施工，整體水泥漿應該選擇硅酸鹽水泥進行使用[6]。在施工操作中，水泥材料使用要向其內部加入大量的減水劑，才可保證水泥漿整體質量。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，整體壓漿操作也不能停止，需要保持3s 后進行其他操作，向其內部進行施壓操作，施壓結束后需要拿掉木楔子。確保水泥密實度后，整體壓漿工作蔡結束。水泥密實度可以對質量造成影響，因此明確水泥密實度十分重要，在達到相應標準后方可進行其他工作。當后張法預應力施工有效進行，才能滿足施工質量要求。

4 預應力技術在橋梁工程建設中應用的質量控制策略

4.1 加強預應力筋張拉質量控制

在橋梁工程建設施工過程中，為了控制預應力筋張拉質量，需從以下方面加強控制。

（1）合理控制張拉順序。對于預應力筋張拉，需以圖紙設計要求為依據，保證左右對稱，然后進行分級張拉，并均勻進行。

（2）張拉過程質量控制。在張拉過程當中，需采取雙控方式，將伸長值當作校核標準，將張力作為主要的控制指標。對于伸長量誤差，控制在5%為宜。一般，對于滑絲、鋼絞線斷絲數量不宜＞1 根。倘若伸長值難以符合設計值要求，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，對千斤頂限位板尺寸進行合理調整，避免相關工作人員受到鋼絞線刮傷。此外，張拉期間，還需采取油泵進行維穩處理，并對張拉速度、油壓值進行合理控制。

（3）張拉后質量控制。在張拉作業完成之后的8h，需采取角磨機，針對多余的鋼絞線，進行完全割除處理，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備對鋼絞線進行處理，預防控制風險問題的發生[7]。

4.2 支架安裝與模板搭設質量控制

正式施工過程中，首先需要安裝支架，再搭設模板，為混凝土澆筑奠定基礎。應按照施工現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，需要檢驗支架的承載力、穩定性等，在保證支架的各項性能符合要求的情況下方可搭設模板。搭設模板要嚴格把控施工順序，先搭設底板，再搭設側模，最后進行頂模施工[8]。值得注意的是，在設計階段需合理確定預留拱度尺寸，加強施工管理，保證施工符合設計要求。完成模板搭設后進行質量檢驗，重點檢驗模板的沉降問題，需要在模板底部設置沉降觀測點，獲取模板沉降值等數據信息，如果發現沉降超出設計標準，需及時調整模板，通過增加支撐等方式有效控制沉降，保證模板施工質量。

4.3 預應力混凝土施工質量控制

公路橋梁工程主要采用鋼索或鋼筋預應力反力原理施工，具有較強的抗壓性和耐久性。預應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，它可以節省材料，降低成本，同時采用預應力施工工藝，可以提高混凝土結構的安全性。除此之外，道路橋梁行車方面，能夠降低噪聲，和鋼橋對比，在后期橋梁養護上可以節省一大筆費用。這里需要注意，在模板安裝過程中，必須對模板進行充分的清洗，尤其是模板內側，必須徹底清除內部的泥漿、灰渣和灰塵。待模板完全晾干后，將脫模劑適當涂抹在模板內側，按照規定的順序進行模板安裝[9]。模板側模采用臨時支撐，以防止混凝土澆筑后出現位移或變形，提高預應力混凝土的成型效果，增強張拉效果。模板底模與側模的接合部應適當填塞止血條以防止泥漿滲漏。模板安裝完成后，進行注水預壓，檢查底模是否發生變形。如果出現沉降值較大的問題，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，只有在預壓達到要求后，才能進行下一步的施工。

4.4 鋼筋預留管道施工質量控制

在預應力施工中，應確保預留洞口的正確大小和位置，并確保預留通道的流動性，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，應按照工程質量控制要求嚴格控制各方面的偏差。為了避免預約束的鋼筋定位線鎖定，必須提前定位管道線，以避免出現諸如定位線彎曲等問題。在實踐中，承包商必須嚴格遵守操作規則，嚴格控制取芯時間。在實踐中，如果發現占位符管道堵塞，則需要根據預應力鋼筋的坐標曲線確定堵塞的部分，并在適當的時候鉆孔，開洞時應避免主筋部分，及時清除瓦楞管道中的混凝土灰，以免受到預應力鋼筋的阻礙[10]。牽引完成后，應及時使用較高伸縮率的混凝土材料進行鉆孔固結。波形管通常用作預應力通道，因此在選擇波形管時，必須將其連接到鋼繩上，以使二者均可用。然而，在這一項目期間，空氣流動容易受到外部力量的影響，因此需要加強對外部力量的保護，特別是避免施工期間空氣流動中斷等問題。

5 結語

綜上所述，我國的公路工程道橋施工的質量提升，關系到我國交通事業的健康可持續發展。因此，施工人員應該進一步提高對公路工程道橋施工的重視程度，認真研究預應力施工技術的有效應用方式，根據不同工程的具體施工特點，增強預應力施工技術的應用效果，解決預應力施工過程中存在的缺陷和問題，推動預應力施工質量的有效提升，為我國公路工程的順利完成奠定良好的基礎。