预应力施工技术在市政桥梁工程中的应用分析

李德泉

摘 要：文章针对预应力施工技术在市政桥梁工程中的应用，结合工程实例，在简要阐述预应力施工技术优缺点的基础上，分析了预应力施工技术在市政桥梁工程中的具体应用。得出预应力施工技术具有施工效率高、施工质量有保证的结论，值得大范围推广应用。

关键词：预应力施工技术；优缺点；市政桥梁工程；应用

中图分类号：U445 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）20-0170-02

Abstract： In view of the application of prestressed construction technology in municipal bridge engineering， combined with engineering examples， this paper analyzes the concrete application of prestressed construction technology in municipal bridge engineering on the basis of briefly expounding the advantages and disadvantages of prestressed construction technology. The conclusion that prestressed construction technology has high construction efficiency and guaranteed construction quality is worthy of extensive application.

Keywords： prestressed construction technology； advantages and disadvantages； municipal bridge engineering； application

近年来，我国社会经济不断发展，市政桥梁工程越来越多，预应力施工技术作为桥梁工程主要施工技术愈发成熟。大量工程实例表明，在市政桥梁工程施工建设中，科学合理的应用预应力施工技术对保证施工质量有重要意义。但我国对此方面的研究还不够深入，因此，本文基于工程实例，对预应力施工技术在市政桥梁工程施工中的具体应用做了如下分析。

1 案例分析

（1）工程概述。某市政桥梁工程，总建筑面积为1.54万平方米，柱网的尺寸为10X30m，为钢筋混凝土现浇结构，混凝土强度为C50，为保证施工质量，采用高强度低松弛的钢绞线为主要预应力筋，连续曲梁布置，设计强度标准为：d=16.24mm，As=150mm2，fpu=1960N/mm2，施工机械设备和材料包括：混凝土灌浆机、YBDC240千斤顶、OVM锚具、金属波纹管。

（2）施工的重难点。第一，在混凝土配制时采用0.2cm～2.0cm砂子作为混凝土的主要原材料，选420kg/m3的水泥用量，加入了适量的泵送剂和12%的U型膨脹剂。在下料时比较合理控制下料厚度，在进行混凝土振捣时要严格遵循相关标准和技巧才能保证施工质量，且振捣棒不能接触到波纹管，既要保证振捣的密实性，也不能形成空鼓现象，大大增加了施工的难度，任何一个环节控制不当，都会引发严重的质量问题。第二，在进行混凝土浇筑时，需要进行专项值班，对已经完成混凝土浇筑的钢绞线，要按照一定的规律来回抽动，直到在大梁混凝土凝固成形。第三，对预应力钢绞线的锚固和张拉有严格要求，需要按照相应的规范和标准进行施工才能保证施工质量。

2 预应力施工技术的优缺点

（1）优点。预应力施工技术的功能作用，不但可以有效应用在桥梁主体结构领域中，而且在桥梁边坡锚固方面也能发挥出良好的作用[1]。大量桥梁工程施工建设实例表明，在市政桥梁工程施工建设中，科学合理的应用预应力施工技术，既能行之有效的降低各种材料的使用量，而且还能大幅度增加桥梁结构的抗震性和抗压能力，对提高桥梁整体结果的刚度和稳定性等方面有非常重要的意义，同时还能有效提升桥梁工程施工效率，优化施工质量，保证桥梁工程的安全性和耐用性。（2）缺点。虽然在市政桥梁工程施工建设中，科学合理的应用预应力施工技术，可有效降低施工成本，而且施工效率也比较高，但整个施工过程非常复杂繁琐，任何一个环节控制不当，都会引发严重的安全事故。就表面上而言，在桥梁工程施工建设中应用预应力施工技术可降低结构尺寸，缩减模板用量，减少混凝土和钢筋的使用量[2]。然而，就实际施工而言，如果应用预应力施工技术，则需要增加和使用大量新设备，对施工人员的技术水平和综合能力有较高的要求，而且施工周期也比较长，无形中增加了市政桥梁的工程造价。

3 预应力施工技术在市政桥梁工程中具体应用

和地面上的高速公路相比，市政道路桥梁中行车的荷载相对比较低，但车速比较高，需要通过在预应力混凝土对相关的重力荷载进行减小或者消除，所以，在具体施工建设中，必须确保荷载作用区的强度和应力都能达到设计要求。

（1）预应力施工技术流程。预应力施工技术的具体流程：准备钢绞线下料材料→绑扎边墙和槽身底板的钢筋→装设锚索、锚垫→安装预应力波纹管→安设预应力筋→连接钢筋→验收钢筋和钢绞线工程→安装槽身的内模结构→浇筑混凝土→张拉预应力钢绞索→灌浆并封锚。

在具体张拉过程中，要遵循先纵向、再横向、最后竖向的张拉原则，纵向和横向都采用两端张拉的方式进行张拉，而竖向张拉时则可以采用一端张拉的方式。纵向张拉时采用三墙共同对称式张拉的方法进行张拉，横向张拉时要采用从中间向两端张拉的方法进行张拉，竖向张拉时采用中间往两端且三墙共同对称式张拉。

（2）张拉施工前期准备。在开始施工前，要先对预应力施工技术所应用的材料进行全方位检验，包括：钢绞线、张拉装置、锚具等，凡是质量、规格、型号、尺寸、材质不达标的材料严禁应用到市政桥施工建设中。特别要注意的是，在钢绞线检验时，要由专业人员对钢绞线的弹性模量进行全方位检验，确保其能正常应用。并正确安装和调试预应力张拉设备，并由专业人员进行管理和养护，发现问题立即处理，避免影响后期施工质量[3]。

（3）预应力钢绞线材料选取。预应力钢绞线是预应力施工技术可以顺利开展的关键，因此，当前期准备工作确认无误后，就可以进行预应力技术所用的钢绞线材料的选择。就案例工程而言，钢绞线的材料为预应力钢，但在具体施工建设中，为充分发挥预应力施工技术的作用和优势，充分结合该市政桥梁工工程的特点来选择钢绞线。第一，充分考虑钢绞线的规格、尺寸、表明形态、承载压力、几何尺寸等参数，然后选择与之相适的钢绞线材料，确保在预应力施工中，钢绞线可以正常使用，不会发生断裂。第二，选择3～5种钢绞线对其性能和其他参数进行综合对比，案例工程预应力施工中，应用了低松弛钢绞线，和其他种类的钢绞线相比，此种钢绞线的成本更低、而且耐磨耐用，被广泛应用在市政桥梁工程施工建设中，可有效降低市政桥梁工程施工成本。而且低松弛钢绞线的外管比较优美，也是被广泛应用的一个主要因素。

（4）波纹管、钢筋的施工。预应力钢绞线和波纹管在进入施工现场前，还要进行分批次验收，确保其性能和各项参数都能有效满足实际需求。每次验收的重量不能超过50吨。先对预应力波纹管、钢筋的包装、标识、规格、质量说明书进行全方位认真审查。其次每批钢绞线随机选择3～5盘进行检验，并从钢绞线端部选择20cm～50cm作为截取试样，对其直径偏差、力学性能等指标进行试验，不合格的材料研究应用到桥梁工程施工建设中。波纹管要尽量严密，不能发生变形，在波纹管安装时，孔道安装位置偏差要控制在±5mm之内，同时管和管的连接要尽可能平顺，确保波纹管的支持垫板和孔道的中心线位于同一垂直线上，而且在混凝土浇筑过程中，要尽量避免损坏波纹管[4]。

（5）预应力张拉、加固的施工。预应力施工技术在具体施工中，大体上由四部分共同组成，包括：穿心式千斤顶、油压表、高压油泵、外接式高压油管。在选择千斤顶时要根据预应力施工张拉的吨位进行确定，在案例工程施工建设中采用了YBDC240千斤顶，高压油泵选择了ZB4-500型号电动轴向柱塞油泵，具有效率高、操作简单，可实现50MPa额定油压操作。油压表的精度在1.5级以上。在开始施工前，要先进行千斤顶和压力表配套标定操作，然后根据标定结果，选择相应的油表示数。在进行现场预应力张拉时要格外重视以下几点：第一，根据相应规范和标准的实际需求进行锚具安装，确保混凝土的强度能达到设计标准。第二，在预应力张拉施工中，要始终确保千斤顶的张拉作用和预应力筋的轴线强度在一条直线上，避免发生误差。第三，及时清除梁体表明的浮浆、混凝土残渣、松散的混凝土，为后期施工营造良好的环境。第四，借助钢带条进行体外预应力索的整形工作，确保其形状规则能满足实际需求。第五，严格按照市政桥梁工程在设计要求，进行预埋设管理端口密封装置、锚头内部密封筒，通过棉签等清除锚板孔、夹片尺等材料上方的杂物。由专业人员及时修补体外预应力索的PE层刮伤位置。

在预应力张拉、加固的施工施工中，为最大限度上保证整体桥梁结构受力的均匀程度和预应力施工技术的效果。在进行张拉时要遵循大体对称、两端同步张拉的理念，并用双控法进行严格控制，主要为压力表读数辅助以延伸量校验的双控法，在具体张拉过程中，需要对压力表数值和油缸的伸长量检测数值进行全方位记录。并对实测数值和理论值进行对比，如果二者的差距超过允许范围，则要立马停止张拉。待所有问题全部解决以后，才能进行张拉施工。在进行预应力张拉施工时，除上述施工方法之外，还要借助相应的压力传感器的测验值进行表示。常见的压力常感器有两种，一种是应变式压力传感器，另一种振弦式压力传感器，其中应变式是圆环状，尺寸和锚具一样大，置于锚板和锚垫板之间，用以测量锚下预应力，振弦式尺寸远大于锚具，设有1个把手不适合结构中使用。

在具体设计过程中，必须严格按照设计要求开开展体外预应力索的张拉应力，而在实际施工过程中，如果需要计算锚圈口处的预应力损失值或张拉超标时，还要对张拉预应力也进行详细计算，避免张拉过程中发生超过最大张拉控制应力。就案例工程而言，在具体施工建设中，就应用了应变式压力传感器，安装在预应力锚板和锚垫层之间，对预应力张拉过程中的预应力进行全过程测量，有效保证了该市政桥梁工程施工的质量，值得其他施工单位广泛学习和借鉴。

4 结束语

综上所述，本文结合工程实例，深入分析应力施工技术在市政桥梁工程中的应用，分析结果表明，在市政桥梁工程施工建设中科学合理的应用预应力施工技术，不但可以大幅度提升市政桥梁工程施工的质量，保证后期行驶车辆的安全性，而且还能有效降低施工成本。但預应力施工技术的操作流程比较复杂，施工工艺比较繁琐，需要从施工全过程入手，才能最大限度上提高市政桥梁工程施工质量。

参考文献：

[1]王锦飞，张铭.市政桥梁工程中的预应力施工技术浅析[J].山东工业技术，2017（2）：104-104.

[2]王俊云.市政桥梁工程中预应力的施工技术应用研究[J].中国科技投资，2017（35）.

[3]汪美娟.预应力施工技术在市政桥梁工程中的应用[J].建筑技术开发，2018（4）.

[4]高洪亮.预应力技术在公路桥梁施工中的应用及质量控制[J].科技创新与应用，2017（5）：212-212.