预应力技术在道路桥梁工程施工中的质量管理研究

黎梓峰

（北京市政路桥股份有限公司，北京 101100）

0 引言

随着人们的生活水平不断提升，交通流量也在不断增加。因此，建设道路桥梁已经成为当前城市发展的重要组成部分。在这种情况下，必须确保道路桥梁的施工质量，采用预应力技术可以大大改善当前道路桥梁的结构强度，不仅可以显著增强其抗震、抗冲击、抗弯、抗剪切等功能，还可以确保其在未来的使用中的安全可靠。为了确保我国道路桥梁建设安全，应该积极探索和研究预应力技术，并根据实际情况不断改进施工流程，以保证施工质量。

1 道路桥梁施工中预应力技术的作用

1.1 提升承载力

通过预应力技术，在道路桥梁构件中引入预先施加的压力，以产生对混凝土的压缩应力，使混凝土的抗压能力得到充分发挥。这种方法可以有效地抵消道路桥梁在使用过程中所受到的不同类型荷载所产生的应力，使道路桥梁的整体受力更加均衡。预应力技术通过引入内部的压应力，使道路桥梁结构在承载车辆和其他荷载时更为稳固。这不仅提高道路桥梁的整体承载能力，还减轻了混凝土受拉的状况，有助于抵御裂缝和变形的发生，从而延长道路桥梁的使用寿命[1]。

1.2 加强弯曲部位

道路桥梁在曲线或弯曲部位受到更大的力学压力，预应力技术能够有针对性地加固这些部位。通过在这些区域引入适当的预应力设计，可以有效地增加这些部位的抗压能力，这种方式有助于提高道路桥梁在弯曲部位的抗弯能力，减少由于受力不均匀而产生的破坏或变形。通过预应力技术加固道路桥梁的弯曲部位，使其能更好地承受车辆荷载和外部环境因素的影响，减少因此引起的结构损坏，提高了道路桥梁的整体安全性。

1.3 加固施工

在道路桥梁施工过程中，预应力技术也被用于加固结构。通过在道路桥梁构件中施加预先确定的张力或压力，这种技术有助于调整构件的内部应力状态，增强道路桥梁结构的稳定性和强度。预应力技术可以有效地消除或减轻施工过程中可能出现的一些弱点或缺陷，保证道路桥梁的结构安全，这种技术不仅可以应用于新建道路桥梁工程，也可以用于修复和加固现有道路桥梁结构，提高其整体性能和承载能力[2]。

1.4 延长使用寿命

在设计和施工阶段引入预应力，道路桥梁的整体性能得到提升。预应力技术可以减缓混凝土龄期内可能出现的裂缝和变形，降低结构疲劳和老化的速度。同时，通过预应力技术提高道路桥梁的承载能力和稳定性，道路桥梁在使用期间能更好地抵御不同荷载和自然环境的影响，减少维护和修复的需求，从而降低整体的维护成本并延长道路桥梁的使用寿命。

2 预应力技术应用过程中的常见问题

2.1 内部结构裂缝现象

如果预应力钢筋的张力设置过大，可在混凝土中引起过度的应力集中，导致裂缝产生。这种情况可能是由于设计参数设置不当或施工时未能正确控制预应力钢筋的张力引起的。同时，质量低劣的混凝土或预应力钢筋可能存在缺陷，如气孔、杂质或裂纹，这些缺陷会削弱材料的强度和耐久性，使结构更容易出现内部裂缝。温度变化和湿度波动也可能导致混凝土膨胀和收缩，进一步加剧内部应力，从而促使裂缝的产生。

此外，化学腐蚀、盐水侵蚀等环境因素也可能损害混凝土结构，导致内部裂缝。再加上施工过程中的不当操作、振动或混凝土浇筑技术不规范等问题也可能导致内部结构裂缝的形成。例如，混凝土浇筑不均匀或未能完全填充模板，可能在混凝土内部产生裂缝[3]。

2.2 波纹管堵塞现象

混凝土中可能存在杂质、颗粒或颗粒聚集，这些杂质可能进入波纹管内，导致堵塞。不充分筛选和过滤混凝土材料，或混凝土搅拌不均匀都可能导致混凝土中的颗粒堵塞波纹管。波纹管本身的质量问题，如内部污垢、腐蚀、生锈或不良制造工艺，也可能导致波纹管的内部表面不光滑，使颗粒更容易附着在内壁上，从而形成堵塞。此外，混凝土的浇筑方式和技术也会影响波纹管的堵塞。例如，混凝土浇筑时的振动不足或浇筑速度过快可能导致混凝土不充分填充波纹管，从而使波纹管容易堵塞。

2.3 预应力控制不合理

设计阶段，设计参数的不合理可能导致结构受力分布不均匀，使得一些部位过度受力，而其他部位过轻，从而引发结构的问题，如不合理的预应力钢筋布置、张力力值和锚固点的选择等。不合理的预应力控制也可能是由施工阶段的操作不当引起的，包括张拉过程中的错误操作、不适当的张拉速度、张拉机械的故障等。这些问题可能导致预应力钢筋的张力控制不合理，从而影响结构的性能。此外，材料质量的差异可能导致预应力钢筋的应力不稳定，使结构受力不均匀。例如，低质量的预应力钢筋、不合格的锚固系统或混凝土材料可能导致控制不合理。除此之外，温度、湿度和环境腐蚀等环境因素也可能影响预应力控制。温度变化可能引发预应力钢筋的热应力，而腐蚀可能导致锚固系统的失效，都会对预应力控制产生不利影响[4]。

3 预应力技术在道路桥梁工程施工中的质量管理研究

3.1 原材料及设备管理

其一，预应力技术中，钢材是一种关键的原材料，通常用于预应力钢筋和锚固系统。因此，质量管理方面应选择高质量、符合标准的钢材供应商，确保材料符合设计要求。同时，对到货的钢材进行严格检验，包括外观、尺寸、化学成分、机械性能等方面，以确保其质量和性能达到要求，并且对不合格材料的处理方式明确，如退货、修复或报废，并进行记录。其二，混凝土材料质量管理应保证混凝土供应商符合相关标准和规范，保证混凝土配合比设计准确。定期采样和试验室测试，以验证混凝土的质量和性能，包括强度、流动性、耐久性等。对不合格混凝土的处理方式进行管理，避免不合格混凝土被用于结构中。其三，设备管理方面，定期检查和维护张拉设备，保持其性能稳定，以准确施加预应力。同时，标识和追踪锚具的使用情况，以确保其合格、可追溯，并未达到寿命终点。其四，还应为施工人员配备适当的个人防护装备，如安全帽、护目镜、耳塞、手套等。同时，提供必要的安全设备，如安全围栏、警示标志、灭火器等，以保障工地的安全。其五，为了保证质量管理的有效性，必须建立详尽的文件记录和追溯体系，包括记录所有原材料的来源、质量检验结果、使用情况以及处理方式、记录设备的维护和检查历史，包括维修记录和性能测试以及追溯预应力工程的每个施工阶段，以确保按照设计和规范进行施工[5]。

3.2 孔道施工管理

首先，在预应力施工前，必须根据设计要求和规范确定孔道的布置和尺寸。确保孔道的位置、间距和深度符合设计规范，以便在施工过程中预应力钢筋能够正确安装和锚固。同时，制定严格的孔道质量标准，确保孔道的内部表面平整、清洁，并无明显的损伤或腐蚀。任何不符合标准的孔道都需要进行修复或重新打孔。其次，在孔道施工中，采用适当的钻孔设备和工艺，包括钻头的选择、钻孔速度、冷却液的使用以及钻孔深度的控制等。钻孔应该按照设计要求的位置和深度进行，避免偏差和错误。再次，在完成钻孔后，应充分清理孔道，以消除杂物、粉尘和切屑，并对孔道进行内部检查，做到孔道内部没有明显的缺陷，如裂缝或松散的颗粒。此外，在孔道施工过程中，还应对孔道的位置、尺寸和深度进行测量，并进行记录。最后，在孔道施工完成后，进行质量验证，包括内部检查、测量和验收测试。这些步骤有助于确保孔道满足设计规范，并可以安全用于预应力钢筋的安装和锚固。

3.3 钢绞线施工管理

选择合格的钢绞线供应商，保证钢绞线符合国家或国际的质量标准和规范。例如材料的强度、弹性模量、耐腐蚀性等方面的要求。采购的钢绞线必须具有足够的强度和耐久性，以满足结构的设计寿命要求。在接收钢绞线之前，接收人员应对其进行严格的检验和验收程序，包括外观检查、尺寸测量、材料性能测试等。只有符合规范要求的钢绞线才能被接收并用于施工。在钢绞线的张拉过程中，要注意控制张拉速度、张拉力和张拉机械的性能，避免过度拉伸或不足的问题。一旦钢绞线达到预定的预应力水平，必须立即进行保护，以防止腐蚀和损伤。这通常涉及应用腐蚀保护涂层或材料，并确保保护材料的质量和性能。此外，在钢绞线施工完成后，进行质量验证，包括验收测试、张拉力的监测和结构的性能测试。并且建立详尽的文件记录，包括钢绞线的来源、检验结果、张拉数据、保护措施和质量验证报告[6]。

3.4 张拉施工管理

在施工前，对预应力设计方案进行仔细审查，确保符合相关规范和要求，包括对钢束布置图、张拉顺序、张拉力值等设计参数的确认。在进行实际张拉之前，对张拉设备进行全面检查和测试，包括液压张拉机、张拉扳手、张拉锚具等设备，确保设备完好，无损坏或失效。进行张拉操作时，严格控制张拉力值、速度和张拉过程中的监测。张拉力严格按照设计要求稳定施加，避免过度或不足的张拉。同时，对张拉过程进行实时监测和记录，包括张拉力、钢束的变形和应变数据等。这些数据用于验证张拉过程是否符合规范，并提供实时的质量控制。在完成张拉后，需要立即进行张拉绳的锚固和预应力锚具的封闭、保护和防腐蚀处理等工作，以确保钢束受到良好的保护，防止腐蚀和损坏。

3.5 封锚施工管理

封锚施工中，首先是确保所使用的材料和设备的质量，这直接关系到结构的可靠性和安全性。管理人员应定期检查和审核供应商提供的预应力钢束、锚具、注浆材料等材料的质量，并要求提供相关的质量证明文件。同时，施工现场应保证所有材料的储存和保管符合标准规定，防止受潮、腐蚀或其他损坏。

其次，施工过程中使用的设备也应进行定期检查和维护，确保其正常运行，避免施工质量问题的发生。

再次，封锚施工过程需要精细地监控和记录，以确保操作的准确性和合规性。管理人员应安排专业的监测团队，对锚固点的位置、深度、角度等参数进行实时监测，可以通过使用先进的测量仪器和仪表来实现，如全站仪、倾斜仪等。此外，必须建立详细的施工记录，包括每个锚固点的施工日期、材料批次、施工人员等信息，以便在需要时进行追溯和审核。

最后，封锚施工结束后，必须进行严格的质量验收，以确保锚固点的质量符合设计要求和相关标准。验收人员应对每个锚固点进行全面的检查，包括外观、尺寸、预应力张力等方面，确保没有缺陷或质量问题。如果发现任何问题，必须及时采取措施进行修复和整改。封锚施工如图1 所示。

4 结语

该研究强调了道路桥梁工程施工中，预应力技术施工质量管理的重要性。在质量管理方面，材料控制、工艺控制、施工过程监测、质量验收和安全管理都是不可或缺的环节。通过精心的管理和监控，可以有效降低结构的缺陷风险，确保预应力构件的性能和可靠性。这不仅有助于提高道路桥梁工程的长期可持续性，还有助于保障交通安全和经济发展。未来的研究和实践应继续关注质量管理方法的创新，以满足不断发展的建筑需求。