预应力技术在市政桥梁应用

尹钥

（太原市城市建设管理中心，山西太原 030009）

0 引言

桥梁是高速公路工程的常见组成部分，预应力技术在施工中应用广泛。在施工期间，对结构预先施加压应力，服役期间此压应力可抵消荷载导致的拉应力，避免结构发生破坏，提高结构的安全性和稳定性。因受到现场环境条件影响，再加上预应力施工工序复杂，对于技术参数的要求严格，只有加强施工管理和工艺控制，才能确保其施工质量、进度、安全满足要求。

1 市政路桥施工预应力技术概述

工程结构中采用预应力方法会产生应力，因此应提前采取相应的措施，防止因外力改变而造成结构变形或破坏。在道路桥梁的施工过程中，预应力主要产生在外部荷载模块的前面。这在一定程度上大大减少了由外部荷载引起的拉应力和压应力，降低了混凝土开裂的程度，从而进一步提高城市道路和桥梁的建设质量。道路和桥梁的建设需要使用高强度钢材和混凝土。正是由于高强度钢材具有抗拉特性，构件可以被压缩，使得构件所占空间减少。预张拉技术可以延长路桥的使用寿命，减少裂缝，使市政路桥更加经济，提高工程美观度以及路桥施工质量。得益于预应力技术的诸多优势，它的应用范围正在逐步扩大。使用预应力技术可以克服许多传统设计无法克服的障碍[1]。例如，预应力技术在中缅输气管道建设中的应用，不仅优化了宽悬索锚结构，而且丰富了这些结构的类型。

2 预应力施工技术优缺点

2.1 优点

首先，预应力施工技术是一种改善结构力学性能的工程技术，可以有效提高桥梁结构的抗弯、抗拉、抗剪能力，保障结构的机械性能稳定性。其次，如果在市政桥梁工程中采用预应力施工技术，可以在一定程度上调节结构的内部应力，使桥梁的结构更稳固、整体性更高。因此，对于桥梁工程而言，预应力施工技术具有十分重要的作用和意义，特别是对于跨径大的桥梁施工，采用预应力施工技术就更显得十分必要，它不仅可以降低桥梁自重，还可改善桥梁施工质量。

2.2 缺点

尽管预应力施工技术应用于桥梁施工更具优越性，但从现阶段施工技术水平来看，此技术应用仍存在不足[2]。首先，如果预应力施工技术没有在桥梁建设中得到合理应用，那么不仅会造成桥梁工程出现安全隐患，还会导致工程成本增加，甚至无法满足人们日益增长的出行需求。其次，利用预应力施工技术建造桥梁，将比常规的施工方式更困难，需要控制许多细节，对混凝土施工材料性能方面有很高的要求。同时，在桥梁工程的建设方面，若在桥梁施工过程中没有注意预应力，就不能确保桥梁整体建设水平，甚至造成项目发生安全事故，这是当前预应力施工技术推广应用过程中所碰到的最大难题。

3 道路桥梁工程预应力施工技术

3.1 管道施工

为了正确安装管路和实施预应力施工技术，施工人员应严格按照计算结果注意管路的铺设位置和施工设计内容，以确保钢绞架承受合理的强度，并且在实践中，施工人员应根据工程图纸提高定位精度，进行规范加固处理，选择定位钢筋，有效连接钢筋和腹板。为了进一步优化固定效果，可以在骨架框架之间添加足够数量的横截面钢筋，以确保后续工作的质量，并避免移动等恶劣条件。安装管道时，尽量减少折弯现象，并在安装后执行常规检查，以确保管道端点的长度是管道直径的5～7 倍[3]。仔细检查管件部分，密封良好，以免出现泥石流等情况，预先将小口径套管放入管内，彻底消除管锁紧问题。

3.2 钢绞线安装

在市政桥梁施工中，钢绞线安装的要点是修剪导线，施工人员应根据施工项目施工方案的各种参数修剪相应长度，在施工材料之前用米测量尺寸，并对其进行标记，以避免过长的修剪问题。一些施工单位将直接使用精心设计的施工材料来执行市政桥梁施工作业，在这种情况下，应根据钢丝长度对其进行分类，避免以后出现缠绕问题。钢线是市政桥梁建设中的重要材料，建筑工人需要根据要求进行归档，需要加强其存储环境的管理[4]。如果注意到存储的空气更潮湿或罩暴露在空气中，则必须转换存储区域，否则可能会生锈或污染电线。钢丝安装过程中，要保证横梁孔的清洁和滑动，完成钻探作业后，两端要做绷带，提高市政桥梁施工质量。

3.3 预应力筋穿束

安装预应力管道后，实施桥梁钢筋。本项目中使用的预应力钢筋符合设计要求，均为低松弛270A 级钢绞架。在现场运输预应力筋后，施工单位应执行批处理检查，为每个批选择样本，并在验证后将设计长度上的预应力筋处理到钢筋加工厂。加工是通过长锯切进行的，每根绞车线束由切割切口两侧5mm 的钢丝连接，然后牢固焊接在切口处，以防止预应力筋松动。加工完成后，将对其进行编号和入库，并根据设计要求实施预应力钢筋。在所有钢筋的末端，混凝土可以浇筑。在浇筑过程中，施工人员必须始终拉起预应力钢筋，以保持孔道畅通。

3.4 钢筋混凝土结构施工

在市政桥梁工程施工中必须重视混凝土裂缝问题，灵活运用预应力施工技术减少钢筋混凝土裂缝。在桥梁施工中应用预应力施工技术可以全方位管控混凝土裂缝问题，通过科学施加受拉区域来精准把控预计预应力，使其在市政桥梁工程建设中发挥出应有的作用和效果。在混凝土浇筑工作中运用预应力技术时，相关施工人员应科学调整混凝土振捣施工的方向，确保其长期处于垂直的状态，并结合混凝土本身的情况调整振捣频率，持续观察混凝土振捣状态。当混凝土振捣工作结束后，应缓慢拿出振捣棒，以免在混凝土中留下空隙[5]。在混凝土现浇期间还需要快速排除混凝土内部存在的水分，对混凝土进行二次振捣和二次抹面，通过这种方式防止混凝土产生裂缝问题。

3.5 孔道压浆

在预应力张拉施工作业结束后，孔道需要进行压浆处理，压浆处理可以预防应力筋出现锈蚀问题，此类问题一般会出现在水泥浆凝固前。水泥浆凝固后与预应力筋形成一体，此操作过程目的是为了防止预应力筋后期出现不良变化，同时还可提高桥梁使用寿命，保证桥梁可以长时间通行。本次工程中水泥浆要选择品质较高的，才可为后期整体施工质量提供支持，并且按照我国相关规定可以明确分析出硅酸盐水泥可以有效完成压浆作业施工，整体水泥浆应该选择硅酸盐水泥进行使用[6]。在施工操作中，水泥材料使用要向其内部加入大量的减水剂，才可保证水泥浆整体质量。除此之外，压浆工作满足工作需求后，需要明确孔道的整洁度和湿润度，并且还需有效控制压浆范围结合具体压浆情况加快压浆速度，针对压浆速度的控制，把控排气，减少排气的阻力。在压浆操作中如果水泥浆从另一边出现，整体压浆操作也不能停止，需要保持3s 后进行其他操作，向其内部进行施压操作，施压结束后需要拿掉木楔子。确保水泥密实度后，整体压浆工作蔡结束。水泥密实度可以对质量造成影响，因此明确水泥密实度十分重要，在达到相应标准后方可进行其他工作。当后张法预应力施工有效进行，才能满足施工质量要求。

4 预应力技术在桥梁工程建设中应用的质量控制策略

4.1 加强预应力筋张拉质量控制

在桥梁工程建设施工过程中，为了控制预应力筋张拉质量，需从以下方面加强控制。

（1）合理控制张拉顺序。对于预应力筋张拉，需以图纸设计要求为依据，保证左右对称，然后进行分级张拉，并均匀进行。

（2）张拉过程质量控制。在张拉过程当中，需采取双控方式，将伸长值当作校核标准，将张力作为主要的控制指标。对于伸长量误差，控制在5%为宜。一般，对于滑丝、钢绞线断丝数量不宜＞1 根。倘若伸长值难以符合设计值要求，可将适量的肥皂水灌入，使摩擦力得到有效减小。基于张拉期间，需以钢绞线的具体情况为依据，对千斤顶限位板尺寸进行合理调整，避免相关工作人员受到钢绞线刮伤。此外，张拉期间，还需采取油泵进行维稳处理，并对张拉速度、油压值进行合理控制。

（3）张拉后质量控制。在张拉作业完成之后的8h，需采取角磨机，针对多余的钢绞线，进行完全割除处理，针对锚具周围的钢绞线间隙与孔洞，均需展开密封处理，不能采取电气切割设备对钢绞线进行处理，预防控制风险问题的发生[7]。

4.2 支架安装与模板搭设质量控制

正式施工过程中，首先需要安装支架，再搭设模板，为混凝土浇筑奠定基础。应按照施工现场地基承载力的情况合理安装、固定支架，保证支架的承载性能符合施工需求。完成支架安装后，需要检验支架的承载力、稳定性等，在保证支架的各项性能符合要求的情况下方可搭设模板。搭设模板要严格把控施工顺序，先搭设底板，再搭设侧模，最后进行顶模施工[8]。值得注意的是，在设计阶段需合理确定预留拱度尺寸，加强施工管理，保证施工符合设计要求。完成模板搭设后进行质量检验，重点检验模板的沉降问题，需要在模板底部设置沉降观测点，获取模板沉降值等数据信息，如果发现沉降超出设计标准，需及时调整模板，通过增加支撑等方式有效控制沉降，保证模板施工质量。

4.3 预应力混凝土施工质量控制

公路桥梁工程主要采用钢索或钢筋预应力反力原理施工，具有较强的抗压性和耐久性。预应力混凝土桥梁的施工和其他公路桥梁的施工方式有很大的不同，它可以节省材料，降低成本，同时采用预应力施工工艺，可以提高混凝土结构的安全性。除此之外，道路桥梁行车方面，能够降低噪声，和钢桥对比，在后期桥梁养护上可以节省一大笔费用。这里需要注意，在模板安装过程中，必须对模板进行充分的清洗，尤其是模板内侧，必须彻底清除内部的泥浆、灰渣和灰尘。待模板完全晾干后，将脱模剂适当涂抹在模板内侧，按照规定的顺序进行模板安装[9]。模板侧模采用临时支撑，以防止混凝土浇筑后出现位移或变形，提高预应力混凝土的成型效果，增强张拉效果。模板底模与侧模的接合部应适当填塞止血条以防止泥浆渗漏。模板安装完成后，进行注水预压，检查底模是否发生变形。如果出现沉降值较大的问题，可能是支架安装的不够牢固，也可能是模板的选择不合适，所以需要找出原因，正确的处理，只有在预压达到要求后，才能进行下一步的施工。

4.4 钢筋预留管道施工质量控制

在预应力施工中，应确保预留洞口的正确大小和位置，并确保预留通道的流动性，以避免施工过程中的塌方。埋在孔道顶部的钢板必须垂直于孔道中心线。对于专用于特定钢筋的管道，应按照工程质量控制要求严格控制各方面的偏差。为了避免预约束的钢筋定位线锁定，必须提前定位管道线，以避免出现诸如定位线弯曲等问题。在实践中，承包商必须严格遵守操作规则，严格控制取芯时间。在实践中，如果发现占位符管道堵塞，则需要根据预应力钢筋的坐标曲线确定堵塞的部分，并在适当的时候钻孔，开洞时应避免主筋部分，及时清除瓦楞管道中的混凝土灰，以免受到预应力钢筋的阻碍[10]。牵引完成后，应及时使用较高伸缩率的混凝土材料进行钻孔固结。波形管通常用作预应力通道，因此在选择波形管时，必须将其连接到钢绳上，以使二者均可用。然而，在这一项目期间，空气流动容易受到外部力量的影响，因此需要加强对外部力量的保护，特别是避免施工期间空气流动中断等问题。

5 结语

综上所述，我国的公路工程道桥施工的质量提升，关系到我国交通事业的健康可持续发展。因此，施工人员应该进一步提高对公路工程道桥施工的重视程度，认真研究预应力施工技术的有效应用方式，根据不同工程的具体施工特点，增强预应力施工技术的应用效果，解决预应力施工过程中存在的缺陷和问题，推动预应力施工质量的有效提升，为我国公路工程的顺利完成奠定良好的基础。