預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在市政橋梁工程中的應(yīng)用分析

李德泉

摘 要：文章針對(duì)預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在市政橋梁工程中的應(yīng)用，結(jié)合工程實(shí)例，在簡(jiǎn)要闡述預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，分析了預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在市政橋梁工程中的具體應(yīng)用。得出預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)具有施工效率高、施工質(zhì)量有保證的結(jié)論，值得大范圍推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)；優(yōu)缺點(diǎn)；市政橋梁工程；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：U445 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：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

近年來(lái)，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，市政橋梁工程越來(lái)越多，預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)作為橋梁工程主要施工技術(shù)愈發(fā)成熟。大量工程實(shí)例表明，在市政橋梁工程施工建設(shè)中，科學(xué)合理的應(yīng)用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)對(duì)保證施工質(zhì)量有重要意義。但我國(guó)對(duì)此方面的研究還不夠深入，因此，本文基于工程實(shí)例，對(duì)預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在市政橋梁工程施工中的具體應(yīng)用做了如下分析。

1 案例分析

（1）工程概述。某市政橋梁工程，總建筑面積為1.54萬(wàn)平方米，柱網(wǎng)的尺寸為10X30m，為鋼筋混凝土現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，混凝土強(qiáng)度為C50，為保證施工質(zhì)量，采用高強(qiáng)度低松弛的鋼絞線為主要預(yù)應(yīng)力筋，連續(xù)曲梁布置，設(shè)計(jì)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)為：d=16.24mm，As=150mm2，fpu=1960N/mm2，施工機(jī)械設(shè)備和材料包括：混凝土灌漿機(jī)、YBDC240千斤頂、OVM錨具、金屬波紋管。

（2）施工的重難點(diǎn)。第一，在混凝土配制時(shí)采用0.2cm～2.0cm砂子作為混凝土的主要原材料，選420kg/m3的水泥用量，加入了適量的泵送劑和12%的U型膨脹劑。在下料時(shí)比較合理控制下料厚度，在進(jìn)行混凝土振搗時(shí)要嚴(yán)格遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和技巧才能保證施工質(zhì)量，且振搗棒不能接觸到波紋管，既要保證振搗的密實(shí)性，也不能形成空鼓現(xiàn)象，大大增加了施工的難度，任何一個(gè)環(huán)節(jié)控制不當(dāng)，都會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題。第二，在進(jìn)行混凝土澆筑時(shí)，需要進(jìn)行專項(xiàng)值班，對(duì)已經(jīng)完成混凝土澆筑的鋼絞線，要按照一定的規(guī)律來(lái)回抽動(dòng)，直到在大梁混凝土凝固成形。第三，對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼絞線的錨固和張拉有嚴(yán)格要求，需要按照相應(yīng)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工才能保證施工質(zhì)量。

2 預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

（1）優(yōu)點(diǎn)。預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的功能作用，不但可以有效應(yīng)用在橋梁主體結(jié)構(gòu)領(lǐng)域中，而且在橋梁邊坡錨固方面也能發(fā)揮出良好的作用[1]。大量橋梁工程施工建設(shè)實(shí)例表明，在市政橋梁工程施工建設(shè)中，科學(xué)合理的應(yīng)用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)，既能行之有效的降低各種材料的使用量，而且還能大幅度增加橋梁結(jié)構(gòu)的抗震性和抗壓能力，對(duì)提高橋梁整體結(jié)果的剛度和穩(wěn)定性等方面有非常重要的意義，同時(shí)還能有效提升橋梁工程施工效率，優(yōu)化施工質(zhì)量，保證橋梁工程的安全性和耐用性。（2）缺點(diǎn)。雖然在市政橋梁工程施工建設(shè)中，科學(xué)合理的應(yīng)用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)，可有效降低施工成本，而且施工效率也比較高，但整個(gè)施工過(guò)程非常復(fù)雜繁瑣，任何一個(gè)環(huán)節(jié)控制不當(dāng)，都會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的安全事故。就表面上而言，在橋梁工程施工建設(shè)中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)可降低結(jié)構(gòu)尺寸，縮減模板用量，減少混凝土和鋼筋的使用量[2]。然而，就實(shí)際施工而言，如果應(yīng)用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)，則需要增加和使用大量新設(shè)備，對(duì)施工人員的技術(shù)水平和綜合能力有較高的要求，而且施工周期也比較長(zhǎng)，無(wú)形中增加了市政橋梁的工程造價(jià)。

3 預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在市政橋梁工程中具體應(yīng)用

和地面上的高速公路相比，市政道路橋梁中行車的荷載相對(duì)比較低，但車速比較高，需要通過(guò)在預(yù)應(yīng)力混凝土對(duì)相關(guān)的重力荷載進(jìn)行減小或者消除，所以，在具體施工建設(shè)中，必須確保荷載作用區(qū)的強(qiáng)度和應(yīng)力都能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

（1）預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)流程。預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的具體流程：準(zhǔn)備鋼絞線下料材料→綁扎邊墻和槽身底板的鋼筋→裝設(shè)錨索、錨墊→安裝預(yù)應(yīng)力波紋管→安設(shè)預(yù)應(yīng)力筋→連接鋼筋→驗(yàn)收鋼筋和鋼絞線工程→安裝槽身的內(nèi)模結(jié)構(gòu)→澆筑混凝土→張拉預(yù)應(yīng)力鋼絞索→灌漿并封錨。

在具體張拉過(guò)程中，要遵循先縱向、再橫向、最后豎向的張拉原則，縱向和橫向都采用兩端張拉的方式進(jìn)行張拉，而豎向張拉時(shí)則可以采用一端張拉的方式?？v向張拉時(shí)采用三墻共同對(duì)稱式張拉的方法進(jìn)行張拉，橫向張拉時(shí)要采用從中間向兩端張拉的方法進(jìn)行張拉，豎向張拉時(shí)采用中間往兩端且三墻共同對(duì)稱式張拉。

（2）張拉施工前期準(zhǔn)備。在開(kāi)始施工前，要先對(duì)預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)所應(yīng)用的材料進(jìn)行全方位檢驗(yàn)，包括：鋼絞線、張拉裝置、錨具等，凡是質(zhì)量、規(guī)格、型號(hào)、尺寸、材質(zhì)不達(dá)標(biāo)的材料嚴(yán)禁應(yīng)用到市政橋施工建設(shè)中。特別要注意的是，在鋼絞線檢驗(yàn)時(shí)，要由專業(yè)人員對(duì)鋼絞線的彈性模量進(jìn)行全方位檢驗(yàn)，確保其能正常應(yīng)用。并正確安裝和調(diào)試預(yù)應(yīng)力張拉設(shè)備，并由專業(yè)人員進(jìn)行管理和養(yǎng)護(hù)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題立即處理，避免影響后期施工質(zhì)量[3]。

（3）預(yù)應(yīng)力鋼絞線材料選取。預(yù)應(yīng)力鋼絞線是預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)可以順利開(kāi)展的關(guān)鍵，因此，當(dāng)前期準(zhǔn)備工作確認(rèn)無(wú)誤后，就可以進(jìn)行預(yù)應(yīng)力技術(shù)所用的鋼絞線材料的選擇。就案例工程而言，鋼絞線的材料為預(yù)應(yīng)力鋼，但在具體施工建設(shè)中，為充分發(fā)揮預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的作用和優(yōu)勢(shì)，充分結(jié)合該市政橋梁工工程的特點(diǎn)來(lái)選擇鋼絞線。第一，充分考慮鋼絞線的規(guī)格、尺寸、表明形態(tài)、承載壓力、幾何尺寸等參數(shù)，然后選擇與之相適的鋼絞線材料，確保在預(yù)應(yīng)力施工中，鋼絞線可以正常使用，不會(huì)發(fā)生斷裂。第二，選擇3～5種鋼絞線對(duì)其性能和其他參數(shù)進(jìn)行綜合對(duì)比，案例工程預(yù)應(yīng)力施工中，應(yīng)用了低松弛鋼絞線，和其他種類的鋼絞線相比，此種鋼絞線的成本更低、而且耐磨耐用，被廣泛應(yīng)用在市政橋梁工程施工建設(shè)中，可有效降低市政橋梁工程施工成本。而且低松弛鋼絞線的外管比較優(yōu)美，也是被廣泛應(yīng)用的一個(gè)主要因素。

（4）波紋管、鋼筋的施工。預(yù)應(yīng)力鋼絞線和波紋管在進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)前，還要進(jìn)行分批次驗(yàn)收，確保其性能和各項(xiàng)參數(shù)都能有效滿足實(shí)際需求。每次驗(yàn)收的重量不能超過(guò)50噸。先對(duì)預(yù)應(yīng)力波紋管、鋼筋的包裝、標(biāo)識(shí)、規(guī)格、質(zhì)量說(shuō)明書進(jìn)行全方位認(rèn)真審查。其次每批鋼絞線隨機(jī)選擇3～5盤進(jìn)行檢驗(yàn)，并從鋼絞線端部選擇20cm～50cm作為截取試樣，對(duì)其直徑偏差、力學(xué)性能等指標(biāo)進(jìn)行試驗(yàn)，不合格的材料研究應(yīng)用到橋梁工程施工建設(shè)中。波紋管要盡量嚴(yán)密，不能發(fā)生變形，在波紋管安裝時(shí)，孔道安裝位置偏差要控制在±5mm之內(nèi)，同時(shí)管和管的連接要盡可能平順，確保波紋管的支持墊板和孔道的中心線位于同一垂直線上，而且在混凝土澆筑過(guò)程中，要盡量避免損壞波紋管[4]。

（5）預(yù)應(yīng)力張拉、加固的施工。預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在具體施工中，大體上由四部分共同組成，包括：穿心式千斤頂、油壓表、高壓油泵、外接式高壓油管。在選擇千斤頂時(shí)要根據(jù)預(yù)應(yīng)力施工張拉的噸位進(jìn)行確定，在案例工程施工建設(shè)中采用了YBDC240千斤頂，高壓油泵選擇了ZB4-500型號(hào)電動(dòng)軸向柱塞油泵，具有效率高、操作簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)50MPa額定油壓操作。油壓表的精度在1.5級(jí)以上。在開(kāi)始施工前，要先進(jìn)行千斤頂和壓力表配套標(biāo)定操作，然后根據(jù)標(biāo)定結(jié)果，選擇相應(yīng)的油表示數(shù)。在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)要格外重視以下幾點(diǎn)：第一，根據(jù)相應(yīng)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)際需求進(jìn)行錨具安裝，確?；炷恋膹?qiáng)度能達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。第二，在預(yù)應(yīng)力張拉施工中，要始終確保千斤頂?shù)膹埨饔煤皖A(yù)應(yīng)力筋的軸線強(qiáng)度在一條直線上，避免發(fā)生誤差。第三，及時(shí)清除梁體表明的浮漿、混凝土殘?jiān)⑺缮⒌幕炷?，為后期施工營(yíng)造良好的環(huán)境。第四，借助鋼帶條進(jìn)行體外預(yù)應(yīng)力索的整形工作，確保其形狀規(guī)則能滿足實(shí)際需求。第五，嚴(yán)格按照市政橋梁工程在設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行預(yù)埋設(shè)管理端口密封裝置、錨頭內(nèi)部密封筒，通過(guò)棉簽等清除錨板孔、夾片尺等材料上方的雜物。由專業(yè)人員及時(shí)修補(bǔ)體外預(yù)應(yīng)力索的PE層刮傷位置。

在預(yù)應(yīng)力張拉、加固的施工施工中，為最大限度上保證整體橋梁結(jié)構(gòu)受力的均勻程度和預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的效果。在進(jìn)行張拉時(shí)要遵循大體對(duì)稱、兩端同步張拉的理念，并用雙控法進(jìn)行嚴(yán)格控制，主要為壓力表讀數(shù)輔助以延伸量校驗(yàn)的雙控法，在具體張拉過(guò)程中，需要對(duì)壓力表數(shù)值和油缸的伸長(zhǎng)量檢測(cè)數(shù)值進(jìn)行全方位記錄。并對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)值和理論值進(jìn)行對(duì)比，如果二者的差距超過(guò)允許范圍，則要立馬停止張拉。待所有問(wèn)題全部解決以后，才能進(jìn)行張拉施工。在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉施工時(shí)，除上述施工方法之外，還要借助相應(yīng)的壓力傳感器的測(cè)驗(yàn)值進(jìn)行表示。常見(jiàn)的壓力常感器有兩種，一種是應(yīng)變式壓力傳感器，另一種振弦式壓力傳感器，其中應(yīng)變式是圓環(huán)狀，尺寸和錨具一樣大，置于錨板和錨墊板之間，用以測(cè)量錨下預(yù)應(yīng)力，振弦式尺寸遠(yuǎn)大于錨具，設(shè)有1個(gè)把手不適合結(jié)構(gòu)中使用。

在具體設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求開(kāi)開(kāi)展體外預(yù)應(yīng)力索的張拉應(yīng)力，而在實(shí)際施工過(guò)程中，如果需要計(jì)算錨圈口處的預(yù)應(yīng)力損失值或張拉超標(biāo)時(shí)，還要對(duì)張拉預(yù)應(yīng)力也進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算，避免張拉過(guò)程中發(fā)生超過(guò)最大張拉控制應(yīng)力。就案例工程而言，在具體施工建設(shè)中，就應(yīng)用了應(yīng)變式壓力傳感器，安裝在預(yù)應(yīng)力錨板和錨墊層之間，對(duì)預(yù)應(yīng)力張拉過(guò)程中的預(yù)應(yīng)力進(jìn)行全過(guò)程測(cè)量，有效保證了該市政橋梁工程施工的質(zhì)量，值得其他施工單位廣泛學(xué)習(xí)和借鑒。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本文結(jié)合工程實(shí)例，深入分析應(yīng)力施工技術(shù)在市政橋梁工程中的應(yīng)用，分析結(jié)果表明，在市政橋梁工程施工建設(shè)中科學(xué)合理的應(yīng)用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)，不但可以大幅度提升市政橋梁工程施工的質(zhì)量，保證后期行駛車輛的安全性，而且還能有效降低施工成本。但預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的操作流程比較復(fù)雜，施工工藝比較繁瑣，需要從施工全過(guò)程入手，才能最大限度上提高市政橋梁工程施工質(zhì)量。

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