預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工技術(shù)及質(zhì)量控制分析

吳昊翰

（中鐵十九局集團(tuán)第二工程有限公司，遼寧遼陽 111000）

0 引言

預(yù)應(yīng)力混凝土是由高強(qiáng)度混凝土和高強(qiáng)度鋼材混合而成，在混凝土結(jié)構(gòu)中預(yù)加壓力，對高質(zhì)量鋼材進(jìn)行張拉，利用其回縮力，促使混凝土受拉區(qū)預(yù)先受到壓力，將預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)拉應(yīng)力控制在小范圍內(nèi)，預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)在外荷載壓力下，先抵消受拉區(qū)混凝土中的預(yù)壓力，隨著負(fù)載增加引起混凝土受拉，能有效緩解混凝土裂縫，提高混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，改善工程建設(shè)質(zhì)量。因此，橋梁施工中需合理使用預(yù)應(yīng)力混凝土施工技術(shù)，同時加強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土施工質(zhì)量，延長橋梁使用壽命。

1 預(yù)應(yīng)力混凝土的特點(diǎn)

1.1 預(yù)應(yīng)力混凝土優(yōu)點(diǎn)

相較于普通混凝土，預(yù)應(yīng)力混凝土在橋梁施工中有如下優(yōu)點(diǎn)：

（1）預(yù)應(yīng)力混凝土能夠有效推遲混凝土裂縫時間，提高橋梁工程的抗裂性、剛度和耐久性。

（2）預(yù)應(yīng)力混凝土可減小混凝土梁的豎向剪力和主拉應(yīng)力。橋梁可采用曲線鋼筋束預(yù)應(yīng)力混凝土，以此降低橋梁支座豎向剪力，在荷載作用下主拉應(yīng)力相應(yīng)減小，從而降低橋梁預(yù)應(yīng)力混凝土自重。

（3）提高橋梁構(gòu)件的受壓穩(wěn)定性。由于橋梁投入使用后，橋梁構(gòu)件長期處于受壓狀態(tài)，而普通鋼筋混凝土在長期受壓下容易破壞其穩(wěn)定性，影響行車、行人安全。采用預(yù)應(yīng)力混凝土能夠?qū)︿摻罨炷林┘宇A(yù)應(yīng)力，促使縱向鋼筋增加張力，避免鋼筋壓彎，提高混凝土的受壓穩(wěn)定性。

（4）預(yù)應(yīng)力混凝土能夠有效節(jié)省材料，減少自重。由于預(yù)應(yīng)力混凝土對其材料要求很高，需采用高強(qiáng)度混凝土和高強(qiáng)度鋼材，因此可以適當(dāng)減少混凝土和鋼材用量、降低材料自重，對于橋梁施工大跨度工程來說具有較高的應(yīng)用價值。

（5）提高橋梁耐疲勞性能。采用預(yù)應(yīng)力混凝土，在施工期間能夠降低負(fù)載引起的應(yīng)力變化，有效提高橋梁抗疲勞強(qiáng)度。

1.2 預(yù)應(yīng)力混凝土的類型

預(yù)應(yīng)力混凝土根據(jù)預(yù)加應(yīng)力的方法不同，分為先張法預(yù)應(yīng)力混凝土和后張法預(yù)應(yīng)力混凝土。先張法預(yù)應(yīng)力混凝土具有施工簡單、操作便捷的特點(diǎn)，適用于中小型構(gòu)件工廠批量化生產(chǎn)，能夠保證生產(chǎn)質(zhì)量。后張法預(yù)應(yīng)力混凝土具有工序復(fù)雜的特點(diǎn)，適用于大型預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件生產(chǎn)。橋梁多采用后張法預(yù)應(yīng)力混凝土進(jìn)行施工，在施工前先澆灌混凝土，達(dá)到橋梁施工要求時再張拉穿過混凝土內(nèi)預(yù)留孔道中的鋼筋，并在兩端錨固。

2 預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工技術(shù)的影響因素

2.1 橋梁的結(jié)構(gòu)與參數(shù)

利用預(yù)應(yīng)力原理進(jìn)行橋梁工程施工時，首先應(yīng)考慮橋梁的整體結(jié)構(gòu)和各項參數(shù)。橋梁按受力特點(diǎn)可分為梁式橋、拱式橋、懸索橋、斜拉橋、剛構(gòu)橋和組合體系橋6 種類型，不同的橋梁結(jié)構(gòu)所受到的預(yù)應(yīng)力大小也會不同。橋梁的長度、寬度、高度和跨度等各項參數(shù)，與橋梁工程整體受力程度密切相關(guān)。因此利用預(yù)應(yīng)力原理進(jìn)行橋梁工程施工前，應(yīng)進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)計算，再利用先進(jìn)的設(shè)備進(jìn)行施工，從而保障橋梁工程的整體質(zhì)量。

2.2 自然因素

溫度的變化會影響預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工技術(shù)的應(yīng)用效果。由于太陽光對橋梁各個部位的日照強(qiáng)度不同，會對混凝土的凝固效果產(chǎn)生不同影響，因此會降低橋梁工程的受力程度，對橋梁工程的施工產(chǎn)生極大阻礙。

2.3 施工監(jiān)測中的誤差

利用預(yù)應(yīng)力原理，進(jìn)行混凝土橋梁工程施工時，通常會采用大量的監(jiān)測設(shè)備。而施工監(jiān)測中的誤差，會嚴(yán)重影響橋梁工程的施工，甚至?xí)鸢踩鹿拾l(fā)生。導(dǎo)致施工監(jiān)測設(shè)備出現(xiàn)誤差的原因，主要有人為因素和客觀因素兩方面。由于施工監(jiān)測設(shè)備安裝時穩(wěn)定性不足，因此進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測工作時容易產(chǎn)生誤差，且橋梁工程的施工技術(shù)較為復(fù)雜、數(shù)據(jù)計算步驟較為繁瑣，較容易導(dǎo)致監(jiān)測數(shù)據(jù)出現(xiàn)誤差，阻礙橋梁工程的有序施工。

3 預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工要點(diǎn)

3.1 材料選擇方法

橋梁施工中預(yù)應(yīng)力混凝土材料直接決定了混凝土質(zhì)量，在材料選擇上，需遵循以下方法和原則：

（1）高強(qiáng)度鋼筋。由于預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉應(yīng)力在施工中容易出現(xiàn)應(yīng)力損失，若鋼筋強(qiáng)度較低，容易導(dǎo)致施工期間應(yīng)力損耗殆盡，與普通鋼筋混凝土無明顯差別，影響橋梁施工質(zhì)量。

（2）保持良好的塑性。鋼筋強(qiáng)度過大會導(dǎo)致鋼筋發(fā)生脆性斷裂，其塑性明顯降低，因此在鋼材選擇時需選擇有足夠的塑性和良好的加工性能的鋼材。

（3）高黏度混凝土。預(yù)應(yīng)力混凝土需保持較高的混凝土粘結(jié)力，便于澆灌混凝土，還能有效融合鋼筋，提高預(yù)應(yīng)力混凝土材料整體質(zhì)量。

3.2 保證澆筑質(zhì)量

由于橋梁施工多采用后張法預(yù)應(yīng)力混凝土，需要在施工前進(jìn)行混凝土澆筑，其澆筑質(zhì)量直接決定了施工質(zhì)量，因此在混凝土澆筑工作中施工人員需嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行澆筑，同時施工人員需加強(qiáng)鋼絞線的優(yōu)化，避免鋼絞線移動或布料機(jī)壓倒鋼絞線管道，以提高澆筑質(zhì)量。另外，在混凝土澆筑工作中，控制錨固件上、下混凝土位置振搗充分，能夠減少蜂窩、鋼筋外露情況，進(jìn)一步提高其施工質(zhì)量。

3.3 鋪設(shè)工作

橋梁鋪設(shè)是橋梁施工中的重要工作，能夠有效提高橋梁路面的平整性和光滑度。在預(yù)應(yīng)力混凝土鋪設(shè)工作中，施工人員需嚴(yán)格按照橋梁施工要求和規(guī)范操作，正確采用預(yù)應(yīng)力混凝土施工技術(shù)，有效提高混凝土耐壓性，改善橋梁施工質(zhì)量。同時，施工部門還需對施工質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)督控制，在保證路面鋪設(shè)質(zhì)量的情況下，減少預(yù)應(yīng)力混凝土材料的浪費(fèi)，降低施工成本，提高施工工程的經(jīng)濟(jì)效益。在路面鋪設(shè)工作中，還需進(jìn)行路面振搗，提高混凝土鋪設(shè)的平整度，改善橋梁路基的穩(wěn)固性，避免橋梁路面出現(xiàn)變形坍塌情況。

3.4 預(yù)應(yīng)力損失分析計算

由于橋梁施工多采用后張法預(yù)應(yīng)力混凝土施工，在張拉、錨固、施工過程中會出現(xiàn)預(yù)應(yīng)力損傷情況，施工完成后逐漸趨于穩(wěn)定，因此會導(dǎo)致橋梁實際有效預(yù)應(yīng)力和最初給予預(yù)應(yīng)力存在一定差異。施工人員在進(jìn)行鋼筋、混凝土張拉時，需合理計算預(yù)應(yīng)力損失量，并給予足夠大的預(yù)壓力，保證預(yù)應(yīng)力混凝土的使用質(zhì)量。分析預(yù)應(yīng)力損失主要分為3 個部分：

（1）管道摩擦損傷應(yīng)力。鋼筋張拉時容易與管道壁接觸形成摩擦力，導(dǎo)致應(yīng)力損失，可進(jìn)行兩端張拉或超張拉，減少應(yīng)力損失。

（2）錨固損失。由于預(yù)應(yīng)力混凝土張拉后容易出現(xiàn)錨固變形情況，導(dǎo)致錨固無法重復(fù)使用，同時還會導(dǎo)致鋼筋回縮，導(dǎo)致應(yīng)力損失，可采用變形情況小的錨固，減少應(yīng)力損失。

（3）混凝土收縮損失。由于后張力混凝土需先澆筑，混凝土在高粘性下結(jié)硬后會出現(xiàn)不同程度的體積縮小情況，導(dǎo)致鋼筋回縮，應(yīng)力損失，可采用高強(qiáng)度混凝土，提高混凝土振搗質(zhì)量，降低應(yīng)力損失。

4 提升預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工技術(shù)水平的措施

4.1 加強(qiáng)施工質(zhì)量控制

為使預(yù)應(yīng)力混凝土施工技術(shù)在橋梁工程中發(fā)揮更大優(yōu)勢，必須加強(qiáng)施工質(zhì)量控制。通過對施工人員的管理和培訓(xùn)，提升施工人員的技術(shù)水平，能夠保障數(shù)據(jù)計算的準(zhǔn)確性，提高橋梁工程的穩(wěn)定性，也可以加快橋梁工程的施工速度，提升橋梁工程的施工安全。加強(qiáng)施工質(zhì)量控制，除了提升施工人員的技術(shù)水平外，還應(yīng)定期對監(jiān)測儀器進(jìn)行檢查和維修。通過提高儀器對數(shù)據(jù)監(jiān)測的精準(zhǔn)度，能大幅提升橋梁工程的施工質(zhì)量，同時充分發(fā)揮預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在橋梁工程中的優(yōu)勢。

4.2 嚴(yán)格把控施工材料

對施工材料進(jìn)行嚴(yán)格把控，不僅能降低橋梁工程的施工風(fēng)險，還可以增強(qiáng)橋梁工程的整體穩(wěn)定性。選用合理達(dá)標(biāo)的施工材料，可以加快橋梁工程的施工進(jìn)度，使預(yù)應(yīng)力原理與橋梁工程施工完美融合，從而降低施工成本，提升企業(yè)核心競爭力。

4.3 優(yōu)化施工工序

對施工工序進(jìn)行優(yōu)化，是提升預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁工程施工水平的重要措施，也是增強(qiáng)施工單位核心競爭力的主要手段。通過實踐的方式，對施工工序進(jìn)行優(yōu)化和改善，能夠全面提升橋梁工程的施工速度，降低橋梁工程的施工成本，縮短橋梁工程的施工工期，促進(jìn)橋梁施工行業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展。

5 結(jié)論

綜上所述，橋梁的施工質(zhì)量直接影響橋梁的使用壽命與安全。預(yù)應(yīng)力混凝土作為橋梁施工的重要施工材料，能夠有效提高橋梁的抗壓耐久性，節(jié)省施工材料，減少橋梁自重，改善橋梁塌陷、裂縫情況，延長橋梁使用壽命。由于預(yù)應(yīng)力混凝土制作工藝復(fù)雜，因此施工人員需合理選擇預(yù)應(yīng)力混凝土材料，充分考慮預(yù)應(yīng)力損失情況，保證預(yù)應(yīng)力混凝土澆筑質(zhì)量和鋪設(shè)質(zhì)量，從而提升橋梁工程的施工質(zhì)量，促進(jìn)橋梁施工技術(shù)快速、穩(wěn)定的發(fā)展。