市政路橋施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用研究

馬法強(qiáng)

廣州市第三市政工程有限公司 廣東 廣州 510000

在城市交通系統(tǒng)當(dāng)中，市政路橋是其中難以忽視的部分，不僅能為城市化建設(shè)提供動(dòng)力，還可以保證人民群眾的順利出行，而且在市政路橋工程中，通常情況下都會(huì)應(yīng)用到預(yù)應(yīng)力技術(shù)。在具體開(kāi)展市政路橋施工建設(shè)工作期間，施工人員嚴(yán)格遵循施工載體的實(shí)際需求，合理的應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，能夠極大的提升構(gòu)件剛度，降低裂縫問(wèn)題產(chǎn)生的概率，為市政路橋的耐久度提供保障，有效優(yōu)化工程建設(shè)質(zhì)量。在市政路橋的整個(gè)施工過(guò)程中，通過(guò)預(yù)應(yīng)力技術(shù)的作用能夠使混凝土出現(xiàn)裂縫的時(shí)間有效延緩，也就是說(shuō)混凝土的耐久性得到了增加。在保證市政路橋能夠滿足出行、運(yùn)輸?shù)然拘枨蟮耐瑫r(shí)，還能是使資源獲得更加高效的利用，進(jìn)而發(fā)揮更大的價(jià)值，促進(jìn)路橋工程整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，進(jìn)而延長(zhǎng)其使用壽命。

1 預(yù)應(yīng)力技術(shù)在路橋工程中的應(yīng)用價(jià)值

作為一種在工程結(jié)構(gòu)中應(yīng)用預(yù)先施加一定拉（壓）應(yīng)力的技術(shù)，預(yù)應(yīng)力技術(shù)在路橋工程中得到了廣泛的應(yīng)用。其具有顯著的優(yōu)勢(shì)，如提高結(jié)構(gòu)的承載能力和抗震性，提高結(jié)構(gòu)的持久性和耐久性，同時(shí)還能夠提高結(jié)構(gòu)的安全性。預(yù)應(yīng)力技術(shù)可通過(guò)將一定的初始化拉力施加于混凝土桿件中，使得混凝土結(jié)構(gòu)能夠承受軸向壓縮力和彎曲矩，并且保證結(jié)構(gòu)在受力后不易出現(xiàn)橫向變形，從而提升其承載能力和抗震性。此外，預(yù)應(yīng)力技術(shù)還能夠抵消混凝土結(jié)構(gòu)在使用過(guò)程中所產(chǎn)生的張力，從而減輕混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、提高強(qiáng)度和耐久性，延長(zhǎng)使用壽命。除此之外，預(yù)應(yīng)力技術(shù)能夠提高路橋工程結(jié)構(gòu)的安全性，降低開(kāi)裂情況和水平位移，保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和使用安全。這一方面得益于預(yù)應(yīng)力技術(shù)能夠?qū)⒔Y(jié)構(gòu)的壓縮力有效地分散到整體中，另一方面也得益于結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性得到了提升。預(yù)應(yīng)力技術(shù)在路橋工程中應(yīng)用的價(jià)值具有非常顯著的優(yōu)勢(shì)，不僅可以提高結(jié)構(gòu)的承載能力和抗震性，提高結(jié)構(gòu)的持久性和耐久性，也可以提高結(jié)構(gòu)的安全性。預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用將不斷地推動(dòng)路橋工程領(lǐng)域的發(fā)展，創(chuàng)造更多的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。未來(lái)，我們應(yīng)持續(xù)推進(jìn)預(yù)應(yīng)力技術(shù)的發(fā)展，不斷推陳出新，以適應(yīng)路橋工程領(lǐng)域日益復(fù)雜的需求，助推經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。

2 在市政路橋施工中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)的要點(diǎn)分析

2.1 施工前的技術(shù)準(zhǔn)備

市政路橋預(yù)應(yīng)力施工中最重要的一步是施工前的技術(shù)準(zhǔn)備。在這一階段中，需要進(jìn)行材料供應(yīng)、工藝準(zhǔn)備和人員配備等各方面的準(zhǔn)備工作，以保證施工質(zhì)量和進(jìn)度。首先，需要與供應(yīng)商充分協(xié)商，確保材料的品質(zhì)、數(shù)量能夠滿足需要。然后進(jìn)行采購(gòu)、檢驗(yàn)、儲(chǔ)存等各方面準(zhǔn)備工作，以確保材料供應(yīng)符合施工進(jìn)度和要求。其次，需要根據(jù)設(shè)計(jì)要求對(duì)施工方案進(jìn)行制定和方案評(píng)審，包括施工程序、檢測(cè)方案、計(jì)算預(yù)應(yīng)力等。在方案制定的同時(shí)需要考慮到現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的條件和特點(diǎn)，制定合理的質(zhì)量控制方案，以確保施工進(jìn)度和質(zhì)量。最后，需要聘請(qǐng)專業(yè)的設(shè)計(jì)師、施工人員等，他們需要對(duì)預(yù)應(yīng)力技術(shù)有深入的了解和認(rèn)識(shí)，熟悉預(yù)應(yīng)力施工的規(guī)范和要求，有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。此外，還需要有質(zhì)檢人員負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量把關(guān)和監(jiān)督，確保施工符合要求。正確認(rèn)識(shí)和做好施工前技術(shù)準(zhǔn)備工作是保證市政路橋預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量和進(jìn)度的重要保障。只有在各方面準(zhǔn)備工作充分的情況下，才能確保施工順利進(jìn)行，并達(dá)到預(yù)期的效果[1]。

2.2 預(yù)應(yīng)力筋的加工和安裝

預(yù)應(yīng)力技術(shù)作為一種重要的施工技術(shù)，其核心在于預(yù)應(yīng)力筋的加工和安裝。在預(yù)應(yīng)力施工的過(guò)程中，預(yù)應(yīng)力筋是起到至關(guān)重要作用的。因此，在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋加工和安裝時(shí)，需要注意以下幾個(gè)方面。首先，在加工預(yù)應(yīng)力筋時(shí)，需要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行加工，保證預(yù)應(yīng)力筋的長(zhǎng)度、直徑、彈性模量及表面光潔度等均符合設(shè)計(jì)要求。此外，在加工預(yù)應(yīng)力筋時(shí)，也需要進(jìn)行前標(biāo)記和后標(biāo)記，以防止發(fā)生姿態(tài)變化等問(wèn)題。接著，在選擇預(yù)應(yīng)力筋的安裝位置時(shí)，需要選擇合適的混凝土塊和布設(shè)方案。選定方案后，需要嚴(yán)謹(jǐn)布置預(yù)應(yīng)力筋的位置，并按照設(shè)計(jì)要求將其置于正確的深度、間距。在進(jìn)行定位和間隙控制時(shí)，需要注意測(cè)量精度和偏差控制。第三，在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋的張拉時(shí)，也需要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行張拉，以控制其張拉力值和變形情況。需要注意預(yù)應(yīng)力筋的張拉順序和變形率等，以保證預(yù)應(yīng)力效果的穩(wěn)定性。第四，在選擇接頭時(shí)，需要保證接頭材料的性能符合要求，強(qiáng)度和剛度等參數(shù)滿足設(shè)計(jì)要求。同時(shí)，也需要特別注意接頭與預(yù)應(yīng)力筋、混凝土之間的黏結(jié)效果。最后，在加工和安裝預(yù)應(yīng)力筋的過(guò)程中，需要進(jìn)行全過(guò)程的質(zhì)量控制，確保加工和安裝工作符合要求。需要記錄代碼和零件號(hào)，避免出現(xiàn)材料混亂和錯(cuò)誤安裝[2]。同時(shí)，還需要對(duì)加工和安裝現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，保證各個(gè)步驟的及時(shí)性和正確性。合理加工和安裝預(yù)應(yīng)力筋對(duì)保證預(yù)應(yīng)力施工的質(zhì)量和效果至關(guān)重要，需要嚴(yán)格控制每個(gè)步驟，確保施工質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求。

2.3 預(yù)應(yīng)力張拉

預(yù)應(yīng)力張拉是預(yù)應(yīng)力技術(shù)中的一個(gè)重要步驟，在混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求之前，需要通過(guò)預(yù)應(yīng)力張拉來(lái)產(chǎn)生壓應(yīng)力和黏結(jié)作用。在這一過(guò)程中，需要注意以下幾個(gè)方面：首先，需要按照設(shè)計(jì)要求確定預(yù)應(yīng)力張拉的順序和張拉的力值大小。通常情況下，預(yù)應(yīng)力張拉的順序是自下往上、自內(nèi)部往外部；同時(shí)，預(yù)應(yīng)力張拉的力值大小必須符合設(shè)計(jì)要求，以保證施工質(zhì)量和工程安全。其次，在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)，需要控制預(yù)應(yīng)力筋的變形情況，以確保預(yù)應(yīng)力效果的穩(wěn)定性。同時(shí)，也需要注意預(yù)應(yīng)力筋在張拉過(guò)程中的變形速率和變形量，以避免過(guò)度變形。第三，還需要注意預(yù)應(yīng)力張拉的時(shí)間，具體可以參考混凝土的強(qiáng)度發(fā)展規(guī)律和膨脹變形情況，確定最佳的張拉時(shí)機(jī)。在張拉前，需要對(duì)預(yù)應(yīng)力筋和預(yù)應(yīng)力錨具的狀態(tài)進(jìn)行檢查，確保其良好的工作狀態(tài)，以避免出現(xiàn)安全事故。最后，在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)，還需要特別注意操作人員的安全，采取必要的安全措施，以防止發(fā)生人身傷害[3]。預(yù)應(yīng)力張拉是預(yù)應(yīng)力技術(shù)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，需要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行操作，并注意控制預(yù)應(yīng)力筋的變形情況和變形速率等參數(shù)，以確保預(yù)應(yīng)力效果的穩(wěn)定性。

2.4 粘結(jié)固化和割縫

粘結(jié)固化和割縫是預(yù)應(yīng)力技術(shù)中的兩個(gè)非常重要的步驟，在預(yù)應(yīng)力筋張拉完成后必須進(jìn)行。這兩個(gè)步驟都對(duì)預(yù)應(yīng)力體系的穩(wěn)定性、安全性以及美觀性都有著不可忽視的影響，需要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行操作。其中，粘結(jié)固化的作用是增強(qiáng)混凝土與預(yù)應(yīng)力筋之間的黏結(jié)，從而使兩者能夠更好地發(fā)揮協(xié)同作用。在進(jìn)行粘結(jié)固化時(shí)，需要控制溫度和濕度，使其保持在適宜的范圍內(nèi)。通常情況下，混凝土表面的溫度應(yīng)保持在5℃以上，且濕度應(yīng)保持在50%以上。而割縫的目的是為了消除混凝土的初始應(yīng)力，防止表面開(kāi)裂。同時(shí)，割縫也能夠分離不同的構(gòu)件，使其能夠自由膨脹和收縮。在進(jìn)行割縫時(shí)，需要控制切割角度、深度和方向，以確保割縫的平整度和美觀度。割縫的時(shí)間通常是在混凝土強(qiáng)度等達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，但在混凝土還未完全凝固前進(jìn)行，以確保割縫的效果。需要特別注意的是，粘結(jié)固化和割縫的操作都需要非常細(xì)心和謹(jǐn)慎，任何一個(gè)瑕疵都可能影響整個(gè)預(yù)應(yīng)力體系的穩(wěn)定性和安全性，從而導(dǎo)致非常嚴(yán)重的后果。因此，在進(jìn)行這兩個(gè)步驟時(shí)，需要嚴(yán)格按照施工圖紙和技術(shù)要求進(jìn)行操作，同時(shí)還需要進(jìn)行充分的監(jiān)測(cè)和質(zhì)量控制，以確保施工質(zhì)量的合格性。粘結(jié)固化和割縫作為預(yù)應(yīng)力技術(shù)中的兩個(gè)關(guān)鍵步驟，需要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求和技術(shù)規(guī)范進(jìn)行操作，并注意控制溫度、濕度、割縫角度和深度等參數(shù)，以確保施工質(zhì)量的合格性和工程安全的穩(wěn)定性[4]。

2.5 檢測(cè)和驗(yàn)收

預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的檢測(cè)和驗(yàn)收是預(yù)應(yīng)力技術(shù)中的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，也是非常關(guān)鍵的一步。它的主要作用是確保預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)符合設(shè)計(jì)要求和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到預(yù)期的安全性、耐久性和可靠性要求。在進(jìn)行檢測(cè)和驗(yàn)收時(shí)，需要注意以下幾個(gè)方面：首先，需要進(jìn)行各種物理性能測(cè)試和結(jié)構(gòu)性能測(cè)試，以評(píng)估預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的性能表現(xiàn)，包括軸向力和應(yīng)力變形等指標(biāo)。具體的測(cè)試方式和方法需要根據(jù)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的類型和設(shè)計(jì)要求而定。其次，需要檢查預(yù)應(yīng)力構(gòu)件和連接處的粘接質(zhì)量，包括鋼筋、混凝土以及連接裝置等。特別需要注意的是，預(yù)應(yīng)力筋與混凝土之間的黏結(jié)情況，以確認(rèn)其牢固穩(wěn)定。第三，還需要進(jìn)行施工質(zhì)量的審核和檢查，包括預(yù)應(yīng)力筋及接頭的加工和安裝質(zhì)量，張拉力值的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，粘結(jié)固化和割縫等操作是否符合要求等[5]。最后，進(jìn)行驗(yàn)收時(shí)還需要對(duì)工程結(jié)構(gòu)的外觀和美觀度進(jìn)行評(píng)估，以確保預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)要求一致，具備較高的美觀性和實(shí)用性。

圖1 預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)測(cè)試工程示意圖

3 在市政路橋施工中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)的創(chuàng)新路徑

3.1 材料創(chuàng)新

傳統(tǒng)預(yù)應(yīng)力材料主要包括鋼筋、鋼絞線和預(yù)應(yīng)力混凝土等，它們?cè)谑姓窐蚴┕ぶ袘?yīng)用廣泛。然而，這些材料存在許多問(wèn)題，如腐蝕、老化、疲勞等，影響了施工質(zhì)量和工程壽命。因此，針對(duì)這些問(wèn)題，需要進(jìn)行材料創(chuàng)新，開(kāi)發(fā)新型材料來(lái)提高防腐性能和可靠性。一種可以探索的新型預(yù)應(yīng)力材料是碳纖維增強(qiáng)聚合物（CFRP）材料。CFRP材料具有重量輕、強(qiáng)度高、導(dǎo)電性低、無(wú)磁性、耐熱、耐腐蝕和不易老化等優(yōu)點(diǎn)，在預(yù)應(yīng)力施工中具有廣泛的應(yīng)用前景。與傳統(tǒng)預(yù)應(yīng)力材料相比，CFRP材料具有更好的耐腐蝕性能，可以延長(zhǎng)工程壽命。此外，還可以探索開(kāi)發(fā)其他新型預(yù)應(yīng)力材料，如玻璃纖維增強(qiáng)聚合物（GFRP）材料和無(wú)鉛鋼材料等。這些材料在預(yù)應(yīng)力施工中也具有一定的應(yīng)用潛力，可以改善傳統(tǒng)預(yù)應(yīng)力材料存在的問(wèn)題，提高施工質(zhì)量和工程壽命。總之，在市政路橋施工中應(yīng)用新型預(yù)應(yīng)力材料的創(chuàng)新能夠提高材料的防腐性能和耐久性，降低維護(hù)成本，對(duì)于提高工程質(zhì)量和提高交通安全具有重要的意義。

3.2 施工工藝創(chuàng)新

在傳統(tǒng)預(yù)應(yīng)力施工過(guò)程中，一些常見(jiàn)的問(wèn)題，如施工難度大、工期長(zhǎng)、材料浪費(fèi)等一直困擾著工程建設(shè)者。為了解決這些問(wèn)題，需要以創(chuàng)新為主導(dǎo)，探索新的施工工藝，并不斷提升設(shè)計(jì)與施工的水平。一種可能的解決方案是采用預(yù)制預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的施工技術(shù)。這種工藝先將預(yù)應(yīng)力構(gòu)件在工廠里預(yù)制好，并在現(xiàn)場(chǎng)組裝，以此來(lái)縮短施工時(shí)間、降低浪費(fèi)、并提升工程質(zhì)量。另一種可行的方案是采用注漿法預(yù)應(yīng)力，通過(guò)將預(yù)應(yīng)力桿注入混凝土中，并通過(guò)灌漿管進(jìn)行灌漿，可以形成預(yù)應(yīng)力的理論應(yīng)力分布狀態(tài)。相較于傳統(tǒng)施工方法，注漿法預(yù)應(yīng)力具有操作簡(jiǎn)單、材料節(jié)省、并且施工速度較快等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)能夠確保預(yù)應(yīng)力的通常較為充分，從而提高構(gòu)件的施工質(zhì)量。在工程建設(shè)中，采用新穎的施工技術(shù)、材料、設(shè)計(jì)理念等，將實(shí)現(xiàn)真正的魅力工程。因此，需要不斷探索和創(chuàng)新，才能為市政路橋施工帶來(lái)更為明顯的改進(jìn)和進(jìn)步，為工程建設(shè)注入源源不斷的生命活力[6]。

3.3 監(jiān)測(cè)技術(shù)創(chuàng)新

為確保預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的質(zhì)量和安全性，傳統(tǒng)預(yù)應(yīng)力施工過(guò)程中需要對(duì)構(gòu)件進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題。然而，傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)技術(shù)精度不夠高、無(wú)法智能化等問(wèn)題，使得監(jiān)測(cè)難以取得理想效果。為此，需要進(jìn)行監(jiān)測(cè)技術(shù)創(chuàng)新，探索高精度、智能化的監(jiān)測(cè)技術(shù)，以提高預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的質(zhì)量和安全性。如開(kāi)發(fā)更高精度的傳感器、建立智能化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、研發(fā)小型化監(jiān)測(cè)設(shè)備等。科技的力量不斷推動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展，將持續(xù)推進(jìn)預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量和效率的提高。

3.4 設(shè)計(jì)理念創(chuàng)新

在傳統(tǒng)預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)過(guò)程中，環(huán)保和節(jié)能等理念往往被忽視，這導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力構(gòu)件在使用過(guò)程中可能會(huì)給環(huán)境和能源帶來(lái)不必要的負(fù)擔(dān)。因此，為了解決這一問(wèn)題，必須創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念，注重環(huán)保和節(jié)能。其中，生態(tài)設(shè)計(jì)可以是一種有效的解決方案。通過(guò)采用環(huán)保材料、注重節(jié)約能源、強(qiáng)調(diào)生態(tài)平衡等方式，生態(tài)設(shè)計(jì)可以使預(yù)應(yīng)力構(gòu)件不僅滿足機(jī)械性能和安全性能，而且關(guān)注環(huán)境影響。例如，在預(yù)應(yīng)力橋梁設(shè)計(jì)中，可以采用生態(tài)橋梁技術(shù)，如增加植被綠化面積，利用雨水收集與利用系統(tǒng)等，既能提高橋梁建設(shè)的環(huán)境友好性，又能降低橋梁的運(yùn)用成本。除此之外，智能化設(shè)計(jì)也是一種創(chuàng)新的設(shè)計(jì)理念。通過(guò)集成感知技術(shù)、自主決策技術(shù)、自適應(yīng)控制技術(shù)等，智能化設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)應(yīng)力構(gòu)件在使用過(guò)程中的自我適應(yīng)、自我檢測(cè)、自我修復(fù)。例如，在高鐵預(yù)應(yīng)力橋梁設(shè)計(jì)中，可以采用智能預(yù)應(yīng)力控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)橋梁的智能化控制、監(jiān)測(cè)及報(bào)警等功能，充分提高了橋梁的安全性、穩(wěn)定性及可靠性。

4 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，將預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用在市政路橋工程之中，不僅能夠大幅提升路橋結(jié)構(gòu)的輕便程度，還能夠高效管理與控制路橋主拉應(yīng)力，為路橋整體結(jié)構(gòu)的抗裂性能提供保障。在實(shí)際應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)期間，施工建設(shè)人員需要嚴(yán)格依照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范落實(shí)有關(guān)操作，綜合考慮施工建設(shè)要求，選擇有效的施工建設(shè)方法，保證可以達(dá)成理想的施工建設(shè)效果。