研究市政道路橋梁預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)要點(diǎn)

摘 要：本文深入探討了市政道路橋梁預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的關(guān)鍵要點(diǎn)， 涵蓋了從設(shè)計(jì)到施工的全過(guò)程。 詳細(xì)分析了預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的特點(diǎn)， 包括提高結(jié)構(gòu)承載能力、 有利于工程改造和增強(qiáng)抗裂性等方面。 接著， 著重論述預(yù)應(yīng)力技術(shù)在多跨連續(xù)梁施工、 受彎構(gòu)件施工中的應(yīng)用，以及在材料控制、 混凝土澆筑密實(shí)、 振搗和攤鋪等環(huán)節(jié)的技術(shù)要點(diǎn)。 這些分析不僅能展現(xiàn)預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)在提升橋梁工程質(zhì)量和效率方面的重要性， 同時(shí)也強(qiáng)調(diào)細(xì)致施工控制的必要性， 旨在為市政道路橋梁預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)提供全面且深入的理論和實(shí)踐指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：市政道路橋梁；預(yù)應(yīng)力；施工技術(shù)要點(diǎn)文章編號(hào)：2095-4085（2024）06-0052-03

0 引言

隨著市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展，道路橋梁工程面臨著越來(lái)越多的挑戰(zhàn)，其中預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)在提高橋梁結(jié)構(gòu)性能和施工效率方面扮演著重要角色。預(yù)應(yīng)力技術(shù)能有效提升結(jié)構(gòu)的承載能力、抗裂性及適應(yīng)性，對(duì)于現(xiàn)代橋梁建設(shè)而言至關(guān)重要。然而，要充分發(fā)揮預(yù)應(yīng)力技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，需要對(duì)其施工過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行精確控制和管理。這包括優(yōu)化設(shè)計(jì)、精確的材料選擇、嚴(yán)格的施工技術(shù)控制等方面。

1 預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的特點(diǎn)

1.1 提高結(jié)構(gòu)的承載能力和穩(wěn)定性

預(yù)應(yīng)力技術(shù)在提高結(jié)構(gòu)的承載能力和穩(wěn)定性方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。這一技術(shù)的核心在于在混凝土硬化前對(duì)其施加預(yù)壓力，這樣在實(shí)際使用中，當(dāng)承受外部負(fù)荷時(shí)，預(yù)先施加的應(yīng)力能夠有效抵抗因負(fù)荷而產(chǎn)生的拉應(yīng)力，從而增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性和承載能力。預(yù)應(yīng)力混凝土的這種特性使得在相同條件下，預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)比非預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)具有更高的承載力和更好的穩(wěn)定性。此外，預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)還允許使用更細(xì)長(zhǎng)的構(gòu)件設(shè)計(jì)，這不僅能降低材料成本，還為現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)提供更大的靈活性。

1.2 利于路橋工程的改造

預(yù)應(yīng)力技術(shù)在路橋工程的改造中展現(xiàn)出其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。在現(xiàn)代城市發(fā)展和基礎(chǔ)設(shè)施更新中，經(jīng)常需要對(duì)舊橋梁和道路進(jìn)行改造和加固。傳統(tǒng)的加固方法往往涉及到增加額外的支撐或加厚結(jié)構(gòu)，這不僅會(huì)增加工程的成本和復(fù)雜性，還會(huì)影響到橋梁的原有使用功能。相比之下，預(yù)應(yīng)力技術(shù)通過(guò)在結(jié)構(gòu)中施加高強(qiáng)度的鋼索或鋼筋，能夠有效地提升原有結(jié)構(gòu)的承載力，同時(shí)減少對(duì)結(jié)構(gòu)自身重量的增加，能避免對(duì)道路或橋梁的使用造成較大的影響。此外，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用還能在一定程度上調(diào)整結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài)，改善結(jié)構(gòu)的使用性能，延長(zhǎng)其使用壽命。

1.3 抗裂性較強(qiáng)

預(yù)應(yīng)力混凝土在提高結(jié)構(gòu)的抗裂性方面表現(xiàn)出色?；炷磷鳛橐环N廣泛應(yīng)用的建筑材料，雖然在抗壓性能上表現(xiàn)優(yōu)異，但在抗拉性能上相對(duì)較弱，容易產(chǎn)生裂縫。在預(yù)應(yīng)力混凝土中，通過(guò)施加預(yù)應(yīng)力，使得混凝土在受到外部拉力和壓力時(shí)，可以有效地減少或關(guān)閉裂縫，能極大地提高混凝土的整體抗裂性。這種抗裂性的提高，不僅對(duì)于維護(hù)結(jié)構(gòu)的完整性和穩(wěn)定性至關(guān)重要，還對(duì)保護(hù)鋼筋免受腐蝕、延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的使用壽命具有重要意義。在橋梁、高層建筑、水庫(kù)大壩等關(guān)鍵結(jié)構(gòu)中，預(yù)應(yīng)力混凝土的應(yīng)用能夠有效地防止裂縫的產(chǎn)生和擴(kuò)展，從而保障結(jié)構(gòu)的安全和耐久性［1］。

2 市政道路橋梁工程的預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)應(yīng)用分析

2.1 多跨連續(xù)梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用

在多跨連續(xù)梁的施工中，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用至關(guān)重要。多跨連續(xù)梁是一種常見(jiàn)的橋梁結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)是跨度多、連續(xù)性好，能有效減少支座數(shù)量，降低結(jié)構(gòu)自重。在這類(lèi)結(jié)構(gòu)中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，主要目的是為提高梁的整體穩(wěn)定性和承載能力。在梁體內(nèi)部布置預(yù)應(yīng)力筋或鋼束，可以有效地改善混凝土在受力過(guò)程中的應(yīng)力分布，減少由于荷載變化導(dǎo)致的彎曲和剪切應(yīng)力。例如，采用張拉預(yù)應(yīng)力筋，能夠使得梁體在使用過(guò)程中始終保持受壓狀態(tài)，從而大幅減少由于外部荷載導(dǎo)致的拉應(yīng)力和出現(xiàn)的裂縫。

技術(shù)上，預(yù)應(yīng)力的施加通常通過(guò)張拉鋼索實(shí)現(xiàn)，這一過(guò)程需要精確計(jì)算鋼索的張拉力和位置。張拉力的計(jì)算公式可以表示為P=A×fpt，其中P是預(yù)應(yīng)力的大小，A是鋼索的截面面積，fpt是鋼索的預(yù)應(yīng)力強(qiáng)度。施工過(guò)程中，預(yù)應(yīng)力的施加通常在梁體澆筑并達(dá)到一定強(qiáng)度后進(jìn)行，這樣可以確?；炷猎诔惺茴A(yù)應(yīng)力的同時(shí)，不會(huì)因?yàn)槌銎淇箟簭?qiáng)度而受損。

2.2 受彎構(gòu)件施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用

受彎構(gòu)件是橋梁結(jié)構(gòu)中的重要部分，主要承受彎曲和剪切力。在受彎構(gòu)件的施工中，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用可以顯著提高構(gòu)件的承載能力和延性。預(yù)應(yīng)力技術(shù)通過(guò)在受彎構(gòu)件中預(yù)先施加壓力，使得在正常使用條件下，構(gòu)件表面的拉應(yīng)力被預(yù)應(yīng)力所抵消或減少，從而有效防止裂縫的產(chǎn)生和擴(kuò)展。在預(yù)應(yīng)力的施加上，通常采用后張法或先張法。后張法是在混凝土硬化后施加預(yù)應(yīng)力，適用于較大的橋梁構(gòu)件；而先張法則是在混凝土澆筑前施加預(yù)應(yīng)力，適用于預(yù)制構(gòu)件。在計(jì)算預(yù)應(yīng)力時(shí)，需要考慮到混凝土的彈性模量Ec和鋼筋的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系。預(yù)應(yīng)力的計(jì)算公式可以簡(jiǎn)化為P=Ec×∈×Ac，其中∈為預(yù)應(yīng)力引起的應(yīng)變，Ac為混凝土截面面積。施工過(guò)程中，還需考慮預(yù)應(yīng)力損失，包括摩擦損失和錨固損失，確保施工后的預(yù)應(yīng)力值能滿足設(shè)計(jì)要求。

2.3 壓漿操作中預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用

壓漿操作在預(yù)應(yīng)力施工中起著關(guān)鍵作用，其主要目的是保護(hù)預(yù)應(yīng)力鋼筋或鋼絞線，防止其受到腐蝕，并確保預(yù)應(yīng)力的完整傳遞。在多數(shù)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中，特別是那些采用后張法的結(jié)構(gòu)，壓漿是施工過(guò)程中一個(gè)不可或缺的步驟。在壓漿過(guò)程中，首先需要準(zhǔn)備適合的漿液，其性能需符合一定的流動(dòng)性、凝結(jié)時(shí)間和強(qiáng)度要求。流動(dòng)性是確保漿液能夠充滿整個(gè)預(yù)應(yīng)力管道的關(guān)鍵因素，通常通過(guò)測(cè)量漿液的流動(dòng)度來(lái)控制。凝結(jié)時(shí)間和強(qiáng)度則關(guān)系到漿液在硬化后對(duì)預(yù)應(yīng)力筋的保護(hù)能力。

壓漿操作通常在張拉預(yù)應(yīng)力筋并錨固完成后進(jìn)行。在實(shí)際操作中，需確保漿液均勻填充預(yù)應(yīng)力管道，并排除空氣，防止產(chǎn)生孔隙。這一過(guò)程中，漿液的壓力控制至關(guān)重要，需要精確計(jì)算以防止管道破裂或漏漿。壓漿的壓力可通過(guò)公式P=h×ρ×g計(jì)算，其中h為壓漿泵到最高點(diǎn)的垂直距離，ρ為漿液的密度，g為重力加速度。成功的壓漿操作能有效延長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力筋的使用壽命，并保證預(yù)應(yīng)力在結(jié)構(gòu)中的有效傳遞［2］。

2.4 在下料處理過(guò)程中的應(yīng)用

下料處理在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的施工中同樣重要，特別是在預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)過(guò)程中。下料處理涉及到混凝土構(gòu)件的切割、成型和鋼筋的布置，這些過(guò)程必須精確執(zhí)行，以確保構(gòu)件的質(zhì)量和尺寸滿足設(shè)計(jì)要求。在預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用中，下料處理的準(zhǔn)確性直接影響到預(yù)應(yīng)力筋的布置和張拉效果。例如，在預(yù)制梁的生產(chǎn)中，混凝土的切割和鋼筋的布置需要根據(jù)預(yù)應(yīng)力筋的位置和張力進(jìn)行精確計(jì)算和設(shè)計(jì)。

在下料處理中，需要考慮混凝土收縮和蠕變對(duì)預(yù)應(yīng)力的影響。這些因素會(huì)導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力的損失，因此在設(shè)計(jì)和施工時(shí)需要進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。例如，通過(guò)增加預(yù)應(yīng)力筋的初始張拉力，可以補(bǔ)償后期因混凝土收縮和蠕變導(dǎo)致的預(yù)應(yīng)力損失。此外，下料處理過(guò)程中還需確保鋼筋和混凝土之間的良好粘結(jié)，以便預(yù)應(yīng)力能夠有效傳遞到混凝土結(jié)構(gòu)中。在預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的制作和安裝中，下料處理的精確性和質(zhì)量直接決定最終結(jié)構(gòu)的性能和安全性。

3 道路橋梁預(yù)應(yīng)力混凝土施工的技術(shù)控制要點(diǎn)

3.1 加強(qiáng)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)混凝土結(jié)構(gòu)控制

在道路橋梁預(yù)應(yīng)力混凝土施工中，加強(qiáng)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的混凝土結(jié)構(gòu)控制是實(shí)現(xiàn)工程成功的關(guān)鍵。設(shè)計(jì)階段的主要任務(wù)是確保結(jié)構(gòu)既滿足力學(xué)性能的要求，又能滿足施工的可行性。為此，設(shè)計(jì)師需深入理解預(yù)應(yīng)力混凝土的力學(xué)特性和行為，特別是預(yù)應(yīng)力對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的影響?；炷两Y(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)基于準(zhǔn)確的載荷分析和結(jié)構(gòu)響應(yīng)預(yù)測(cè)，包括考慮長(zhǎng)期荷載、短期荷載以及環(huán)境因素對(duì)結(jié)構(gòu)性能的影響。此外，設(shè)計(jì)階段還應(yīng)重視結(jié)構(gòu)的耐久性和維護(hù)要求，以確保橋梁在其設(shè)計(jì)壽命內(nèi)保持良好的性能。

在設(shè)計(jì)混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，還需充分考慮材料特性，如混凝土的強(qiáng)度等級(jí)、收縮和蠕變特性，以及鋼筋和預(yù)應(yīng)力筋的性能。這些材料特性將直接影響到預(yù)應(yīng)力的施加方式和量，進(jìn)而影響結(jié)構(gòu)的整體行為。設(shè)計(jì)過(guò)程中還應(yīng)考慮到施工過(guò)程中的各種可能性，如預(yù)應(yīng)力筋的布置、張拉順序和方法，以及預(yù)應(yīng)力的傳遞。這些因素的綜合考慮，有助于確保設(shè)計(jì)的混凝土結(jié)構(gòu)既安全可靠，又經(jīng)濟(jì)高效。從技術(shù)深度上來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)階段的另一個(gè)重要方面是對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的模擬和分析。使用高級(jí)計(jì)算模型，如有限元分析，可以幫助設(shè)計(jì)師更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)在各種加載條件下的行為，包括預(yù)應(yīng)力效果、裂縫的發(fā)展以及最終的破壞模式。

3.2 加強(qiáng)使用材料的控制

在道路橋梁預(yù)應(yīng)力混凝土施工中，材料控制的重要性不容忽視，尤其是混凝土和鋼材的質(zhì)量直接關(guān)聯(lián)到結(jié)構(gòu)的整體性能和耐久性。混凝土作為預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)材料，其品質(zhì)決定結(jié)構(gòu)的基本屬性。高品質(zhì)的混凝土不僅應(yīng)滿足所需的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，還應(yīng)具備優(yōu)良的工作性和耐久性。這要求在混凝土配比設(shè)計(jì)時(shí)，嚴(yán)格控制水泥、骨料、水以及添加劑和摻合料的比例，確?；炷猎谟不^(guò)程中的均勻性和密實(shí)度。在混凝土的制備、運(yùn)輸和澆筑過(guò)程中，質(zhì)量控制同樣至關(guān)重要，需嚴(yán)格遵循工程規(guī)范，以保證最終結(jié)構(gòu)的均質(zhì)性和完整性。此外，混凝土的養(yǎng)護(hù)也是一個(gè)不可忽視的環(huán)節(jié)，正確的養(yǎng)護(hù)程序有助于提高混凝土的最終性能，尤其是其耐久性［3］。

鋼材的質(zhì)量控制在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的施工中同樣占有舉足輕重的地位。在選擇和處理鋼筋及預(yù)應(yīng)力鋼絞線時(shí)，必須確保它們滿足所需的高標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度、延展性和耐腐蝕性。鋼材的選用應(yīng)基于結(jié)構(gòu)所承受的應(yīng)力類(lèi)型和大小，以及潛在的環(huán)境影響。在施工現(xiàn)場(chǎng)，鋼材的存儲(chǔ)和處理?xiàng)l件應(yīng)受到嚴(yán)密監(jiān)控，以避免不利環(huán)境條件對(duì)材料性能的負(fù)面影響。特別是鋼筋和鋼絞線的防腐處理，這一環(huán)節(jié)在保證材料長(zhǎng)期性能中扮演著關(guān)鍵角色。

3.3 確?；炷翝仓軐?shí)

確?；炷翝仓軐?shí)是預(yù)應(yīng)力混凝土施工中的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，這直接影響到結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量和耐久性?；炷翝仓拿軐?shí)度決定其內(nèi)部的孔隙率，進(jìn)而影響到混凝土的強(qiáng)度、防水性能和抗凍性能。為實(shí)現(xiàn)高密實(shí)度，混凝土澆筑的過(guò)程必須精心控制。首先，在混凝土澆筑前，需確保模板的穩(wěn)定性和密封性。模板的設(shè)計(jì)和安裝應(yīng)避免漏漿現(xiàn)象，確?；炷猎跐仓^(guò)程中的形狀和尺寸準(zhǔn)確無(wú)誤。其次，混凝土的澆筑速度和方法也需要精心控制。應(yīng)采用均勻且連續(xù)的澆筑方式，避免產(chǎn)生冷縫和材料分層。在澆筑過(guò)程中，混凝土的溫度和一致性應(yīng)保持在適宜范圍內(nèi)，以防止因溫度變化或材料分離而導(dǎo)致密實(shí)度不足。

除上述措施外，混凝土澆筑的環(huán)境條件也不容忽視。應(yīng)避免在極端天氣條件下進(jìn)行澆筑，如過(guò)于干燥或濕冷的環(huán)境都會(huì)影響混凝土的密實(shí)度和最終性能。在澆筑過(guò)程中，還需注意防止水分過(guò)早蒸發(fā)，特別是在高溫或強(qiáng)風(fēng)條件下。為此，需要采取措施如遮蓋或噴霧，以維持混凝土表面的適宜濕度。在澆筑完成后，適時(shí)的養(yǎng)護(hù)是確?；炷撩軐?shí)度和性能的另一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。養(yǎng)護(hù)過(guò)程中應(yīng)保持混凝土的適宜濕度和溫度，以促進(jìn)水泥水化反應(yīng)的進(jìn)行和混凝土強(qiáng)度的發(fā)展。

3.4 加強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土振搗及攤鋪

加強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土的振搗是確保混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量的關(guān)鍵步驟之一。振搗過(guò)程的主要目的是消除混凝土中的空氣泡，從而增加其密實(shí)度和均勻性。在預(yù)應(yīng)力混凝土施工中，振搗不僅關(guān)系到混凝土自身的強(qiáng)度和耐久性，還直接影響到預(yù)應(yīng)力筋與混凝土之間的粘結(jié)效果。為實(shí)現(xiàn)有效振搗，施工團(tuán)隊(duì)必須選擇合適的振搗設(shè)備，并掌握正確的振搗技術(shù)。振搗棒的選擇應(yīng)基于混凝土的澆筑厚度和構(gòu)件的尺寸，以確保振搗能夠覆蓋到混凝土的每一個(gè)部分。在振搗過(guò)程中，振搗棒應(yīng)垂直插入混凝土，并適當(dāng)移動(dòng)以覆蓋整個(gè)澆筑區(qū)域。振搗時(shí)間的控制也至關(guān)重要，過(guò)短的振搗時(shí)間會(huì)導(dǎo)致空氣泡未能完全消除，而過(guò)長(zhǎng)的振搗時(shí)間則導(dǎo)致混凝土分層或造成材料分離。

混凝土的攤鋪同樣是一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，能確?；炷猎谀０逯械木鶆蚍植?，并為后續(xù)的振搗打下基礎(chǔ)。攤鋪過(guò)程中，混凝土的分配應(yīng)均勻一致，避免造成材料堆積或不均勻分布。在預(yù)應(yīng)力混凝土施工中，特別是在大面積或復(fù)雜構(gòu)件的澆筑中，攤鋪工作需精確進(jìn)行，以確?；炷猎诿總€(gè)部分都達(dá)到設(shè)計(jì)的厚度和一致性。攤鋪后的表面處理也非常重要，應(yīng)確?；炷帘砻嫫秸麩o(wú)縫，為后續(xù)的養(yǎng)護(hù)和使用打下良好基礎(chǔ)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在市政道路橋梁預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)領(lǐng)域，各個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的精細(xì)控制顯得尤為重要。從混凝土的配比設(shè)計(jì)、材料選擇，到施工過(guò)程中的澆筑密實(shí)、振搗和攤鋪，每一步都需要嚴(yán)格的執(zhí)行和監(jiān)控。通過(guò)這些高標(biāo)準(zhǔn)的施工技術(shù)，可以顯著提升橋梁結(jié)構(gòu)的安全性、穩(wěn)定性和耐久性，確保其能夠在長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)中維持優(yōu)良的性能。此外，這些技術(shù)要點(diǎn)的有效應(yīng)用對(duì)于提高工程效率、降低成本以及保護(hù)環(huán)境也具有重要意義。

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