预应力施工技术在市政桥梁工程中的应用

周瑛

摘要：随着经济的不断发展，在市政桥梁工程的建设上有较高的要求。但是目前我国在市政施工预应力施工技术方面缺少足够的规范，时常有质量问题出现。本文探究在市政桥梁建设中应用预应力技术中需要注意的部分并提出了相应的改善措施，望对日后的预应力施工技术有所帮助。

Abstract： With the continuous development of the economy， there are high requirements for the construction of municipal bridge projects. However， at present， China lacks sufficient specifications in prestressed construction technology of municipal construction， and there are often quality problems. This paper explores the parts that need to be paid attention to in the application of prestressing technology in the construction of municipal bridges and proposes corresponding improvement measures. It is expected to help the future prestressed construction technology.

关键词：预应力;施工;市政;桥梁

Key words： prestress;construction;municipal;bridge

中图分类号：U445.57                                    文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）28-0231-02

0  引言

预应力技术是由后张拉和先张拉两个方面构成的，对比两种技术，后张法的优点是在施工中用到的设备简单，施工较为便捷，可以使用曲线配筋的方法而不需用永久的张拉台座。后张法预应力方便养护，整体性高、桥面接缝小，所以在实际的施工中后张法使用的较多，在大型预应力混凝土结构施工中获得了应用。

1  市政桥梁施工中预应力技术概述

在路桥工程的施工中预应力技术主要作用是提升混凝土技术，目的是将预应力混凝土构件进行最终的构建，并降低或抵消外荷载作用。混凝土自身具备较强的抗压强度，预应力施工技术的应用可以进一步加强其抗拉强度，防止混凝土在巨大拉力的作用下发生开裂情况。在桥梁动工中最常使用到的是高强度的混凝土和轻钢材料。在市政桥梁施工中预应力技术不但可以保证施工质量，减少混凝土自重、节省钢材成本、避免开裂等，同时还可以延长路桥工程的使用期限，使其拥有经济美观的优点，有很高的应用价值[1]。

1.1 应用预应力技术的优点

作为一种现代施工技術，预应力技术在建筑领域获得了广泛的应用，尤其是在道路桥梁工程中更是起到了至关重要的用处。此技术是预先产生一个力，在一般的建筑结构中为增加其强度提前给其施加一个力，与之后受到的力相互作用，从而拥有很高的弹性，达到降低自身震动和外立压迫导致变形问题的作用。简单来说就是在结构之外受力前加上预应力，从而改善结构的使用性能，提升原本抗击性能。预应力技术在路桥施工中的作用原理是：因为路桥主要受力前在受力位置和部件进行预应力施加工作，提升桥梁部件的韧性，降低因为外力而引起的拉应力。利用预应力混凝土的抗压性能，很好的补足了混凝土部件自身的轻度和韧性上的缺陷，起到提升路桥整体承载能力的作用。具体的在桥梁工程项目中使用预应力技术可以有以下几个方面的优势：①增强了构件的抗震性能、耐久性;②因为此技术可以提升桥梁的抗裂度和受力性能，所以适合在对裂缝有严格要求的工程中[3];③可以有效强化桥梁的结构刚度，从最大限度降低桥梁的结构变形程度;④此工程在施工方面有着极为严格的要求，通常使用混凝土和强度高的钢筋，因此能够有效节省建筑原材料，降低桥梁结构的自重，适合在受重负荷或跨度较大的结构中应用。

1.2 预应力技术的缺点

在桥梁工程中使用预应力技术可以减低总体造价，但是此技术将工程的各个环节变得复杂、繁琐。从表面看，将构建尺寸降低缩减了磨边、钢筋混凝土等建筑材料的成本，但在项目中采用的无梁平板结构为后期的管线提供了方便。但从现实情况看，采用此技术便意味着需要加设型设备，况且此技术的施工技术较高，施工时长很长，在一定程度上增加工程成本。

2  预应力技术在市政桥梁建设中的应用

2.1 合理选择钢绞线

在桥梁建设动工前第一要做的便是全面、充分、详细的了解工程相关的一系列问题，比如解耦股、柱网尺、资金、面积等基础内容[2]。第二步是从总体上分析工程信息并依据设计中规划的方案选取钢绞线，具体选择的钢绞线必须经济、方便、美观，同时又能突出桥梁特征等多种要求。根据现在的施工中应用这种技术来看，因为低松的钢绞线有加强使用、经济等方面的优点，获得了广泛的应用。另外，在选取钢绞线中应该考虑桥梁筑工的松弛度、几何参数、规格、尺寸、参数等一系列的性能。

2.2 合理选择预应力锚具

应用预应力技术在桥梁建设中锚具的选择也是需要重点考虑的因素。应该选择好使用机械模具还是摩阻锚具，后者在实际操作中方便效率高，但缺点是连接时比较复杂，会有很大的损失。所以，在现成选择锚具时应该根据施工情况决定。

2.3 分析预应力效应

在现场使用中工程规模的或大或小都应该在掌握详细分析预应力技术效应的前提上开始动工。比如，先对此技术的各个方面信息和数据进行假设布局，依据此画出大致的分布图，再进行综合分析，在假设中应该注意可能产生的问题，基于此提出相应的解决方案。另外，对工程的可行性进行综合分析，从而避免不必要的损失。

3  市政桥梁工程预应力施工

3.1 模板与支架动工工艺

工程施工的顺利进行需要在开始前打好地基。一般情况下会有部分地势不平整的桥梁，其地基的承载力也不会太高，所以不但需要使用有效的钻孔灌注承载外，而且应该使用混凝土浇筑。在搭设支架时要根据桥梁的实际情况进行，在搭设完毕后按照2cm的竹胶箱模板，在进行模板安装时结合底膜、侧模、顶模[2]。

3.2 孔道预留技术

预应力的孔道形状有三种，分别是直线、曲线、折线，其外径可以看做是孔道的直径，并且预应力筋的面积需是孔道面积的三分之一。市政桥梁工程中使用的是后张法预应力时，需要在浇筑混凝土前保留孔道部位。此种孔道是由波纹管材料制作而成的，与钢绞线正好配套。因为波纹管容易被损坏，需要在使用中注意保护，防止操作不当将其损坏。

3.3 安装钢筋与钢绞线

桥梁的骨架部分便是此两种材料，在绑扎普通钢筋时要根据绑扎的顺序两次完成，一般情况下是在底板和腹板完成后操作。在绑扎结束后要与事先设计的需求结合，再次，对于必要的支座钢垫板、防撞板，对预应力的钢绞线和波纹管预埋进行安装。在焊接钢筋时需要有专业的人员进行检验，防止出现侵蚀、破损和油污的情况，若发生应该及时使用有效的措施完善处理。

箱梁钢绞线的施工是预应力动工中重要的部分，由于实际施工有众多需要注意的事项且工序异常复杂，尤其是在张拉顺序上若是出错，将引起严重后果。张拉的顺序要根据实际情况决定，横向的在张拉时应该使用自上而下的方法操作，腹板则需要从下到上的方法进行。对总结构使用第一批钢束到纵梁钢束，再到横梁剩余钢束的张拉次序进行。在张拉过程中，施工效果也会受到天气的影响，尤其是下雨天，雨水的长期作用会让钢绞线发生锈蚀，所以必须有防护措施。如果不得不在雨天施工，必须保证灌浆在下雨前进行。

3.4 工作面加固

为确保施工质量和路桥的承载能力，需要对工程做出进一步加固处理，传统的加固方法为补强构件、改良构件结构。改善路桥整体的受力体系，采用预应力加固能够实现其整体的加固目标，最终效果优于传统加固方式。具体的做法是对部分构件施加不同程度的预压力，从而产生相应范围内的拉应力，使得桥梁部分工件的承载力提高，在多部位构件中反复操作，会使得路桥工程加固效果进一步提高。

3.5 受弯构件技术应用

在桥梁工程施工中由于碳纤维具有的施工简便、强度高的优点获得了广泛的应用。栓应变增量决定了其应力大小，但栓应变增量过大时会破坏碳纤维构件中的成分，限制其高强度的性能而不能体现其作用。对此，需要采用预应力施加在碳纤维片材料上，从而使其原始拉力恢复，而且增强了应力。另外，由于碳纤维的应力较小，其构件不会因为栓应变的增量太大而受到破坏，将碳纤维高强度的性能获得了充分的发挥。

3.6 混凝土施工

混凝土施工在市政路桥的施工中相對较难的环节便在于此，主要原因是混凝土的施工工序需要不间断进行。所以，在开始前应该准备好所需要的材料和设备，并做好完善的方案和合理的运输安排，正确布置搅拌设备[1]，从而确保在混凝土施工过程中不会发生中断。另外，此施工技术中振捣工艺是关键，在振捣进行时需将振捣板始终保持垂直状态，而速度与时间应该根据相关要求设置。一般需要二次振捣，从而阻止混凝土中有气泡产生，提高混凝土浇筑的质量，使路桥构建在施工结束后不用承受太大的应力。另外，在大部分建筑中都会产生混凝土裂缝问题，但是借助预应力技术的各项优点可以有效避免出现多处裂缝，经过研究发现此技术在混凝土的裂缝问题应用中有显著的效果。

4  预应力施工质量控制

4.1 钢绞线和锚具

钢绞线和锚具是预应力施工技术中重要组成部分，要严格检查管理。进场的钢绞线和锚具必须有出厂合格证书，并试验其材料性质和锚具的静载锚固定性，将两者进行分类存储。在施工中应该多次检查其规格，防止有规格不符的情况发生，从而对施工进展造成影响。

4.2 预应力的原材料张拉

在检验钢绞线前应该先确保混凝土构件的强度、尺寸外观达到质量标准，并且保持夹片和锚孔的清洁没有杂物。另外，施工应保证全部钢绞线的松紧度均一致，并可以在各个张拉点之间自由移动[3]。

4.3 预应力材料的检验

常见的市政桥梁工程中的预应力原料钢绞线和波纹管因为特殊性需要严格检验，避免材料有锈蚀和损坏，从而确保预应力材料在工程中可以发挥其作用。此外对钢绞线材料使用分批次验收，提前设置好钢绞线的批次质量，从中随意抽取作为样品进行检验和试验，保证钢绞线批次的质量符合市政桥梁工程的施工需要。

5  结束语

市政桥梁工程是城市发展促进人们生活水平的必要条件，其质量优劣直接与政府的形象和工程今后投入使用产生直接关系。在市政桥梁施工中，预应力技术的应用推动了施工活动的顺利进行，还提供了一定的安全保障。但是，在具体的施工过程中还需要管理人员和在工程现场施工相结合，加强安全管理，认真执行施工规划，严格遵循流程和次序，从而让市政桥梁工程项目可以高质量且顺利的进行。

参考文献：

[1]缪艳.浅析预应力施工技术在市政桥梁工程中的应用[J].科技致富向导，2012（17）.

[2]许翔，贾乐亭，杜珊.预应力施工技术在市政桥梁工程中的应用分析[J].四川水泥，2016，6（2）.

[3]金志健，沈子军.预应力施工技术在市政桥梁工程中的应用研究[J].科技创新与应用，2014（18）.

[4]高朋.预应力施工技术在市政桥梁工程中的应用分析[J].江西建材，2015，6（5）.