市政路桥工程中预应力施工技术重点研究

阮志峰

（安徽省公路工程建设监理有限责任公司，安徽 合肥 230051）

引言

现阶段，预应力施工在我国城市道路工程与市政路桥工程中的应用较为广泛，相比其他工程技术，此项技术具有施工作业工序少、工程造价成本低等优势。目前，大部分路桥工程在开发与施工中都会将预应力施工技术作为首选技术。同时，采用预应力施工技术在道路桥梁建设中，还可以起到提高工程使用寿命的良好效果。

1 市政桥梁工程实例

所选的工程实例为某市政路桥工程，该工程施工路段主要采用三层预应力混凝土箱梁结构设计，工程段全长约为2 578.05 m，整体结构为20 m+39 m+20 m。此工程段是我市政路桥工程中的重点建设项目，根据设计方要求，整体采用预应力法进行施工，通过此种工程模式，确保工程在施工质量达标的前提下，保障行车安全。

本项目以三段式预应力混凝土箱梁为基本框架，下部采用独柱圆端型悬臂梁结构，现阶段，此工程已基本完成施工[1]。但在去年路桥工程结构的质量验收与维修、检修作业中，发现结构整体出现了一些质量问题，路桥工程结构上的一些重要性构件已经出现了明显的破损，甚至部分混凝土结构发生了裂缝病害与渗漏问题，整体破损程度较高[2]。为避免由于结构破损影响路桥工程行车安全，使用预应力技术进行路桥工程施工。

2 市政路桥工程中预应力施工技术重点

2.1 预应力张拉施工

在进行市政路桥工程施工时，进行预应力施工的关键在于预应力筋的张拉。张拉时，应保证混凝土强度大于设计强度85%，并保证其龄期不少于7 d。在张拉的过程中需要用到的设备及性能要求，见表1。

表1 预应力张拉施工设备及性能要求表

千斤顶、油表在使用之前，由国家指定的试验单位在监理工程师的指导下进行校准，并确定油压计的读数和张拉力的关系，将张拉力转换为油压表的读数。在实际施工中，张拉力与油压表读数之间通常存在一定线性关联，因此可结合回归方程，确定二者关系：

式中：y 代表张拉力，x 代表油压表的读数。锚具、夹片等进入现场后，必须对其型号、规格进行检查，并按照检验批次的规定，将锚具、夹片等按规定的比例，送交有关部门进行检测，通过验收后方可投入使用[3]。张拉前，设置与实际施工相同条件，对混凝土试块的强度进行检测，确保其强度达到85%以上后，才能够将其带入到张拉施工现场。由专用的千斤顶进行张拉的均匀张拉。预张拉是在梁的混凝土强度和弹性模量达到85%，并且混凝土龄期为7 d 时进行终张拉，然后进行张拉并压浆，梁体才能从平台上移动[4]。按照图1 和图2 中的顺序完成对市政路桥预制小箱梁和预制T 梁腹板束的张拉施工。

图1 预制小箱梁预应力张拉顺序

图2 预制T 梁腹板束预应力张拉顺序

在张拉的过程中，张拉设备必须能同时测得预应力张拉力和拉伸强度，并具有测力计和数字显示两种读数模式，以便在张拉过程中对张拉应力进行随意检查[5]。测力传感器或压力计的范围不得小于1.2 倍的标称压力，前者的精度不能小于0.5，后者的准确度不能小于1.0。

2.2 钢筋预留管道施工

在预应力施工中，要保证预留的孔径大小、位置正确，并保证预留孔道的通畅，防止在施工中发生坍塌。孔道顶部的预埋式钢板应与孔道的中线相垂直。在具体的钢筋预留管线施工中，应严格按照工程质量检查的要求，对部位的偏差进行严格控制[6]。为防止预应力钢筋预留管线发生堵塞，需提前进行管线定位，防止预留管线发生弯曲等问题。在实际操作中，施工工人必须严格遵守操作规程，并严格控制抽芯的时机。在实际操作中，如果发现预留管线堵塞，必须根据预应力钢筋的坐标曲线，确定堵塞部位，并适时进行钻孔。在开孔施工时必须避开主筋的部位。对波纹管内残余的混凝土灰渣进行及时清除，防止受预应力钢筋阻碍[7]。张拉施工结束后，应及时采用具有较高膨胀性的混凝土材料进行钻孔补强。一般采用波纹管作为预应力孔道，因此在选用波纹管时，要将其与钢绳连接起来，使二者成为一体。但在此期工程中，波纹管易受外力破坏，因此应加强对其防护，特别是防止施工中出现的波纹管断裂等问题。

2.3 智能压浆施工

市政路桥工程施工采用的智能压浆施工在整个施工过程都是依靠计算机实现自动化控制。当泥浆通过管道循环时，就能将杂质和气体排出，这也让工人们省下了力气，无需手动切换泥浆泵，还能实现自动加压州，精确控制[8]。图3 为智能压浆构成及工作原理。

图3 智能压浆构成及工作原理

由于循环系统的影响，浆液在管道中流过，因此，即使出现了阻塞，也可以利用系统内部的加压系统来增加压力，消除堵塞和其它障碍，在压浆时达到致密，确保工程的寿命。通过电脑接收到的信息，调整压力的大小、稳定时间等参数，并由安装在管子上的精密传感器实时监控浆料的压力，并将其传递给电脑进行判断，以保证压浆的充分、致密。而这一点，就是根据两个传感器检测到的泥浆压差的稳定性。在压浆过程中，根据施工质量要求，稳压时间应当控制在大于0.5 MPa 的压力范围内，并保持这一状态的持续时间超过3 min。

3 实证分析

与传统的预应力张拉施工法和压浆施工法相比，采用上文设计的预应力施工技术进行工程施工，可以有效地改善预应力、压浆的施工质量，并确保工程的生产效率、进度。为了进一步检验此项技术在工程中应用的实际意义，本研究采用将施工技术运用于实际工程，并对其进行了后期性能测试的方式，以评估设计方法的施工效果。

3.1 张拉力验收

依据《公路桥涵施工技术规范》文件，本研究通过对钢筋张拉力、总长等资料的分析，检验和评估市政路桥工程在预应力施工后钢绞线的张拉效果，并在不同长度箱梁中选择数据作为质量验收成果数据。

本项目在预应力施工工程中，其张拉理论延伸率的计算，应严格按照相关技术规程实施，施工中，整体采用预应力张拉法进行施工，并按以下公式进行延伸长度的计算。

式中：△L 代表延伸长度，F 代表张拉力，L 代表拉力筋长度，A 代表拉筋截面面积，E 代表弹性模量。

预应力钢筋的安装必须严格按规范程序进行。同时，张拉施工中张拉的设计也有明确的规定，注意张拉的设计与张拉的设计强度也是不同的。为了提高施工中结构充填的密实性，必须严格按照张拉力设计参数选取相应的张拉设计作用力进行施工。同时，还应在施工中将注浆孔洞与通风孔的施工设计原则相结合，对混凝土结构进行强度优化，提高其施工质量。

记录箱梁钢绞线在完成施工后不同张拉力条件下的伸长量，见表2。

表2 箱梁钢绞线在完成施工后不同张拉力条件下的伸长量

统计在不同绞线长度下的伸长率偏差，其结果，见图4。

图4 不同绞线长度下的伸长率偏差

3.2 压浆检验

对不间断压浆施工质量进行验收，统计实验结果，见表3。

表3 压浆记录表

统计不同孔道稳压所需时间，见图5。

图5 不同孔道稳压所需时间

统计入孔与出孔浆液浓度，见图6。

图6 入孔与出孔浆液浓度

4 结论

通过上述研究，得到以下几个方面的结论。

（1） 通过图3 不同绞线长度下的伸长率偏差可知，钢绞线最大伸长率偏差未超过2%，即伸长率偏差较小，不会对工程施工整体质量造成影响。

（2） 通过表3 压浆记录表图5、图6，浆体压力在施工过程中控制情况良好，稳定在0.6 MPa，基本无偏差，不同孔道稳压所需时间也相对稳定，正在3 min～4 min 范围内。冒出的浆液均为浓浆，即浆体质量较高，未出现冒浆前后浆体浓度差异过大的问题。