預應力施工技術在市政橋梁工程中的應用研究

金志健　沈子軍

摘 要：隨著城市化水平的不斷提高，市政建設規模不斷加大，對橋梁工程提出了更高的要求。而預應力主要是為提高構件剛度，增加構件的耐久性，確保工程結構的整體質量和使用壽命，在市政橋梁工程的應用越來越廣泛。但不可忽視的是，在施工過程中，預應力施工技術受到多方面因素的制約，不僅影響了工程施工質量和進度，而且對工程整體質量和施工效益產生極為不利影響，須引起足夠重視。因而，對預應力施工技術進行深入分析，具有十分重要的現實意義。文章主要是研究預應力施工技術在市政橋梁工程中的應用。

關鍵詞：預應力施工技術；市政橋梁工程；應用

前言

預應力常用于混凝土結構，是在混凝土結構承受荷載之前，預先對其施加壓力，使其在外荷載作用時的受拉區混凝土內力產生壓應力，用以抵消或減小外荷載產生的拉應力，使結構在正常使用的情況下不產生裂縫或者裂得比較晚[1]。近幾年來，我國市政工程建設規模的壯大，橋梁工程質量要求越來越高，預應力在市政橋梁工程中的應用成為必然選擇。而預應力施工技術是提高市政橋梁工程施工質量和安全水平的關鍵，因而對預應力施工技術在市政橋梁工程中應用情況進行研究，十分有必要。

1 預應力施工技術在市政橋梁工程中的應用

1.1 橋梁結構加固方面

現代橋梁工程為順應不斷增大的交通運輸承載需要，滿足橋梁壽命延長的要求，須對橋梁結構進行必要加固。橋梁構件加固時，為達到降低混凝土施工初始應變程度的目的，須將預應力施加在結構構件上。這樣，橋梁承壓部位將產生拉應力，并在受拉區域形成壓應力，從而減少在結構構件初彎矩作用下的壓應變和拉應變，使鋼筋加固作用能力得以提高。

1.2 橋梁彎矩構件方面

通常情況下，橋梁彎矩構件主要使用碳纖維材料進行加固，碳纖維材料具有高強度的突出優勢，且可通過簡單和方便的施工就能促成。但值得注意的問題是，受彎構件加固前，由于鋼筋結構已存在一定的初始內力，具備初始拉應力和內應變，一旦受壓部位混凝土的應變達到最大值，受彎構件的承載力便趨向極限。因此，為減緩混凝土應變水平，須在鋼筋混凝土結構中的受彎構件上應用預應力施工技術，以確保受彎構件保持足夠的承載力。

1.3 鋼混結構中的多跨連續梁方面

市政橋梁鋼混結構中的多跨梁主要為正彎矩和負彎矩兩個區域。其中，正彎矩主要位于橋梁跨中部位，而負彎矩主要位于橋梁支座部位。加固多跨連續梁，主要是為了應付正彎矩區域抗彎承載力不足等情況。一般是利用碳纖維進行粘貼加固，使其預應力水平得到切實提高，從而促進連續梁的抗剪和抗彎能力的提高。

2 預應力施工技術在市政橋梁工程中的完善

2.1 預應力材料方面

預應力材料的安裝方面，主要包括：（1）SBG塑料波紋管方面，主要是將紋管和連接管連接起來，為避免漏漿，應將連接口封死。應在鋼筋基本穩固成型之后進行安裝，并根據底模的設計坐標，將鋼筋水平固定的支撐架焊接好，確保坐標準確無誤后，安放波紋管。（2）高強度松弛鋼絞線方面，應事先檢查好鋼絞線的質量保證書，保證鋼絞線鋼號、規格、生產工藝與實際相符，確保安裝的質量。（3）錨具的檢查方面，應包括外觀質量、尺寸及硬度等方面。檢查硬度時，可隨機抽取6套錨具組成3個預應力筋錨，試驗其靜載錨固性能，確保錨具的硬度與公路橋梁施工技術規范相符[2]。但試驗過程中，若存在一個試件不合格，則需要進一步實驗，以雙倍的抽取量進行試驗，若再發現不合格試件，則說明該批錨具質量不達標。（4）預埋件的安裝方面，應事先檢查錨墊板和螺旋筋等的位置和角度是否符合相關標準，確保焊接牢固，并對錨墊板和鋼束設計端部進行嚴格控制，確保其垂直，且孔道嚴格對中，杜絕錯位現象的出現。

2.2 預應力損失及曲線孔道豎向偏差控制方面

預應力鋼筋和管道壁的摩擦、鋼筋和臺座溫差等，均能造成預應力的損失。因而，在預應力混凝土受彎構件設計時，應根據外荷載和承載的具體情況，計算出張拉控制應力，作為預應力損失估算的依據。但受施工規范行為的影響，是預應力損失估算過程中，往往與實際情況不一致，從而對預應力管道的安裝質量產生不利影響。對此，應嚴格控制預應力材料和預應力施工程序質量，并規范施工組織，同時控制好橋梁梁體的混凝土齡期，防止過早張拉現象的出現。或者以減少混凝土收縮和徐變的方式，達到減少預應力損失的目的。[3]而在孔道豎向偏差的控制，應在編制施工計劃時，對曲線預應力筋坐標高度和波紋管鋼筋之間的關系進行具體分析。若兩者間相碰，則須重新調整鋼筋的規格和排列方式，而不需要考慮波紋管坐標高度。這種方法對橋梁跨中的曲線孔道豎向偏差同樣適用，但須注意的是，處理橋梁跨中的曲線孔道豎向偏差，須避免波紋管。同時，應詳細繪制預應力筋曲線坐標圖、跨中鋼筋預應力孔道排列詳圖等，為施工監理提供科學依據。此外，以鋼筋支托定位的方法，在箍筋上將金屬小波紋管焊接上，其距離應控制在1m左右，混凝土澆筑完成后，波紋管的位置應保持不變。

2.3 預應力張拉控制方面

預應力張拉前，應確保預應力的構件尺寸符合質量標準，并根據混凝土構件的強度和設計要求張拉力筋，混凝土構件的強度應控制在75%以上。通過壓水法、壓氣法、通孔氣法等，將強度為15MPa以上的砂漿接縫塊體拼裝構件，并預留出孔道。將預埋板和錨具的焊渣和混凝土殘渣清除干凈，為預應力張拉質量提供保障。做好預應力張拉前的質量控制后，應根據編號的排序和相關應力控制標準進行張拉。[4]張拉工序包括：（1）以分段的形式進行張拉，并使腹板和底板兩端形成對稱關系，逐漸減少鋼絞絲的松弛狀態，將錨具、千斤頂、孔道軸線控制在同一直線上。（2）對鋼絞線初始應力的設計值進行控制，要在鋼絞線上做好標記，以便對鋼絞線穩定性和伸長量進行檢查。若伸長量與設計值存在較大偏差，則應中止張拉，找出偏差存在的原因，并進行糾正。伸長量達到標準之后，要封閉錨具和解除千斤頂。（3）孔道壓漿，并連續壓漿集中的孔道，如果壓漿被迫中斷，則應用壓力水將壓漿孔道沖洗干凈，再繼續壓漿。

3 結束語

除此上述措施之外，市政橋梁預應力施工過程中，還應采取必要的安全保障措施，確保預應力施工質量和安全。尤其需要注意的是，要全面提高施工人員的安全意識，將安全管理貫穿于橋梁工程預應力施工全過程，堅決杜絕違章操作行為的發生，從源頭上控制施工安全事故的發生。總而言之，預應力施工技術不僅能夠提高市政橋梁整體質量，確保橋梁結構的使用壽命，而且能夠降低施工成本，實現施工效益的最大化，具有十分重要的應用價值。

參考文獻

[1]郭正興，羅斌.大跨空間鋼結構預應力施工技術研究與應用-大跨空間鋼結構預應力技術發展與應用綜述[J].施工技術，2011，40（9）：101-108.

[2]吳正華，王韶輝.鋼筋混凝土建筑框架結構施工質量控制-以后張法預應力施工技術為例[J].中國科技博覽，2010（32）：443-444.

[3]張國敏.預應力施工技術在現代商業建筑中的應用-以廈門國際銀行大廈為例[J].科技視界，2012（25）：256-257+81.

[4]王同元.重載鐵路后張法預應力混凝土簡支T梁預制的預應力施工技術[J].科技與生活，2012（3）：128-129.