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市政道路桥梁施工中预应力技术的应用沈永江

发表时间：2020/8/19 来源：《基层建设》2020年第10期作者：沈永江

[导读] 摘要：在我国社会经济不断发展的背景下，市政道路桥梁的施工规模越来越大，而交通行业的发展也给市政道路桥梁工程施工质量提出了更高的要求，为了保障市政道路桥梁施工质量，需要积极应用各类现代化施工技术，提升道路桥梁施工的合理性与科学性。

        绍兴市公用工程建设有限公司
        摘要：在我国社会经济不断发展的背景下，市政道路桥梁的施工规模越来越大，而交通行业的发展也给市政道路桥梁工程施工质量提出了更高的要求，为了保障市政道路桥梁施工质量，需要积极应用各类现代化施工技术，提升道路桥梁施工的合理性与科学性。预应力技术因具有抗裂性能与抗渗性能以及刚度和强度方面的优越性，得到了越来越广泛的应用，奠定了其在道路桥梁建设中的重要地位。本文就市政道路桥梁施工中预应力技术的应用及质量控制措施进行探讨。
        关键词：市政工程；道路桥梁；预应力技术；应用
        1预应力施工技术概述
        预应力是指在桥梁施工中的构件受到荷载之前，在构件上施加一个与荷载力方向相反的力。站在力学角度上分析，通过作用一个相反方向力，可以进一步消除荷载力给构件带来的压力，以提高构件的抗压、抗裂能力，还能延长构件使用寿命。另外，在一些桥梁施工中的关键部位上，应用预应力可以增加构件强度和刚度，改善施工过程中的弹性形变等。从经济学的角度分析，预应力在施工建筑中应用还能节约钢材、混凝土等一些建筑材料，能在一定程度上减轻道路桥梁本身重量，从而降低成本，节省资金。在我国道路桥梁建设和未来桥梁的使用中，预应力在较大程度上提高了道路桥梁的使用寿命。
        2市政道路桥梁施工中预应力技术的应用
        2.1多跨连续桥梁中预应力技术的应用
        大型桥梁结构复杂，对于多跨桥梁，其桥梁结构承受不同弯矩作用，对于跨中部分，桥梁受到正弯矩作用，即桥梁的下部受拉；而对于支座部分，其上侧部位受拉，承受负弯矩作用。一般混凝土结构的受剪能力和抗拉性能都比较差，因此，对于这种多跨桥梁的施工过程中，可以采用预应力技术来对混凝土进行加固处理，使得其跨中部位和支座部位的抗拉性能和受剪能力增强，这样桥梁结构便会更加稳定。
        2.2桥梁弯曲部位的构件中预应力技术的应用
        在道路桥梁结构中，弯曲部位最容易出现裂缝或者断裂的情况。为了有效解决这个问题，可以将预应力技术应用于该弯曲部位的构件之中。在通常情况下，可以将桥梁弯曲部位的构件简称为受弯构件。受弯构件之所以容易出现各种质量问题，使该构件经常承受巨大的应力，而这种应力往往超出构件所能承受的受力范围。在这种经常超载荷运行的情况下，构件极易发生变形。但是将预应力应用于受弯构件之中，即在将高强度的碳纤维整合到受弯构件之中后，由于碳纤维的强拉应力的作用，受弯构件的可承受应力大大增强，从而极大地降低了该构件被损坏的概率。
        2.3加固工程中预应力技术的应用
        为了防止道路桥梁在使用过程中因结构受损而影响正常使用的情况发生，应对道路桥梁进行加固处理。一般来说，对道路桥梁进行加固的方法有两种，分别是外部加固和改变构件预应力。外部加固则是指为构件外部增加撑杆或拉杆，为构件分担负载，使构件的负载得以减轻，进而对其进行加固；改变构件预应力主要是将构件预应力不断加大，从而使构件的强度和负载能力得以提高，但相对来说这种方法在实际施工中较为复杂、繁琐，因此，实际施工中通常都采用外部加固方法。
        2.4钢筋混凝土架构中预应力技术的应用
        在预应力混凝土结构设计期间，为得到科学合理且适合钢束布置分布图，要根据施工经验假定预应力钢束的实际分布图，全面分析论证各项因素，并对钢束的设置和布局进行调整。

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由于预应力在钢筋混凝土架构中可节约工程材料、增强结构的抗裂性和抗渗性、改善结构的耐久性、提高构件与结构的刚度，减小变形、提高结构的抗疲劳性和受压构件的稳定性等种种优势，使得它在各应用领域中的轴心受拉构件、受弯构件、偏心受拉构件、偏心受压构件及轴心受压构件上广泛采用，成为大中跨承载结构、大柱网大空间框架、多高层工业民用建筑、大跨空间结构、网格交叉大梁及析架、悬索结构、加固等高新技术之一。在预应力混凝土连续梁桥的施工过程中，要保证连续梁各个主要受力部位的应力控制在容许范围里，从而保证施工期间桥梁结构和人员的安全，并尽量达到设计资料所要求的设计状态。
        3市政道路桥梁预应力施工质量控制措施
        3.1预应力材料质量控制
        在选用预应力材料时，首先要根据设计的规定购买合适质量和类型的预应力材料，并要选择信誉度比较高的厂家购买；购买的预应力材料必须有相关的质检报告和合格证明，另外，购买回来的材料在进场时要分别对材料的强度、刚度以及严密性等各项性能进行复检，只有通过复检的材料才能入场。
        3.2预应力施工用水量控制
        在预应力施工过程中，水是重要的组成原料，但是每一个环节不能任意使用水量，必须要严格按照规定对预应力施工的用水量进行控制。例如在浆体的搅拌过程中，必须严格的按照设计规范和相关规定用水，另外，搅拌完成的浆体必须尽快使用完，防止浆体水分的蒸发而导致水分含量减少，影响道路桥梁工程的施工质量，例如在浆体的使用过程中经常回出现流动率下降的现象，这就是没有及时使用浆体的原因导致的。为了保证浆体管道的流畅性，在压浆前必须用水冲洗管道，不得留有任何杂物。
        3.3张拉过程控制
        （1）预应力筋的张拉，应采取多顶同步分级张拉工艺，使梁在施加预应力的过程中受力均匀、对称且同步。施加预应力后，各束受力均匀度高，不会发生像传统逐束张拉时，梁体受到偏心力矩发生弯曲扭转，施加预应力过程中对称、同步，受力均匀，不产生有害变形。（2）张拉施工时，各张拉机具应在保压持荷均达到稳定后同步放张。为排除混凝土的弹性压缩不均、预应力筋回缩及锚具变形不均等对张拉后有效预应力的影响而产生同断面有效预应力不均匀，采用设计规定的分级张拉程序，尽量消除各束预应力损失不均带来的有效预应力偏差。必要时可测出全断面的锚下有效预应力，求出张拉顺序影响系数，校正张拉应力，以消除先后张拉影响。（3）张拉过程中不允许出现断丝，若因为锚具或绞线质量不合格而出现断丝情况，必须更换锚具或绞线。预应力工程施工中，如果在疏束、编束、穿束时遵守严格的施工工艺进行施工，那么是能够保证各筋张拉后的受力均匀性的，只要坚持严谨的施工方法，均匀度完全可以达到要求，并且张拉中同一断面1%的断丝是完全可以避免的。如出现断丝情况，必须查明原因，杜绝因为锚具、钢绞线不合格而出现断丝情况。若因张拉力过大或同束索力不均匀度过大而导致断丝，必须更换，同时对所有束进行检测，必要时退锚，重新疏束。
        3.4做好检查与监管工作
        施工过程中，一定要及时检查预应力接口以及各种类型的孔道，尤其是在各种孔道的波纹管上要更加注重，从而避免由于波纹管松动而造成施工质量的下降。预应力材料的使用要进行严格的控制。比如施工材料中的泥浆水、水泥以及钢材等建筑材料，不仅要在使用上严格按照标准执行，而且还要明确规定施工人员要在施工过程中使用的材料量。通过这种方式，不仅保障了道路桥梁建设的质量，而且还在很大程度上减少了资源浪费的现象，从而提高了施工单位的经济效益。
        4结语
        综上所述，预应力技术在路桥工程施工过程中应用非常复杂，具有较高的技术性，施工过程中各个环节的施工工艺及其施工重点各不相同，需要全方位的对其进行有效的动态管理。同时在路桥施工过程中，还需要对预应力技术不断的创新，进一步提高路桥施工的技术水平，在确保路桥施工质量的同时，提高企业的市场竞争力。
        参考文献：
        [1]预应力技术在道路桥梁施工中的应用研究[J].张虎.中国新技术新产品.2019（23）
        [2]预应力施工技术及工程质量控制[J].赵青.智能城市.2020（10）