公路橋梁工程建設(shè)預(yù)應(yīng)力處理技術(shù)

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摘要：預(yù)應(yīng)力處理技術(shù)在市政公路橋梁建設(shè)領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢逐步顯現(xiàn)，通過該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用有利于提高橋梁結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，兼顧橋梁整體與細(xì)部的關(guān)系，保證橋梁具有較高的通行服務(wù)水平。文章以三門峽崤函大道工程為依托，重點(diǎn)對(duì)其預(yù)應(yīng)力處理技術(shù)展開探討，闡述其基本原理和施工期間的技術(shù)要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：市政工程；公路施工；預(yù)應(yīng)力技術(shù)

1工程概況

項(xiàng)目位于三門峽市，下穿隴海鐵路，建設(shè)有重丘一號(hào)、重丘二號(hào)隧道、特大橋等，項(xiàng)目沿線地形以山地、丘陵、黃土塬為主。全線總長11.961km，定位為城市主干路，設(shè)計(jì)速度50km/h，雙向六車道，呈東西走向。

2預(yù)應(yīng)力處理技術(shù)概述

2.1基本原理

預(yù)應(yīng)力處理技術(shù)是優(yōu)化結(jié)構(gòu)受力條件、提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的重要技術(shù)形式，在現(xiàn)階段的混凝土結(jié)構(gòu)施工中普遍應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)，可保證結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，以免出現(xiàn)裂縫等問題。在公路橋梁工程建設(shè)領(lǐng)域，須在正式使用前施加壓力，通過此方式優(yōu)化橋梁的微觀結(jié)構(gòu)，改善結(jié)構(gòu)的狀態(tài)，使其可有效承受壓力，以免在運(yùn)營階段發(fā)生結(jié)構(gòu)、全橋失穩(wěn)等問題[1]。實(shí)踐表明，在公路橋梁施工領(lǐng)域應(yīng)用預(yù)應(yīng)力處理技術(shù)后，可達(dá)到保質(zhì)量、增效益的效果。

2.2實(shí)際應(yīng)用

合理應(yīng)用預(yù)應(yīng)力處理技術(shù)后，有利于發(fā)揮技術(shù)的驅(qū)動(dòng)作用，充分調(diào)度各項(xiàng)生產(chǎn)資源，在安全的環(huán)境下高效完成公路橋梁的建設(shè)工作。為了加深對(duì)預(yù)應(yīng)力處理技術(shù)的認(rèn)識(shí)，需要梳理其技術(shù)要點(diǎn)，依據(jù)規(guī)范有序操作，建造高品質(zhì)的市政橋梁工程。根據(jù)市政公路橋梁工程的特點(diǎn)，在應(yīng)用預(yù)應(yīng)力處理技術(shù)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)做好路面和橋梁結(jié)構(gòu)兩部分的建設(shè)工作。（1）路面施工。混凝土是工程建設(shè)領(lǐng)域的關(guān)鍵材料，其具備較高的抗壓能力，造價(jià)相對(duì)較低，因此，成為大部分工程項(xiàng)目中的首選材料。在市政公路橋梁工程中，路面和橋面的施工以混凝土灌注的方式居多，在施工過程中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力處理技術(shù)后，可提高路面的受彎和受拉性能。例如，在混凝土施工期間摻入適量的鋼筋，發(fā)揮該類材料的抗拉作用，可保證結(jié)構(gòu)的完整性，以免出現(xiàn)不規(guī)則的裂縫。（2）橋梁結(jié)構(gòu)施工。橋梁的建設(shè)環(huán)境較為復(fù)雜，保證橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性較為重要。在應(yīng)用預(yù)應(yīng)力處理技術(shù)后，可以將預(yù)應(yīng)力施加至特定的加固構(gòu)件處，使結(jié)構(gòu)受到的拉應(yīng)力、壓應(yīng)力均穩(wěn)定在相對(duì)較低的狀態(tài)，確保構(gòu)件在抗變形和承受荷載能力方面均具有較好的應(yīng)用效果。大量市政公路橋梁工程實(shí)例表明，預(yù)應(yīng)力處理技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢顯著，以合理的方式將相關(guān)作業(yè)落實(shí)到位后，可提高橋梁的穩(wěn)定性，以滿足車輛通行的穩(wěn)定性和安全性需求。預(yù)應(yīng)力加固處理如圖1所示。項(xiàng)目中起訖樁號(hào)為K0+00~K5+000，長5km，沿線建設(shè)有1座1259m的蒼龍澗特大橋。下部為樁柱式結(jié)構(gòu)，包含方墩、圓柱墩、等截面及變截面高墩，樁基總量242根，變截面空心薄壁墩總量20座，裝配式預(yù)應(yīng)力T梁共250片。

3預(yù)應(yīng)力處理技術(shù)在公路橋梁施工中的具體應(yīng)用分析

隨著公路橋梁建設(shè)事業(yè)的持續(xù)發(fā)展，預(yù)應(yīng)力處理技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，其對(duì)鋼筋、混凝土等材料的質(zhì)量均提出較高的要求，形成受力良好、穩(wěn)定可靠的預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，豐富公路橋梁工程的功能，滿足安全性、穩(wěn)定性、耐久性、舒適性等多層面的要求。預(yù)應(yīng)力處理技術(shù)具有系統(tǒng)性，將其應(yīng)用于公路橋梁工程時(shí)應(yīng)嚴(yán)格把控技術(shù)要點(diǎn)，根據(jù)各結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)合理應(yīng)用技術(shù)，切實(shí)發(fā)揮技術(shù)的驅(qū)動(dòng)性作用。

3.1在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

市政公路橋梁施工中，裂縫是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中較為普遍的質(zhì)量問題，會(huì)影響結(jié)構(gòu)的美觀、破壞橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，導(dǎo)致其存在較大的失穩(wěn)概率。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的施工中，以合理的方式應(yīng)用預(yù)應(yīng)力處理技術(shù)，可以有效改善鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，使其具有足夠的抗拉強(qiáng)度，維持結(jié)構(gòu)的完整性，降低裂縫的發(fā)生概率，縮小其不良影響范圍。

3.2在混凝土承重構(gòu)件中的應(yīng)用

承重構(gòu)件是公路橋梁工程中較為關(guān)鍵的部分，其有利于提高混凝土橫縱荷載承載力，但其難以承受大量的側(cè)面荷載，易處于失衡的狀態(tài)，加大了變形和裂縫的發(fā)生概率，隨時(shí)間延長，會(huì)影響橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在應(yīng)用預(yù)應(yīng)力處理技術(shù)后可提高構(gòu)件的剛度和強(qiáng)度，保證混凝土結(jié)構(gòu)具有較高的承載力，在運(yùn)營階段維持穩(wěn)定，可以降低裂縫及變形等質(zhì)量問題的發(fā)生概率，充分發(fā)揮混凝土結(jié)構(gòu)的工程性能優(yōu)勢。

3.3在橋梁結(jié)構(gòu)加固中的應(yīng)用

依托預(yù)應(yīng)力處理技術(shù)可達(dá)到加固公路橋梁的效果，該項(xiàng)技術(shù)的覆蓋具有全面性，保證了各構(gòu)件的結(jié)構(gòu)性能，共同組成可靠的橋梁結(jié)構(gòu)體系，提高公路橋梁的耐久性。在公路橋梁施工階段，以合理的方式應(yīng)用預(yù)應(yīng)力處理技術(shù)后，可改善結(jié)構(gòu)的受力條件，增強(qiáng)其承載能力，保證其具有穩(wěn)定性。

3.4在混凝土承彎構(gòu)件中的應(yīng)用

承彎構(gòu)件在公路橋梁結(jié)構(gòu)體系中占據(jù)較大的比重，在確?；炷恋膹?qiáng)度等指標(biāo)滿足要求后，成型的混凝土結(jié)構(gòu)普遍可承受橫縱荷載，但難以承受側(cè)面荷載，會(huì)加大裂縫、變形等質(zhì)量問題的發(fā)生概率。在公路橋梁運(yùn)營階段，若結(jié)構(gòu)側(cè)面受壓力過大，內(nèi)部結(jié)構(gòu)的完整性易受到影響，會(huì)出現(xiàn)變形、裂縫等質(zhì)量問題。預(yù)應(yīng)力處理技術(shù)提高了結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，相較正常施工狀態(tài)，混凝土結(jié)構(gòu)承受側(cè)面荷載的能力也有所提升，構(gòu)件更易于維持穩(wěn)定，無明顯的裂縫、變形等質(zhì)量問題。

4對(duì)預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量造成影響的主要因素

4.1材料方面

市政公路橋梁建設(shè)領(lǐng)域，應(yīng)保證原材料的質(zhì)量，滿足其在強(qiáng)度、剛度等方面的要求，否則無法發(fā)揮預(yù)應(yīng)力處理技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，增加質(zhì)量隱患，可能會(huì)由于一處或多處出現(xiàn)質(zhì)量問題，影響市政公路橋梁的正常使用，阻礙城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)程。應(yīng)以施工需求為導(dǎo)向合理選擇質(zhì)量達(dá)標(biāo)的材料，與優(yōu)質(zhì)的供應(yīng)商合作，加強(qiáng)進(jìn)場時(shí)的質(zhì)量檢驗(yàn)及進(jìn)場后的日常保管。

4.2預(yù)應(yīng)力筋的定位

預(yù)應(yīng)力筋的使用應(yīng)同時(shí)考慮數(shù)量、位置、形態(tài)（表面具有順直、完整的特點(diǎn)）等多個(gè)層面的要求。在張拉端施工過程中應(yīng)調(diào)整預(yù)應(yīng)力筋的形態(tài)，使其與錨板呈垂直的空間關(guān)系；承壓板應(yīng)具有穩(wěn)定性，以免在混凝土澆筑施工的擾動(dòng)性作用下發(fā)生偏位現(xiàn)象。預(yù)應(yīng)力筋所處位置存在施工洞時(shí)，可在與洞口邊相距30mm的位置布設(shè)預(yù)應(yīng)力筋。全面做好預(yù)應(yīng)力筋的安裝作業(yè)，有利于預(yù)應(yīng)力技術(shù)的合理應(yīng)用，取得更好的施工效果。預(yù)應(yīng)力處理技術(shù)應(yīng)用過程中，鋼絞線的穿束為關(guān)鍵控制環(huán)節(jié)，對(duì)工程整體質(zhì)量的影響較為顯著。在鋼絞線穿束施工過程中，應(yīng)根據(jù)需求選擇合適型號(hào)的鋼絞線，施工前后均應(yīng)對(duì)鋼絞線做全面檢查，受損的鋼絞線不可投入使用，施工后若存在鋼絞線受損的情況應(yīng)及時(shí)采取修復(fù)措施。例如，可通過低溫試驗(yàn)分析鋼絞線在特殊環(huán)境下的使用情況，確保其可在不同的條件下均可維持穩(wěn)定。預(yù)應(yīng)力處理技術(shù)中的張拉力構(gòu)件如圖2所示。

4.3施工控制

（1）結(jié)構(gòu)參數(shù)的控制。以質(zhì)量要求和現(xiàn)場作業(yè)條件為標(biāo)準(zhǔn)合理優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)，保證其具有合理性，以便在此基礎(chǔ)上制定施工方案，作為正式施工的指導(dǎo)[2]。如做好應(yīng)力分析，使應(yīng)力分析具有理想的精度效果。為了保證力分析的結(jié)果準(zhǔn)確度，技術(shù)人員應(yīng)明確橋梁工程的具體建設(shè)目標(biāo)，以便圍繞應(yīng)力情況的各個(gè)方面展開分析，掌握相應(yīng)的施工對(duì)象，為預(yù)應(yīng)力施工提供技術(shù)參考。在預(yù)應(yīng)力大小的分析和處理中，掌握預(yù)測工作，準(zhǔn)確預(yù)測橋梁工程可承受的外部載荷，設(shè)定預(yù)應(yīng)力，使其具有較好的抵消效果，提高橋梁工程的耐久性。（2）施工工藝的選擇與優(yōu)化。預(yù)應(yīng)力處理技術(shù)應(yīng)用過程中，選用的施工工藝須與實(shí)際條件相適應(yīng)，確保各項(xiàng)作業(yè)可高效落實(shí)，提高施工的秩序性。（3）加強(qiáng)施工監(jiān)測。在施工期間應(yīng)由專員做好質(zhì)量檢查，及時(shí)掌握施工的具體質(zhì)量情況，若存在異常狀況應(yīng)及時(shí)查明成因，采取針對(duì)性的處理措施；對(duì)施工期間產(chǎn)生的各項(xiàng)數(shù)據(jù)均應(yīng)完整記錄，作為后續(xù)質(zhì)量分析的依據(jù)。

5結(jié)語

市政公路橋梁建設(shè)規(guī)模隨城市的發(fā)展日益擴(kuò)大，社會(huì)各界對(duì)其建設(shè)、運(yùn)營的品質(zhì)提出更高的要求。在市政公路橋梁建設(shè)領(lǐng)域通常采用預(yù)應(yīng)力處理技術(shù)，其能夠解決傳統(tǒng)方式下混凝土結(jié)構(gòu)承載力不足、裂縫發(fā)生概率高等問題。預(yù)應(yīng)力處理技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)較多，應(yīng)從選材、張拉、防護(hù)、質(zhì)量檢驗(yàn)及控制等方面切入，嚴(yán)格把控技術(shù)要點(diǎn)，充分發(fā)揮預(yù)應(yīng)力處理技術(shù)在橋梁建設(shè)領(lǐng)域的作用。施工人員應(yīng)遵循因地制宜的原則，適時(shí)優(yōu)化預(yù)應(yīng)力處理技術(shù)，提高其適應(yīng)性。

參考文獻(xiàn)

[1]顧軒.公路橋梁工程施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用研究[J].建筑技術(shù)開發(fā)，2020（17）：45-47.

[2]閆海.路橋工程建設(shè)中的預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2020（1）：221-222，225.

作者：王旭忠 單位：中交一公局第七工程有限公司