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中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术 117 关于道路桥梁工程预应力施工技术研究 刘 慧 江西省吉安市建筑安装工程总公司，江西 吉安 343000 摘要：摘要：道路桥梁工程施工中，处置构件变形、裂缝，提高工程质量问题一直备受工程技术、施工人员的重视，也是困扰道路桥梁工程施工技术的难点之一，预应力施工技术的应用使混凝土梁构件安装方便，减少了主拉应力，提升了工程施工的安全性、可靠性，以及混凝土构件的内应力承受力、承载力，保证了道路桥梁生命周期内的安全、稳定，促进了安全交通和社会和谐。关键词：关键词：道路桥梁；工程施工；预应力技术；分析研究 中图分类号：中图分类号：U415.6 0 引言 道路桥梁工程预应力施工技术的应用主要是在道路桥梁构件制作安装过程中，针对结构连接产生应力破坏构件安全稳定质量的实际，及早采取人工干预措施，添加一定的外力，以抵消道路桥梁构件使用中产生预应力，从而使道路桥梁的稳定性更加可靠。1 道路桥梁工程的预应力施工技术及突出作用 1.1 桥梁工程的预应力施工技术 桥梁工程预应力施工技术就是桥梁构件通过人工干预的方式，预先加入外力影响应变化的应力，增强桥体构件应对应力变化能力，保证构建的安全性、可靠性。如混凝土预制梁预应力张拉施工技术的应用，就是针对混凝土预制梁刚性强，抗拉能力相对欠缺条件，预制梁生产过程，通过增加植入钢束张拉，对混凝土预制梁植入一定的抗拉应力，当桥面增加较重的荷载时，拱形桥面对预制梁的压力促成桥身两端对预制梁的张拉力不断加大，导致预制梁下沉变形而形成裂缝，预应力张拉钢束的介入，提前预置了抗拉应力，使预制梁本身具有的向上拱起的预应力跟桥面荷载增加的压力相抵消，有效控制了桥体两端拉力的产生，保证预制梁不变性、不裂缝，促进了桥梁安全稳定地运行。其它应力施工技术的使用还有桥头工缝的设置；构件连接的变形处理以及抗弯构件的加固中碳纤维材料的应用等。1.2 桥梁工程预应力施工技术的突出作用 一是提升构件内应力的承受力。公路桥梁的构件绝大多数为混凝土构件，桥梁运行过程中，构件承受的动态荷载压力变化较大，如重型集装箱货车通过与小型客车通过，对桥面及梁体结构形成的动态荷载压力绝对不同，由于混凝土构件本身对内应力的承受力是有一定限度的，当外力施加超过了内力承受极限，混凝土构件就会开裂、破碎，导致垮塌；预应力施工技术的应用，使混凝土构件在制作安装时，植入了构建功能相应的应力，增强了构件对压力、拉力导致内应力变化的抗性，提升了构件内应力的承受力。如混凝土受弯构件加固中，植入碳纤维片，用碳纤维较高的强度对冲外力作用，提升构件内应力的承受力，减少应力变化导致构件变形开裂的现象发生。二是保障桥面的平整耐用。公路桥梁运行过程中，机械构件、混凝土构件的挤压变形、内应力作用，导致对桥面的有效支撑力不均衡，局部失控，因而桥面开裂、塌陷等坑槽问题等工程病害居高不下，桥梁工程预应力施工技术的应用使机械构件预先植入应力，减弱构件的振动与弹性变形，增强受拉模块弹性强度，使构造刚性良好，因而桥面的承载力和抗变形能力得到提升，控制了工程病害的发生。混凝土构件受内置应力的作用也能够抵御外力的影响，减少变形和裂缝，使构造结构的抗拉、抗压能力明显增强。2 道路桥梁工程预应力施工技术的应用 2.1 T 型预制梁预应力施工技术的应用 公路桥梁工程施工中，T 型简支梁是主要使用的构造部件，一般采用预制构件，进行组织安装。而 T 型简支梁预制生产中，综合考虑桥梁荷载引发的梁体应力变化导致的局部变形和开裂等工程病害的防止，运中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术 118 用预应力施工技术，满足了预制梁的工程质量。一是预制台座的施工。一般根据 T 型预制梁的规格标准，用混凝土浇筑与标准尺寸匹配的预制梁浇筑台座，施工前，计算好纵向二次抛物线形反拱度，其设计要求和基本原则就是保证简支梁的二期恒载施加前梁体的上拱度20mm，使桥梁施工完成不出现下挠；台座的上边缘用角钢包边，角钢规格 50mm5mm，主要功能作用是防止模板固定、绑扎钢筋及浇筑作业中台座边角地挤压受力破损。台座上铺设钢板，作为预制梁浇筑作业的底模板，其厚度规格：6mm；台座的两侧平整光滑，做好边面清洁；确保侧模板安装挤压严实，横平竖直；台座端头、两侧预留移动梁体钢丝绳槽和边模对拉孔，台座间距应大于翼缘板宽度的 3 倍，还要对龙门吊、台座、运量通道的间距有充分的考虑，防止施工过程空间受限；满足吊装模板作业、提梁和运量的操作安全需要；二是支座预埋件和钢筋骨架的固定安装。把按照设计标准要求，加工的粗、细、长、短不同数量的钢筋半成品，运到预制台座，现场绑扎成型，按工序操作。第一步清理底模板，均匀涂刷脱模剂；第二步安装支座板；第三步钢筋绑扎。先铺设底模板钢筋，再连接腹板钢筋和横隔板钢筋及面板钢筋；然后是翼缘湿接缝的环形钢筋和工缝、防撞护栏的预埋钢筋及梁端预留筋；用高强度砂浆垫块控制钢筋保护层厚度。分别布置在底模板和侧模板与钢筋笼的隔间，数量规格要求，最少 5 个/m，端头或拐角连接处的布置量密度适当增加。三是锚垫板预埋和预应力波纹管安装。预应力波纹管的规格型号应根据设计要求，选用合适的金属波纹管或者塑料波纹管，安装前，用智能全站仪测量确定好预应力波纹管的具体位置坐标，不得出现误差；放置完成后，进行固定，用井字筋做好管道的固定保护，保持预应力波纹管的顺平，间距一致；预应力波纹管端中心线垂直于锚垫板；锚垫板要与锚具配套，连接密实，固定在模板上，与边模对拉孔对齐；并按设计要求，设置锚下螺旋筋和加强筋，预应力波纹管插入锚垫板长度要小于喇叭口的长度，二者连接密封、平顺，防止混凝土浆渗入。四是安装侧模板。T 型简支梁的模板通常为定型钢质模板，其规格标准，还要方便边梁缘宽、梁长和翼板横坡的调整。边缘的最大尺寸根据边梁挡板调节线及半径弧度精确计算，分开设置侧模板和横隔板模板；钢筋笼绑扎好就拼装侧模板，从端头开始，依次拼装，梁长发生变化，直接调节增减横隔板、腹板截面，调节翼缘板下的调丝杆调节翼缘板横坡，通过改变腹板、翼缘板之间的夹角，实现需要的横坡坡度；拼装的侧模板用高强螺栓连接紧固，连接缝嵌入弹性固定式嵌缝条，控制模板漏浆、变形和开裂；模板顶部和底部每隔 60cm，横穿 1 根20mm的钢筋拉杆，对拉紧固；同时，模板支架安装钢质可调丝杆，支撑安装就位的侧模板，规格标准32mm；然后，统一临时固定，待纵横轴线测量校正模板水平，线锤矫正模板垂直，确定精确位置后，逐渐紧固；五是 T 型简支梁混凝土浇筑作业。混凝土在搅拌站搅拌混合充分，由罐车运往浇筑作业场地的简支梁台座附近，先泵送龙门吊混凝土罐，移至浇筑区域，先灌注马蹄部，其次灌注腹板部、最后灌注面板，灌注混凝土前，在波纹管上套穿塑料管，防止振捣破坏波纹管，造成漏浆或挤压变形，塑料管外露 2m；做好控制，就灌注混凝土，依次分层分段捣浇，从一端浇筑到另一端，再折回浇筑，距梁端 4m 处合拢；以侧震为主，利用高频振动棒进行附着式振捣，浇筑作业时，不时拉动套装塑料管，确保波纹管不受挤压；混凝土初凝就及时抽出套装波纹管的塑料管。同时，制备混凝土质量试块与简支梁同步养护，以此混凝土试块的结构质量作为预应力张拉各项试验参数的核定。六是拆除模板养护混凝土。混凝土凝固满足设计强度后，就拆除模板，进行自动喷水和覆盖养护；保持混凝土体处于潮湿环境，养护期为 2 周；七是预应力张拉作业，即预应力施工技术的应用。经测量和试验，结构、构件混凝土的强度、龄期达到预应力施工张拉作业的要求后，在预应力张拉作业使用的材料工件有 4 种，配套使用，即：预应力钢筋；夹具；锚具；锚垫板；张拉作业主要有智能张拉装置一站式完成，具体方法为两端对称同时张拉；张拉作业顺序有专门设计的按要求组织作业，没有专门设计要求的，要从底部开始，再到顶部张拉，平衡后张拉中间；具体操作步骤：第一步做好波纹管锚口处理；第二步穿钢绞线；预应力筋有钢绞线和钢筋编束，保证逐根理顺，松紧度等同，不打弯，不缠绕，穿入时由卷扬机一次性整体穿进，作业进行中，注意控制卷扬机的运行速度，严禁快速穿进用力太大损伤预留波纹管；第三步固定锚具；待中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术 119 预应力筋张拉稳定后把锚具锚固，并平齐夹片；第四步张拉千斤顶安装到位；先对千斤顶、仪表测控装置及配套设施的性能状况进行检测，达到作业标准要求后，再组织张拉作业。若设备张拉作业超过 300 次或者间隔时间超过半年，就要重新检定性能标准；第五步张拉作业。目前，张拉作业采用的智能张拉设备由系统主机、千斤顶、油压泵构成，张拉的控制指标就以预应力的大小为参考，校对指标则为张拉的伸长量，工作系统经传感器实时采集张拉作业千斤顶的拉力系数及仪表测控预应力筋的伸长长度，并上传系统主机，判断张拉力度的大小是否达到标准，随机自动校正伸长量的误差，保证不超过6mm；满足预应力和伸长量的同步管控；第六步锚固、切割钢绞线，撤出张拉设备。八是孔道压浆和封端养护；张拉完工，48h 内应及时进行孔道压浆，先清理孔口，用高压气泵喷枪吹净孔道杂质，用预应力智能压浆设备系统，进行压浆作业，压力为 0.6MPa 左右；最大压力不得超过 1MPa；压浆作业工序，从简支梁的底部开始，缓慢均匀注入压浆，充满为止，端口停留 35min，并保持一定压力；然后，封口。特别需要注意的是，禁止高温天气条件下作业，最高气温不得超过 35C。植入预应力筋的预制简支梁可运送到桥梁施工现场，拼装连接，架构桥梁，使预应力施工技术发挥相应的作用。2.2 桥面工程及伸缩缝预应力施工技术的应用 一是桥面工程预应力施工技术的应用。在大跨度桥梁建设中，桥面距离较大，受应力影响造成局部受压变形或者裂缝的工程病害概率很高，为了解决这个问题，防止工程病害的发生，预应力混凝土桥面板施工技术得以推广应用。如江风口闸公路桥扩建工程，设计跨度较大，标准为汽车荷载公路级，应用预应力混凝土桥面板施工技术后张法张拉桥面板结构，整个桥面由28块面板组成，包括8块边板，20块中板，规格标准：124cm80cm1376cm；每块板设置 4 个穿孔，边板各孔穿 3 束预应力钢绞线拉筋，中板各孔穿 4束预应力钢绞线拉筋；钢绞线要求高强度、低松弛型j15.24mm，Rby：1860MPa；分 5 道作业工序：即：安装波纹管；安装锚垫板；穿钢绞线预应力拉筋；预应力张拉作业；压浆封锚。通过人工干预的技术措施，桥面板结构内预先植入绷紧应力，使其承受巨大动态荷载碾压过程，产生的压力与植入的预应力对冲抵消，保持稳定，确保桥梁可靠安全。二是伸缩缝工程预应力施工技术的应用。桥面裂缝工程病害的发生，严重影响了交通安全，尤其是当裂缝80mm 后，采取填充、对接的修补处理，无济于事，就要把在施工过程中，根据设计，在易发裂缝的面段区域设置伸缩缝，就是把整体桥面板沿伸缩缝切开，内置有弹性的橡胶镶嵌物或者钢支撑，以对冲抵消外力对桥面结构施加的压力，确保桥面平整不裂缝。2.3 构件加固工程预应力施工技术的应用 对于部分桥梁构件强度不足，刚性欠缺，导致裂缝工程病害的情况，构件制作安装过程在构件内加入碳纤维板，内置预应力，增强构件的抗拉、抗压能力，确保构件在运行过程中不裂缝或者受挤压破碎。3 结束语 道路桥梁工程预应力施工技术在道路桥梁工程施工中应用较多，涉及工程施工的各个层面，桥梁预制梁工程施工、桥梁主体工程施工、桥梁桥面工程施工缝设置施工、桥面混凝土和桥梁主体连接构建工程的施工，均应用预应力施工技术。需要不断研究探讨，在创新中实现发展。参考文献 1郏云飞.市政道路桥梁工程的预应力施工技术分析J.居舍,2022(11):71-73.2肖飞.道路桥梁工程预应力张拉施工关键技术研究J.中国高新科技,2022(02):126-127.3马燕明.道路桥梁工程中预应力施工技术的应用研究J.运输经理世界,2022(03):127-129.4魏绪新.道路桥梁工程预应力施工技术研究J.工程建设与设计,2022(17):247-249.5李涛.预应力施工技术在公路桥梁工程中的应用J.安阳工学院学报,2022,21(04):91-93.6马燕明.道路桥梁工程中预应力施工技术的应用研究J.运输经理世界,2022(03):127-129.7王篷.桥梁工程中预应力施工技术分析J.江西建材,2021(11):205.8廖泽虎.预应力施工技术在道路桥梁施工中的应用J.智能城市,2021,7(08):161-162.