公路桥梁施工中预应力技术施工工艺与质量控制探析.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2024 年 01 月 25 日 作者简介：武光明（1985），男，河南洛阳人，研究方向为道路桥梁。-104-公路桥梁施工中预应力技术施工工艺与质量控制探析 武光明 洛阳市路联筑路工程有限公司，河南 洛阳 471000 摘要：摘要：公路桥梁质量和性能关系到社会文明和谐和经济建设，要想提升公路桥梁质量，就必须从项目整体设计和施工环境方面考虑，把握预应力施工技术的特点，对其进行有效运用，保证公路桥梁施工质量。预应力技术作为公路桥梁施工的主要技术，对提高工程质量起着至关重要的作用。实际使用过程中因受外界因素的影响，预张拉设备并不能正常运行，因此需要加强相关问题及流程分析，然后采取有效措施控制预应力技术以确保其施工质量。文章将对预应力施工技术运用优势，施工工艺运用，质量控制措施等方面进行论述。关键词：关键词：公路桥梁施工；预应力技术；施工工艺；质量控制 中图分类号：中图分类号：U445 1 公路桥梁施工中预应力技术应用的优势 预应力技术是20世纪中期首先应用在建筑和施工领域，但由于路桥工程的发展，对工程技术的要求越来越高，因此在混凝土中应用的主要是在混凝土中施加预应力，并能有效地抑制由外界引起的荷载。简而言之，就是利用混凝土本身的强大抗压性能，弥补抗弯曲强度的缺陷，从而达到了改善混凝土品质的目的。预应力技术的突出特征在于：在应力的作用下，它的提前性”。在实际应用中，建筑工人需要事先对结构或构件上施加一些应力，从而消除可能对工程质量造成不良影响的应力。通过采用预加应力技术抵消不利应力，消除对结构的稳定性的负面影响，进而实现了对结构整体的机械性能和结构的可靠性的目的。在桥梁结构中，裂缝是影响结构稳定的一个关键因素，采用预应力技术可以有效地改善结构的抗渗和抗裂性能。1.1 稳定性 公路桥梁建设过程非常复杂，涉及多个构件，各构件间的稳定与否直接决定了工程质量并与建设稳定性密切相关。并且利用预应力技术能够提高构件间张力，从而确保构件间有效衔接，降低结构间由于混凝土裂缝所带来的有关问题。所以，预应力技术能够有效地增强构件的稳定性，特别是对于大跨度公路桥梁建设来说，效果更加凸显，展现出了较好的预应力供应能力。1.2 安全性 公路桥梁在建设的时候就呈现出了一些特殊性，产生的安全问题也都是比较严重的，这些问题会给经济带来严重损失，而且维修难度也是非常大的。所以，在施工中既要使用传统的施工技术又要融合其他先进施工技术来确保公路桥梁不埋安全隐患，预应力技术在其中起到了显著的效果。1.3 低重量 预应力技术在施工中所使用的材料都属于新型先进材料，且质量高、要求高。传统的施工材料难以满足该技术的基本需求。其对混凝土的黏度有特殊要求，对钢筋强度的要求也较高。确保建筑材料满足要求是预应力施工的关键，也是前提1。选用高质量的材料从根本上提升了工程质量，且从整体上来看，有效减少了整体重量，但从经济上分析，在一定程度上会增加技术投入，因此，在工程期间应通过避免浪费的方式来减少成本投入。2 公路桥梁施工中预应力技术施工工艺的应用 2.1 多跨连续梁 正负弯矩区作为多跨连续梁建设中最为关键的一环，在实际建设中，一般会利用预应力技术来增强其抗压能力从而保证结构的整体稳定，特别是对预应力混凝土多跨连续梁桥的建设显得更为重要。在工程施工时，要结合桥梁的实际力学特征，有针对性地进行处置。对于受力比较大的地方，可以采取对钢筋进行轻微弯曲等措施来增强钢筋承载能力。如果桥梁结构出现联轴器的情况，则要在首跨混凝土建成后进行科中国科技期刊数据库 工业 A-105-学的调整，以保证预应力满足规范的要求，同时启动第二跨的浇筑操作。同时通过联轴器可以完成钢筋的连接，在第二跨混凝土的质量达到要求时，进行后续的浇筑操作，有效地保证了各个环节的施工质量。2.2 混凝土路面应用 混凝土路面在外力及外部环境的作用下易发生改变，车辆负载的增加及环境温度的改变均会使混凝土路面发生形变。但在公路桥梁建设过程中适当采用预应力技术可以降低混凝土构件本身产生的拉应力并最大程度保留其抗压属性。例如在混凝土路面中增加纵向预应力就可以避免路面横向裂缝的出现；同理在混凝土路面中增加横向预应力也可以避免路面纵向裂缝的出现。在进行具体的施工作业时，施工人员要对混凝土配比进行准确把控，并且在施工的全过程都要保持比例一致，从而能够将预应力技术应用于混凝土路面的优势进行最大化利用。2.3 受弯构件 公路桥梁的跨度大、连续性强，投入使用的公路桥梁长期在行驶车辆荷载的压力下，混凝土结构变形增加乃至构件断裂失效，导致公路桥梁在长期外部载荷下出现变形、裂缝等问题，影响公路桥梁的使用寿命与通行安全。考虑到长期高强度的载荷压力会导致应力集中，影响公路桥梁混凝土结构的应力平衡，从而影响结构的稳定性，通常会采用预应力技术对公路桥梁的受弯构件进行加固。公路桥梁混凝土结构本身存在压应变与拉应变，即公路桥梁的受弯构件存在初始内力，利用强度较高的钢束对受弯构件进行预应力加固，可提高受弯构件的承载力，并且提升混凝土结构的稳定性。2.4 压浆工艺 在开展公路桥梁构件预应力施工中，需通过局部粘结稳固主体结构双侧锚索横梁。黏结程度及级别均需依据施工设计方案确定，通常需提高压浆密实度并以此为基础，黏结段黏结力需依据施工设计予以调整以保证满足张力要求并最终达到锚固施工的需要。压浆施工作为公路桥梁工程项目中的重、难点过程，其具体作业中需遵循如下过程：首先建立模型，然后再按特定配比开展模型试验，试验成功后方可正式开始施工，压浆施工工序需经过上一环节张拉施工工序 1天才能完成，压浆机需手动作业，按照作业的要求，保证压浆的均匀，稳定和压力的合格，最终改善公路桥梁的建设2。2.5 空心板运用 预应力混凝土空心板结构是公路桥梁领域中常见的一种跨径范围 3035m 的结构形式，因为预应力混凝土空心板结构在该跨径范围内承载性能良好，经济效益良好。在该跨径下，空心板可采用预应力技术加强承载能力，而空心结构轻量化特性还可降低自重并改善整体性能。另外，3035m 跨度范围满足公路桥梁实际需要与约束。但随着预应力技术与材料的深入发展，预应力混凝土空心板结构跨度逐步加大。当前已有部分工程对较大跨径预应力混凝土空心板结构进行实践，以期适应较大跨径桥梁的需要。随着科技的发展与研究的不断深入，预应力混凝土空心板结构跨度有望不断增大。3 公路桥梁施工中预应力技术施工的质量控制策略 3.1 施工监测流程质量控制 在公路桥梁建设中，预应力技术施工监控过程及质量控制措施对保证预应力混凝土桥梁建设质量至关重要。现将施工监测流程及质量控制措施介绍如下。施工监测过程：施工前要对预应力施工方案进行设计与计算，以确定预应力筋束种类，数量以及布置方案。施工期预应力筋束张拉工艺需监控。对张拉力施加及锚固情况进行监控，以保证精确施加预应力。该桥建成后对预应力混凝土的构造进行了长时间的监测。包括预应力损失，混凝土变形，裂缝等监测以评价桥梁结构稳定可靠。质量控制措施：保证施工人员精通预应力施工技术及操作规程，以免在施工过程中出现操作失误。还应检测预应力筋束，锚具和灌浆材料的质量，以保证采用满足规范规定的材料。定期校验、检测预应力施工所用设备，确保设备准确稳定。预应力筋束张拉时严格控制预应力大小及变化情况，以免因张拉过大或者张拉不充分而出现问题。对施工过程的各种数据及资料进行及时的记录，便于进行后续的分析与评价。强化现场施工管理以保证施工期间的安全与质量。3.2 桥梁主梁应力质量控制 公路桥梁建设中预应力技术的施工对于主梁应力中国科技期刊数据库 工业 A-106-质量控制至关重要，直接关系着桥梁承载能力及结构安全可靠性。下面介绍预应力技术在施工过程中控制主梁应力质量的主要方法：控制预应力筋束的质量，包括筋束材料质量，筋束直径，筋束张拉长度以及预应力锚固长度。保证筋束质量满足规范要求，从而确保在施工过程中精确施加预应力。预应力筋束张拉时，应严格控制张拉速度及张拉力大小，以免因张拉过大或过小而造成预应力损失或过大。记录并监控预应力筋束张拉过程，包括张拉力，变化过程及锚固状态。这些信息将作为随后质量评估的重要依据。主梁施工期现场监测包括主梁应力与变形监测。通过实时监测及时发现存在的问题并采取相应的措施进行应对。除预应力筋束外还需控制主梁钢筋混凝土质量。保证混凝土配合比，强度等满足设计要求，从而确保主梁整体性能。施工人员需通过专业的培训，对预应力技术的施工操作规程进行熟练地掌握，提升施工的质量与安全。对预应力施工中所用张拉设备及监测仪器定期进行校验与测试，确保设备准确稳定。对施工现场环境条件进行把控，保证预应力施工稳定可靠。通过以上质量控制措施能够有效保障公路桥梁主梁应力精确施加与稳定，确保预应力混凝土桥梁结构安全可靠。3.3 混凝土浇筑及养护 通常在桥梁施工中都是选用连续箱梁的施工方法，这时做连续箱梁就需要选用质量比较高的混凝土。同时，混凝土浇筑作业需经过 2 次，先浇筑底板与腹板，然后在该作业结束之后将顶板与翼板连接，连接完了就浇筑混凝土，这个工作要绑扎完了才能做。混凝土运输需采用汽车输送泵作业，利用汽车输送泵来加快施工速度并将混凝土高效地输送到模内以适应浇筑需求，后期为确保质量需采用振捣作业，这一工艺需确保速度，振捣快能使各种气泡喷出，同时也能降低混凝土表面气泡产生量，但施工时需注意振捣操作时波纹管受影响状况4。为确保施工质量，施工时还要布置清孔器，这类设施要求适时施工、两侧箱梁拉出、混凝土施工结束 2 小时之内均可选装清孔器，这种设置安装主要是降低波纹管发生卡死情况。底板混凝土施工也需按照分层次的方式进行浇筑操作，此项工作需要在第一次浇筑工作凝结后，采取下一层混凝土浇筑操作，每层作业均需用振捣棒振捣作业，以适应混凝土施工的需要。混凝土初凝时，要用麻袋把混凝土盖好，然后把水洒到上面，这项工作属于后期维护工作，但整个维护工作约需半月。3.4 桥梁工程的受弯组织分析运用 为了进一步提高桥梁工程项目稳定性与安全性，就必须切实提高桥梁工程受弯组织施工完整性。当前许多桥梁工程内包含了许多受弯构件，对于确保桥梁工程高稳定性具有重要意义。若受弯构件不够完善，就不能保证构件的高承载力而危及构件的安全。从整体上看，预应力技术具有稳定性强、安全性高等特点，若在受弯构件中采用这一技术，则会使得构件的结构更完善，进而提升构件的安全性能与承载能力。目前一些施工单位已经开始尝试在受弯构件上使用预应力技术，希望借此能够有效地提高构件的承载能力。尽管现在所使用的受弯构件材料都是比较优良的，但若不对受弯构件参数进行严格的控制，却可能使受弯构件承载力下降和弱化，严重时还可能造成构件破坏。针对这种情况，实际工程项目施工中必须对受弯构件进行严格把控，保证受弯构件处于规范范围之内。与此同时，受弯构件安装时必须保证其初张力以避免承重构件内部损伤，从而进一步提高预应力工程的建设质量与水平。3.5 管道移位、堵塞及坍塌控制 管道移位、堵塞及坍塌是预应力技术在实际应用中比较多见的情况，其对施工质量的影响不容小觑。就钢波纹管成孔而言，移位问题多与预应力管道的不合理安装及固定有关。堵塞问题一般有多个原因。振捣作业所用工具型号过大，使用期间易使波纹管变形或破裂，以致混凝土浆渗入孔道而堵塞；施工设计阶段未能全面考虑与建设有关的因素，孔道附近密集布设的钢筋增加了混凝土浇筑的难度，且相关施工者未能依据实际状况及时改变混凝土的调配比例5；建筑单位应在最初设计阶段综合考虑各方面建设因素，并在选材环节全面落实质量及规格把控，同时加强施工监管，为管道成孔的顺利推进保驾护航。就橡胶抽拔管成孔而言，管道塌陷、孔道变形等状况的出现，同橡胶管质量和拔管时间密切相关。应严控胶管质量，绝对参照设计图纸进行管道安装，并在拔管前对管道线形和总体稳定性进行严密检查，抽拔时控制好力度和速度，并在胶管顺利抽出后及时清理浮浆。4 小结 中国科技期刊数据库 工业 A-107-预应力技术在公路桥梁的建设中发挥着极大的作用，不仅是施工正常进行的前提，同时在公路桥梁寿命延长、结构承载力增强、工程质量等方面也发挥着极大保障作用，可以最大限度地维护整个工程安全性。通过使用预应力施工技术，可提高公路桥梁结构的稳定性，避免或减少裂缝的发生概率。结合预应力技术要点，制定合理的施工方案，提高预应力施工技术的整体水平，助力公路桥梁施工的全面发展。参考文献 1韩广辉.公路桥梁预应力施工技术及质量控制分析J.运输经理世界,2023,(27):76-78.2吴松.公路桥梁施工中预应力技术施工工艺与质量控制分析J.运输经理世界,2023,(26):89-91.3王子云.公路桥梁施工中预应力技术及质量控制措施研究J.交通世界,2022,(Z1):87-88.4于兴利.公路桥梁工程中预应力技术的应用及施工质量控制研究J.工程技术研究,2023,8(05):137-139.5李玉梅.预应力技术在公路桥梁施工中的应用及质量控制研究J.运输经理世界,2021,(19):124-126.