桥梁预应力混凝土施工技术质量控制

2022-08-05安瑞平

建材发展导向 2022年13期

安瑞平

（山西八建集团有限公司，山西太原 030027）

为了更好的保证施工企业灵活运用预应力混凝土施工技术的同时合理的规避桥梁施工过程中可能出现的问题，更好的进行质量控制，本文针对目前国内桥梁预应力混凝土施工现状及存在问题进行了浅要分析，探讨了影响施工质量的主要因素，分析了质量控制的必要性，并提出了极强预应力混凝土桥梁施工质量控制的主要措施，以期为未来基础设施建设的发展奠定一定理论基础。

1 预应力混凝土施工技术概述

当前阶段，我国桥梁工程对于预应力施工技术的应用通常是利用混凝土模块对桥梁的整体载荷情况进行及时调整，从而保证桥梁可以承受更大的载荷情况，其施工图如图1 所示，该技术的应用已经逐渐成为衡量工程质量的主要标准，随着我国交通需求的不断增大，良好的施工质量是保证人们出行安全的重要保障，因此，根据桥梁工程的施工特点合理应用预应力技术就成为施工企业需要首要关注的问题。

桥梁工程的施工特征主要包括以下几个方面。

施工周期较长。一般情况下，桥梁工程的施工周期是2 ～3 年，但对于一些特殊的大型工程，其施工周期通常会达到4 ～5 年。因此，极易发生施工技术不规范、施工进度安排不合理等影响工程质量的现象。

地质影响明显。现阶段，桥梁工程出现施工无法顺利进行的现象通常是地质问题导致的，特别是针对大面积的软土地基情况，其作为较为常见的施工环境之一，具有施工难度高、施工流程复杂的特点，往往由于土壤无法凝结而导致桥梁发生不均匀沉降或局部塌陷的问题，进而引发重大安全事故。

危险系数较高。我国的桥梁工程通常处于地势较为险峻的区域，一旦发生泥石流、洪涝、滑坡等灾害，就会对工程带来较为严重的影响，不仅影响工程质量，还容易引发安全事故，造成人员伤亡。

2 桥梁预应力混凝土施工现状及存在问题

随着我国对于基础设施建设质量要求的不断提高，相关施工企业也在不断对预应力施工技术进行完善，保证工程施工质量的同时降低施工成本，最大程度的避免安全事故的发生。然而，由于我国地质结构复杂，南北方气候温度也有着显著差异，而桥梁工程预应力施工技术的应用需根据高原、盆地、丘陵等地理环境特征而进行合理调整，因此需要施工企业在工程开始前予以全面的分析与科学的考察。当前桥梁预应力混凝土施工过程中存在的问题主要包括人为因素以及环境因素，其中人为因素需要施工企业从管理的角度对施工规范等进行完善，环境因素主要是指桥梁工程受地质结构、天气情况、水文条件等外部因素的影响而产是的受损坍塌问题，特别是对于南北方明显的气候条件差异以及近期频繁出现的恶劣天气。除此之外，冻胀裂缝问题也是桥梁工程极易发生的质量问题，通常是由于温度变化引起的，对于一些气温差异较大的地区，该现象更为严重。通常情况下，混凝土在一定的界限范围内不会发生结构性能的改变，但一旦超出极限值，其主体结构就会由于发生冻胀现象而产生裂缝。

3 影响桥梁预应力混凝土施工质量的因素

众所周知，桥梁工程通常施工周期长，且极易受地质结构、地理环境、天气情况等外部环境因素的影响，我国幅员辽阔的地理特征也为桥梁工程带来了更为复杂的施工条件。很多施工企业都在不断学习国内外先进的施工技术，不断提升自身综合实力，以此更好的保证工程质量。然而，随着工程复杂程度的增加，越来越多亟待完善的问题出现在施工过程中。

与普通钢筋混凝土相比，预应力钢筋混凝土通过施加预应力而更好的保证钢筋的耐疲劳强度以及混凝土的耐疲劳性，从而最大程度的避免发生裂缝等质量问题。与此同时，通过在混凝土结构中应用预应力筋，可以更好的调整混凝土结构的内力，提升其抗剪承载力。现阶段，我国预应力钢筋混凝土施工技术通常包括现浇与预制、后张与先张结构等，预应力混凝土桥梁施工流程如图1 所示，因此需要施工企业结合

图1 后张法预应力混凝土桥梁施工流程示意图

桥梁工程实际需要来应用相应的施工技术。

结构参数的准确性。准确的结构参数是桥梁工程得以顺利实施的首要保障，构件尺寸、材料的性能指标等都需要施工企业结合桥梁工程的载荷需求等进行科学的模拟分析，从而合理的施加预应力，提高工程质量。

施工控制。对施工过程进行良好的控制是保证工程施工进度的重要手段，除了保证施工技术符合工程要求外，还要避免施工现场出现不规范操作等易引发安全事故的现象发生，同时最大程度的降低施工误差，控制施工质量。

结构计算分析模型。现阶段，随着我国科技化水平与信息化技术的飞速发展，越来越多的施工企业开始利用计算机技术对桥梁工程的结构进行模拟计算，以此更好的保证施工质量。因此，在进行工程建模时，需科学分析边界条件，并降模拟误差充分的考虑在计算结果中，同时建立相关的实验研究，降低计算误差对工程质量所产生的影响。

温度变化。混凝土极易受到温度等外部环境因素的影响，而我国桥梁工程通常处于露天环境，因而极容易发生裂缝等问题，进而导致安全事故的发生。一旦忽略了温度变化所带来的不利影响，必然会导致施工质量出现无法控制的情况，比如桥梁变形、局部塌陷等问题，从而引发重大安全事故。

混凝土收缩。避免混凝土发生收缩问题是桥梁工程施工作业中需要特别关注的问题，一旦发生收缩，将会导致混凝土内部产生内应力，从而导致桥梁出现变形甚至裂缝，影响其载荷强度。因此，在桥梁工程中，特别是针对大跨径桥梁施工，需要相关技术人员予以认真分析，根据实际情况采用合理的计算模型。

4 桥梁中常见的预应力混凝土施工技术

几种常见的预应力混凝土桥梁上部结构施工方法适用性规范如表所示，本文对最为常见的两种进行了简单分析。（如表1 所示）

表1 预应力混凝土桥梁上部结构各种施工方法的适用性

4.1 移动模架施工技术

对于等跨、等高的连续桥梁，通常会将模板和支架作为导梁，利用承载梁的支撑在桥跨内完成混凝土浇筑的施工作业，当满足工程要求时，再进行脱模作业。一般情况下，施工企业会利用导梁将模架整体移到需要进行浇筑的桥孔中，直至完成整个过程。该施工技术可以显著节省施工时间，然而由于其高额的投资成本，因此现阶段没有得到大范围应用与推广。

4.2 悬臂施工技术

悬臂施工技术可根据混凝土制作方法分为拼装法和浇筑法两种。悬臂拼装法是以桥梁中部为施工中心，沿着两侧对称的方向向外施工，最终实现悬出梁的整体合并（如图2）。悬臂浇筑法则是利用挂篮设备以及配套平台设施，来完成施工过程。通常，配套平台通常包括混凝土灌注台、钢筋布置等，挂篮平台的搭建需要锚固装置、承重梁以及悬吊模板等，其中承重梁是最为重要的构件，其主要作用是承载桥梁及相关机械化设备，并与其他结构之间完成传递。与此同时，悬臂施工技术的应用过程中，需要施工企业利用干接缝、胶接缝等对接缝进行处理，并采用合理的混凝土或砂浆进行浇筑。

图2 预应力混凝土连续桥梁悬臂施工示意图

5 加强桥梁预应力混凝土施工质量控制的主要措施

5.1 混凝土浇筑质量控制

混凝土浇筑是施工过程中的重要环节，后张法施工中需要施工企业对预应力孔道进行关注，避免混凝土进入孔道从而引发堵塞现象，同时当混凝土浇筑完成后，要对孔道进行及时清理，保证排水、排气、灌浆孔等孔道的畅通。当混凝土浇筑完成后，保证外形不受破坏的同时要及时拆除侧模板，为下一步施工作业作准备。与此同时，在对预应力混凝土进行选择时，需确保其强度、均匀性等符合工程要求，从而更好的减小构件截面尺寸，降低预应力损失情况，提高抗拉强度，增大局部承载能力，以此更好的保证工程质量。

5.2 预应力张拉与锚具质量控制

该过程是预应力钢筋混凝土施工工艺的关键环节及核心技术，对于工程的施工质量与工程安全起着决定性作用，需施工企业进行充分考量与判断。现阶段，我国大跨度预应力桥梁的直线预应力筋通常采用一端张拉的方式，对于跨度大于30m的桥梁或曲线预应力筋，应采用两端张拉工艺，以此更好的保证承载情况。因此，施工企业在张拉过程中，应加强现场施工作业的监管，确保张拉设备配套校准有效，现场施工作业人员严格按照施工设计图及相关标准规范进行张拉工程作业，并安排负责人进行严格的监督与记录，同时要对预应力孔道或预应力筋进行及时监测，避免发生伸长值异常的情况。与此同时，由于扁孔具有空间较小的不利因素，因此再对底板、腹板、空心板梁进行施工过程中，需严格控制扁锚的使用。

5.3 预应力孔道灌浆质量控制

孔道灌浆通常包括以下两方面作用：一是避免预应力筋腐蚀情况的发生，从而更好的延长桥梁使用时间；二是保证预应力筋与混凝土发生黏结，提升作用效果，避免裂缝等工程质量问题的发生。因此，施工企业再进行灌浆施工作业时，应注意以下两方面内容：首先在进行灌浆前，要按照相关要求割切锚外钢绞线，同时对间隙和孔洞进行及时的填封处理，避免冒浆等问题发生。其次在进行灌浆过程中，要确保水泥浆的配比符合工程要求，并缓慢连续的从下层孔道开始灌注，按照顺序进行的同时做好施工记录。除此之外，灌浆时应尽量采用活塞式灌浆泵，同时要保证管道内充满灰浆，保证施工质量。