关于预应力施工技术在道路桥梁施工中的应用

2022-11-24崔北康

经济技术协作信息 2022年28期

崔北康

（安徽交工工程集团有限公司）

中国现代桥梁总数超过100 万座，21 世纪人类新建的世界前100 名高桥中中国桥梁有90 座。我国被称作为“基建狂魔”，不仅仅是建设数量多，而且还是建设能力。经过不断创新研究与实践，积累了丰富的经验，带动着桥梁施工技术的应用和创新，获得了不错的成效。分析桥梁技术的应用，总结技术要点和注意事项，为后续的桥梁建设提供参考，具有重要意义。

一、预应力施工技术的应用管理要求

桥梁工程施工中预应力施工技术的应用，可满足建造的要求和需求，助力建设高质量的桥梁设施，为区域经济发展助力。若想实现预应力技术的应用价值，必须要做好桥梁施工过程中的技术应用要点控制。预应力施工技术的要求主要如下：1.科学合理。每座桥梁的建设条件都不同，在技术的应用方面也会有差别，为实现预应力技术的应用价值，必须要设计科学合理的施工方案，指导施工作业的开展和落实，实现预应力施工质量目标。2.动态化。桥梁预应力工程施工技术的应用质量管理，必须要做好动态化的控制，追踪技术应用效果，及时采取调整和完善的措施，保障桥梁建造的质量和效益目标实现。3.全面化。影响预应力施工作业安全与质量的因素很多，最为常见的是人员和机械设备以及材料等，由于桥梁工程情况不同面临的管理挑战也不同，必须要采取全面化控制措施，切实保障桥梁建造的效益与效果，高质量推进桥梁工程建造，实现建造的目标。

二、道路桥梁中预应力施工技术的应用实例分析

1.案例概述

以某项目为例，桥梁长度为661m，主桥宽度为53m，设计为现浇预应力混凝土连续箱梁桥。从工程施工实践分析，围绕预应力施工全过程采取严格管控措施，切实保障了技术应用的效果与质量。现结合具体实践，分析预应力施工技术要点。

2.钢筋制作与安装

根据设计方案，安装作业的顺序如下：（1）安装绑扎箱梁底板下层钢筋网；（2）安装腹板钢筋骨架与钢筋；（3）安装横隔板钢筋骨架与钢筋；（4）安装与绑扎箱梁底板上层钢筋网和侧角钢筋；（5）混凝土浇筑。

从钢筋加工作业环节分析，必须要根据设计要求尺寸实施质控，做好下料与成型等的控制。精准度是钢筋工程控制的核心和要点，组织开展安装作业时要求做好间距和位置等的严格控制。按照绑扎技术标准和方法进行操作，保证绑扎的牢固性，若为焊接钢筋则可事前做好批次焊接，切实提高预应力施工作业的效率。对于焊缝长度和饱满度等，则要达到技术规范和要求。钢筋加工和安装技术要点如下：（1）桥梁施工使用的钢筋，按照钢材种类和等级以及规格等指标进行分类，采取分类堆放管理措施，做好材料防护，避免出现受潮生锈或者其他问题。（2）组织在加工场内集中化制作，再将钢筋运输到现场安装。（3）对于钢筋保护层，通过事前预制砼垫块的方式，做好质量的控制，避免出现质量不达标或者其他问题。（4）钢筋安装作业期间，按照技术方案设置预留孔道与预埋件，并且保证设置位置的精准性，保障达到固定牢固的要求。（5）对于钢筋骨架的焊接，结合桥梁实际情况，优选分层调焊法，按照焊接操作的流程进行操作。焊接作业时根据设计和试验确定的参数调整好焊机电流量，避免出现电流量过大或者操作不当等问题。对于钢筋的焊接，建议选择双面焊，若条件不允许则可以考虑单面焊。结束焊接操作后，有效清除残留的焊渣。对焊接的质量进行检查，评估钢筋焊接的质量，上报监理工程师进行检验，达到要求后再开展后续施工作业。

3.混凝土浇筑与养护

本次桥梁工程施工使用的混凝土材料，由拌合站进行拌和处理，组织专门的材料运输车进行混凝土，利用泵车完成浇筑作业，为保障施工的有序性决定备用1 台泵车。事前做好各项准备工作，组织技术人员和施工机械设备等力量，共同推进各项工作。按照质量管理要求，对使用的钢筋和模板等都进行严格检查，保障质量达到要求后，再组织开展箱梁砼浇筑作业。按照浇筑设计方案，箱梁混凝土首次浇筑以底板和腹板为对象，直接浇筑到肋板顶部，再次浇筑以顶板与翼板为对象，浇筑接缝按照施工缝进行处理。混凝土浇筑按照一端到另外一端的顺序，开展浇筑作业。浇筑作业的要点如下：（1）桥梁工程混凝土浇筑作业前，使用人工或者吹风机对模板进行处理，清除存在的杂物，并且做好支架与模板等的检查，并且对使用的拌合站和发电机等也要进行检查，保证施工作业的连续性。（2）混凝土浇筑过程必须要做好流程控制，保障浇筑厚度和坍落度等技术指标都达到要求。（3）混凝土振捣作业期间，使用振动棒进行处理，保证浇筑的质量达标。当混凝土不再冒出气泡，并且表面平坦和泛浆为止，防范漏振或者过振情况的出现。（4）组织专门的人员负责跟踪检查支架以及模板的质量，如果发现漏浆的情况，则使用海绵条做好填塞处理。事前做好测量标记，埋设钢筋棍，并且在交错位置划标记线，用于观测浇筑及沉降情况，若产生异常情况，则需要停止浇筑。（5）严格按照浇筑技术标准和规范，做好全过程的质量控制，切实保障预应力施工技术的应用质量目标实现。结束浇筑作业后，组织开展养护作业。根据桥梁施工时节的气候特点，采取相应的养护措施，防范问题的产生。

4.预应力张拉

组织开展预应力钢绞线张拉作业前，做好张拉机具的检查和校验，明确千斤顶与张拉油泵之间的对应关系，检查施加不同预应力时油泵的油表读数，并且绘制张拉管理曲线，明确此环节的施工参数。组织开展预应力损失试验，分析造成预应力损失的主要因素，方便指导桥梁预应力张拉作业的开展，实现张拉效果的有效控制。当箱梁混凝土强度达到桥梁设计标准后，并且混凝土龄期超过14 天，再组织开展钢绞线张拉作业。按照张拉作业的流程和要求，事前做好张拉设备的检查，实施双指标控制措施，做好张拉力与伸长量的有效控制，以张拉力为主，利用延伸量进行校核。整个张拉的过程中，要做好伸长量的测量与分析，当实际伸长值和理论值差超过±6%时，停止进行张拉作业，明确预应力张拉问题的主要原因，经过处理后再组织开展张拉作业。如果出现滑丝或者断丝的情况，再开展张拉作业。

5.预应力管道压浆

桥梁预应力管道压浆作业的开展，利用真空压浆施工技术，在孔道的一端使用真空泵对孔道抽真空，达到设计要求的真空度，再使用灌浆泵将经过优化的水泥浆材料从另外一端灌入，当充满整条孔道后，并且加上一定的正压力，来增强饱满度以及密实度。结束张拉作业后，要进行外露钢绞线的处理，使用无收缩的水泥砂浆材料进行处理，确保孔道的密封效果。做好锚垫板的灌浆孔处理，使其可以保持畅通，并且和引出管相互连接，确定抽真空端和灌浆端，并且设置引出管和球阀以及接头。督促施工作业人员按照技术标准和规范，组织开展桥梁预应力施工作业，保障处理的效果。整个操作过程中，要严格控制孔道的密闭性和干燥性以及畅通性，保障管道压浆作业的质量与效果。当上述工作全部结束后，组织开展封锚作业，保证端面达到竖直的要求。

三、道路桥梁中预应力施工技术的应用策略总结

1.合理应用预应力技术

从道路桥梁建设实际分析，预应力技术的应用很多，需合理运用技术。一般来说，常用于以下方面：

（1）混凝土构件。桥梁建设混凝土构件为重点内容，也是重要的组成部分，关系到道路桥梁建设的整体质量，并且混凝土构件也是预应力技术的重点方面。由于混凝土构件的质量与结构大小会影响到结构整体的性能，因此采用预应力技术需加载一个原始压力，同时保证压力始终处于混凝土结构内，进而达到技术应用的效果。与此同时，施加原始压力的混凝土结构运用到桥梁工程实践，原始压力可以和气压压力抵消。采用预应力技术手段进行混凝土构件处理，可增强结构的弹性和强度。例如，混凝土多跨连续梁构件，包括正负弯矩区域，若道路桥梁抗挖或抗剪压力无法达到设计要求，那么必须要进行加固，可采用粘贴碳纤维的方式加固，不仅操作简单而且强度高，可提升构件破坏时产生的碳纤维片材应力保持粘贴效果，维持初始拉应力，通过施加预应力，可满足混凝土初始拉应变和压应力要求。除此之外，开展道路桥梁施工作业需改善道路结构性能，可采取预应力加固或者其他加固方法。

（2）应用于受弯构件。道路桥梁工程中普通混凝土的性能相对较差，体现在受拉性和受弯性，并且混凝土自身的重力很大，如果应用到受弯构件中则会出现混凝土开裂的情况。为避免上述问题的出现，将预应力引进到受弯构件，满足性能要求的同时，防范病害的产生。在实际应用中需要按照掌握设计资料、截面设计、确认预应力钢筋和普通钢筋的使用量、布置钢筋、截面复核、控制截面的正截面强度复核等流程进行操作，明确相关流程和参数后，进行预应力混凝土受弯构件的计算，保障受弯构件的应力可以达到要求。一般来说，设计预应力方案，需计算混凝土的法向压应力和主压应力等。除此之外，如果为预应力混凝土简支结构，那么要计算预应力引发的主效应。如果是超静定结构，除了要计算主效应之外，还需要计算预应力造成的次效应。为增强预应力的作用，增加受弯构件的受拉力，可选择在受弯构件的加工中添加一些碳纤维材料，进而保护受弯构件的安全。采用预应力技术必须要做好全面控制，保障技术的应用效果和价值实现。（3）在下料处理工艺中的应用。预应力在下料处理工艺中使用，通过配置预应力筋的方式，增强固定效果，保证粘结位置的牢固性。与此同时，保证粘结的合理性和一致性，进而发挥技术的应用价值。无论选择何种技术，在实际应用中都必须要做好全面严格控制，编制完善的技术方案，明确技术操作的要点和方法，指导作业的开展，做到有效控制。

2.深化技术方案

道路桥梁中预应力施工技术的合理应用，必须要做好全面严格的把控，尤其是前期的技术方案编制，保障桥梁建造的质量。实践中要对桥梁设计方案进行深化，充分利用搜集的数据和资料，借助三维模型或者其他设计技术，进行预应力施工技术的深化，保障技术应用的质量目标得以实现。例如，采用BIM 技术，搭建桥梁模型，对预应力施工进行虚拟分析，分析技术方案的可行性，针对存在的问题和不足，采取完善和优化的措施，提出高质量的预应力施工方案，为桥梁预应力工程施工作业提供参数支持，切实保障预应力技术的应用价值得以实现，保证桥梁建造的效果与效益。道路桥梁工程施工作业前，要认真落实技术交底，将钢筋工程和混凝土工程以及张拉等的技术要点和注意事项，全面交代给施工作业人员，由其负责全过程的质量控制和管理，按照预应力施工作业的方案流程，组织开展各项工作。通过事前的不断优化，最大程度上保障技术方案贴合实际，减少工程施工过程的质量问题出现，发挥技术的应用优势，达到高质量建设的目标，发挥预应力技术的价值，创造更多的效益，为人们提供安全的桥梁服务。

3.实施责任制度

道路桥梁中预应力施工技术的应用管理，既需要做好技术应用前的准备工作，也要做好预应力施工过程的控制，切实保障预应力工程的施工质量目标实现。从桥梁建造质量管理实际分析，实施责任制度，做好细节和要点的控制，把关每个细节和要点，具有重要意义。根据预应力施工作业管理的职责与任务，细化分解技术应用质量管理工作，积极整合有力的管理力量，高质量推进预应力工程施工，实现桥梁建造的质量目标。根据桥梁工程的预应力工程施工情况，评估预应力工程施工管理是否到位，实施奖惩机制，调动人员的积极性，高质量推进各项工作，保障桥梁工程建造的品质。从制度的履行方面可采取以下措施：（1）设置现场负责人。将道路桥梁预应力施工技术的应用质量管理任务精细化，明确各个阶段的主要任务，交代给作业人员，由其负责此项工作，高效化推进各项工作，实现技术的应用效益目标。（2）设置责任履行考核的指标。为增强管理人员的重视度，实施严格的考核机制，设置科学合理的定量与定性考核指标，根据道路桥梁工程施工过程的质量管理需求和要求，结合管理的具体表现进行评估与分析，及时发现管理缺陷和不足，优化预应力施工技术的应用管理方案，全面提高管理的水平和效益，创造更多的价值。（3）落实管理制度。围绕道路桥梁预应力施工技术应用全过程，积极做好技术应用效果的管理，全面提高预应力施工质量管理水平。

4.做好现场的监督检查

道路桥梁中预应力施工技术的应用控制，必须要做好现场监督检查，掌握全面的内容和情况，把关每个细节和要点。从现场监督检查的工作实践出发，配置充足的人员负责现场巡视检查，及时发现存在的问题，提出优化与改进的措施。考虑到桥梁工程管理现场的情况，建议利用信息化技术手段，搭建完善的预应力工程施工信息化管理平台，为可视化管理、远程化管理、机械设备智能化管理等的实现，提供相应的支持与保障。将预应力施工质量检验检测工作，贯穿到桥梁工程实践中，做好全面严格控制。组织经过培训的质量检查人员，负责桥梁工程施工质量检查，分析桥梁工程施工存在的问题，提出预应力管理的办法。若发现桥梁质量问题，则需要进入下个流程，寻求具体的处理方案，落实解决方案，消除桥梁潜在的隐患与问题，保障预应力施工的质量目标实现。由于每座桥梁的情况不同，为实现预应力技术的应用质量管理目标，必须要注重管理创新和优化，积极引入新技术和新理念，提高道路桥梁工程管理水平，适应管理新形势和新要求，创造更多的价值。