路桥工程中预应力施工技术的优化

2023-01-16陈苏洋

四川水泥 2022年2期

陈苏洋

（江苏江都路桥工程有限公司，江苏扬州 225200）

1 预应力技术简介

1.1 预应力技术概念

所谓预应力技术，就是通过某些技术方法将建筑物结构抗压、承载能力提高，利用预应力保证建筑物结构稳定性。现代建筑工程中常常使用预应力技术进一步提升建筑结构整体施工质量。通过在路桥工程混凝土构件中合理使用预应力技术，可以保证混凝土强度达到预期要求，将混凝土结构的拉应力适当减少，确保成型的混凝土能够具备足够的承载力，进而提升路桥工程的安全性和稳定性[1]。

1.2 预应力技术特点

预应力技术的特点主要体现在三方面：（1）耐久能力强。在钢筋混凝土结构中使用预应力技术可以将钢筋混凝土结构抗压性能、抗渗性能和抗裂性能全面提升。路桥工程使用寿命常常会受到钢筋混凝土结构开裂侵蚀等问题的影响，合理应用预应力技术可以有效减少此类问题的出现。（2）应用性能良好。在路桥工程中应用预应力技术需要提前合理地规划设计建筑结构的各项性能，所以，在路桥结构设计中需要合理地设计路桥结构，确保工程建设水平。（3）施工强度优化。在路桥工程中应用预应力技术，可以通过优化，实现混凝土侵蚀开裂等病害问题的防治，将路桥整体结构强度提高，实现路桥使用寿命的延长。

2 路桥工程预应力技术应用的内容

2.1 优选钢材

在路桥工程项目建设中所用的钢材型号较为特殊，比普通钢材的稳定性和保障性更强，可以更好地发挥出预应力施工技术的作用，比如预应力钢筋和钢丝、钢绞线等都是路桥工程预应力施工中常用的钢材。路桥工程施工中在选用钢绞线时，要综合考虑质量性能和经济成本等方面的内容，在保证钢绞线适应性能良好的前体下尽量节约成本，从而提高路桥工程的综合效益。通过具体应用预应力钢绞线并且有效控制钢绞线所用钢材，可以将资源浪费问题有效减少，能够保证钢绞线在路桥工程中充分发挥其性能。工作人员要以路桥工程具体结构特性为基础，做好钢材参数的合理选择，提高路桥工程建设的整体质量水平[2]。

2.2 优选锚具

锚具是固定预应力钢材的主要构件。在路桥工程预应力施工中需要高度重视锚具的选配，利用锚具充分拉紧钢材，将锚具锚固的效果充分发挥出来。有的锚具灵活度不高，施工中可能发生变形等不良现象，有的锚具在使用中可能会由于性能不佳或者应用不当引发应力损失等问题，为此，工作人员要充分重视锚具的选择和应用。通常在钢材两侧使用机械锚固锚具，借助机械加工方式成型。这类锚具在施工中有着较为便捷的施工方式，抵抗外界条件影响的能力较高。当前建材市场上逐渐涌现出了更多不同类型的锚具，工作人员要根据路桥工程的结构特点做好锚具的挑选，并且明确锚具应用方法。

2.3 预应力结构设计

在路桥工程中应用预应力施工技术前需要设计人员进行路桥结构的优化。在预应力混凝土结构设计中，需要加强分析路桥结构承载力，有针对性、有目的性地分析预应力技术应用方法，在具体设计中加强验算材料的应用，明确材料应力是否和工程结构强度要求相符合，只有保证材料应力达标，才能切实发挥预应力技术的应用优势。同时，工作人员要积极控制路桥结构变形等问题，在设计中加强验算各种参数，确保参数准确可靠，切实保证施工作业有效开展。施工中工作人员要严格控制基础预应力，保障预应力施工效果。此外，还要合理设计结构挠度，加强控制其挠度值，避免挠度不达标影响施工效果[3]。

2.4 箱梁绞线施工

箱梁绞线施工是预应力施工流程中必不可少的一步。箱梁绞线施工有着较强的复杂性，该技术的应用较为广泛。在具体进行预应力技术施工中，张拉钢绞线工作要严格遵守张拉技术流程和顺序，保证科学地开展操作，只有这样才能将预期的施工目标高效落实。要根据路桥工程具体条件和实际情况开展箱梁钢绞线张拉作业。比如可以按照从下到上的张拉方式张拉腹板位置的钢绞线，按照从上往下的方式张拉横向钢绞线。在张拉过程中，技术人员还要加强关注其他方面的影响因素，比如气候环境、环境温湿度等，张拉工作不宜在阴雨天施工，雨水会对钢绞线产生一定的腐蚀。

2.5 加固操作

加固操作主要是将路桥局部结构或者部分位置的部件进行进一步地加固，提高路桥整体结构的牢固性。通过加固操作有助于路桥工程结构整体性能的改善，有助于路桥整体质量的优化。普通加固操作是通过对路桥工程结构整体受力情况进行分析后，对局部结构进行有针对性的、有目的性的加固处理，保证局部能够重点使用预应力施工技术。工作人员需要科学合理地使用预应力施工技术，从而将预应力施工技术的价值有效、充分地发挥出来。具体来讲，在实践中工作人员首先要将预应力加入到路桥结构构件当中，优化调整构件的应力，不断强化路桥结构各部件的承受能力，通过不断地加固操作最终将路桥工程结构整体牢固程度提高。

2.6 受弯构件的应用

碳纤维是路桥工程常用的材料，该材料的约束性较强，如果施工中没有合理地进行应用可能会难以充分地体现出碳纤维材料的应用价值。碳纤维材料应用中可能会出现影响混凝土结构的现象，导致增加混凝土的应变力，如果碳纤维应力在混凝土自身应力之下那么会直接影响到碳纤维材料自身的刚度和强度。为此，相关工作人员在具体应用碳纤维材料时要严格控制好外界的不良影响因素，明确施工工艺流程，尽量将碳纤维材料的价值发挥出来，进而保证受弯构件强度、刚度等性能达到标准要求。在正式施工前，技术人员还要做好碳纤维预应力牢固度的加强优化，严格检查碳纤维材料刚度和强度，确保各项性能参数达到路桥工程施工质量标准，进而有力地保障路桥工程整体建设质量[4]。

3 预应力技术应用存在的问题

如今路桥工程预应力施工中较为常见的问题包括混凝土收缩质量问题、张拉力控制不当等问题，从一定程度上威胁着路桥工程结构安全。我国路桥工程相比于国外应用预应力的时间还较短，未来需要进一步提高该技术的应用。当前很多路桥工程中都存在预应力张拉控制效果不佳的问题，导致难以高效地实现质量控制目标，预应力张拉施工也难以精准地完成。有的项目中采取多束张拉的施工方式，对钢筋预应力结构的施工质量效果产生了负面影响。同时，预应力施工中需要应用到大量的机械设备，设备使用不当也是常见的预应力施工技术问题，比如有的工程中采用后张法预应力施工技术，在张拉过程中出现管壁滑遗、弯曲度不合格等问题，各段钢筋混凝土伸长值难以保证一致，进而引发施工质量问题。作为路桥工程施工中最为主要的材料和结构，混凝土材料一旦出现质量问题很容易引发不同程度的安全事故，如果发生混凝土收缩变形、开裂等问题，那么预应力施工技术的价值难以充分发挥出来。路桥工程中应用预应力技术另一种常见问题为波纹管堵塞问题。通常在混凝土浇筑过程中容易发生波纹管堵塞问题，一旦堵塞会对预应力钢绞线的正常施工作业产生严重影响，如果没有按照设计方案控制预应力张拉过程中钢绞线的伸长值，不但影响施工作业的正常开展，还会大大增加人工、材料等成本[5]。

4 预应力技术应用中的优化措施分析

4.1 做好前期准备工作

充分的前期准备工作是保证路桥工程施工中预应力技术应用效果和路桥整体建设质量的前提。工作人员需要深入分析路桥工程施工项目的具体要求，针对性地处理不同类型的施工技术，合理选用预应力施工方法，提高预应力技术和路桥工程实际需求的匹配度。相关技术人员在具体实践中需要结合路桥工程的具体要求做好油表、钢绞线、锚具等预应力施工所用材料，根据施工现场实际情况优化各类器材的配置，避免器材配置不佳对后续预应力施工技术的应用效果产生不良影响。同时，在准备各类器材和设备时，相关工作人员还要对设备器材的质量、类型、数量、价格等进行综合性地分析和考虑，根据预应力技术的操作要求做好不同预应力施工工艺流程的优化，严格规范操作过程，全面检测分析入场的各类器材，明确各类材料、设备的安放位置，根据材料特性做好器材质量的控制，最大化地保障材料的应用价值。

4.2 细致分析结构的受力情况

要想在路桥工程施工中充分发挥出预应力技术的应用效果就要提前对预应力张拉受力状况进行细致、深入地分析，将结构准确性和可靠性尽可能地提高，避免发生预应力应用不合理的现象。在具体分析过程中，首先工作人员要将最终建设目标和施工对象明确，在此基础上对路桥工程结构承力情况进行明确，保证科学、顺利地指导工作的有序开展，切实将路桥结构整体安全性和稳定性提高。其次，提前预估并且规划好预应力的大小，对路桥工程使用阶段的受力情况进行准确地分析和评定，然后根据评定结果做好预应力的合理选择，确保预应力能够和评定结果相匹配，保证路桥工程使用阶段能够将其安全性和耐久性充分发挥出来。

4.3 有效规划施工操作流程

预应力施工技术具体应用中工作人员还要合理地规划设计施工工艺流程，明确各个步骤的操作顺序和重难点，提前预防可能引发质量问题的各项影响因素，保证顺利地开展工程建设，提高路桥工程建设水平。压浆操作和张拉环节是预应力施工技术的关键步骤，工作人员要提高对这两项施工技术的重视，保证施工操作计划周密详细，并且在具体实践中规范控制操作行为，避免发生质量安全隐患。此外，建筑施工企业还要定期组织培训等活动加强教育技术人员、施工人员，将施工团队的整体综合素质和专业技能提高，对张拉机具等特殊设备操作人员要坚持持证上岗原则。同时，工作人员还要对各项施工材料、施工设备的有关性能加强了解和掌握，如果施工中发生问题可以及时采取措施进行应对，以免造成严重的生命财产损失，同时有助于保证按照设计要求落实质量控制工作。

4.4 加强预应力张拉控制

路桥工程预应力施工中要求较高的是预应力张拉过程，在具体实践中张拉技术难度较高，往往需要专业的技术人员完成。在具体进行预应力张拉过程中，要注意严格控制用力方式。首先，工作人员要精准地计算预应力张拉控制工作，根据钢束理论合理分析伸长值，科学合理地计算张拉力，同时明确张拉机操作参数。在具体进行预应力张拉实践工作时，技术人员要对千斤顶的油缸读数进行严格地控制。在具体张拉中技术人员要按照逐级加荷的方式进行张拉以免用力过猛，技术人员要对预应力张拉实际情况进行准确地判断，避免用力过大破坏钢绞线、波纹管等材料。此外，技术人员在完成预应力张拉后还要对卸锚处理工作提高重视，合理留设余量，严格按照规范要求操作卸锚器。

4.5 优化混凝土浇筑

混凝土浇筑是预应力技术在路桥工程中应用的一个关键步骤，合理地浇筑混凝土可以将波纹管内的饱和度提高，有助于达到理想的浇筑效果，有助于构件稳定性的全面提高。技术人员在具体开展混凝土浇筑作业之前需要详细地检查浆液的质量情况，对混凝土质量进行严格地控制。混凝土浇筑工作有着较高的技术要求和施工难度，这和混凝土材料注浆稳定性方面有着很大的关系，还要对混凝土浇筑过程各项不利影响因素加强重视。在浇筑混凝土材料过程中工作人员要注意是否存在漏浆情况，及时修复处理渗漏问题，做好波纹管的修补，提高其完整性和可靠性。此外，在完成混凝土浇筑之后要及时开展有效的养护措施，工作人员要高效执行各项养护措施，将混凝土构件的凝结质量提高。在混凝土养护阶段，要重点关注湿度和温度，加强关注周围气候条件，避免发生温度裂缝、干缩裂缝。通常工作人员可以通过洒水养护保证混凝土结构的湿度，通过覆盖草帘等方式提高混凝土表面的温度。在炎热的夏季还可以通过埋设冷水管、洒水降温等措施进行养护处理。

4.6 施工细节的控制

企业要加强施工设备的更新和维护，提高设备使用性能并延长设备使用寿命，避免在施工中发生设备故障引发负面事件。工作人员要加强控制路桥工程预应力施工中各项材料和设备等细节工作，加强分析和控制相关设备性能，最大限度地提高预应力技术的应用价值。在应用预应力技术过程中，要注意将构件强度适当增强，做好预应力技术的合理应用和控制。在混凝土施工阶段对混凝土的浇筑坍落度、振捣间距、振捣速度等进行严格控制，要注意避免触碰钢筋束，确保所有构件处于良好的使用状态。为了进一步提高混凝土结构的强度，可以进行二次振捣。混凝土施工作为路桥工程施工的重要环节，容易受到诸多不良因素的影响，相关工作人员要提前做好应急预案的制定，有效预防路桥施工引发的质量问题，同时保证一旦发生紧急事故能够第一时间采取针对性的解决办法，避免产生严重的后果。技术人员要加强分析预应力混凝土强度，确定是否和设计方案相符合。在具体施工中还要对预应力实际施工时间进行合理地计算和控制，从而保证预应力能够适应路桥工程荷载变化情况。

此外，在具体施工中还要加强施工质量和施工过程的管控，比如在预制箱梁施工中需要根据施工情况做好预应力技术和施工方法的合理选择。箱梁施工位置是路桥工程预应力结构施工最多的地方，在分析箱梁时要注意做好相关参数的合理确定，通过合理、科学地计算将预应力的应用价值提高。又如在脚手架施工前要由专业的技术人员勘察和测量施工现场实际情况，对路桥工程施工现场的环境条件加强了解，提高脚手架的稳定性。技术监理人员还要对搭设完成的脚手架进行进一步地检查和评估，就脚手架安全系数是否达标进行确定，以免存在不合格的情况威胁施工人员的生命安全。