市政道路桥梁工程的预应力施工技术分析

市政道路桥梁工程的预应力施工技术分析

王维

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  摘要：市政道路桥梁工程具有规模庞大、技术复杂的特点，这就要求建设过程中需要采用更加先进的施工技术。其中，预应力施工技术可以很大程度上提高路桥工程的工程质量，同时具有操作容易，造价低的优点。因此，预应力施工技术在路桥工程中的使用频率非常高，还能缩短项目工期，提高桥梁结构的抗震能力和承载能力，积极推进预应力施工技术的发展，可以很大程度上提高桥梁工程的施工质量，从而促进我国路桥工程建设的发展。本文主要介绍市政道路桥梁工程建设中的预应力施工技术，并对此进行简要分析。

  关键词：市政工程；桥梁工程；预应力技术

  引言

  作为关键的交通基础设施，道路与桥梁工程展现出独特设计美学的同时，也承担着巨大的荷载压力，对混凝土的抗拉性能提出了严峻挑战。随着工程规模的扩张，预应力施工技术的应用变得日益重要，它作为一种前瞻性策略，旨在于结构组件遭遇外部负荷前，预先对钢筋施加预设的张力，以此增强结构的力学性能，推迟裂缝形成的时机，并增强其长期服役的稳固性。因此，在道路桥梁建造实践中，加大对预应力施工技术的关注与投入，严格监控施工过程，确保每一步骤的精准执行，是提升整体工程项目质量和确保交通设施安全耐用的必由之路。

  1预应力技术的含义与作用

  1）增强结构承载性能。作为公路桥梁的基石，承重构建的品质直接决定了其承压能力，是确保桥梁能够承载设计负荷的关键。在施工环节，对承重构建的高标准要求反映出传统加固手段，如采用碳纤维贴片技术，可能已难以适应现代工程的高标准需求。预应力技术的引入，通过预先对构建施加应力，有效缓解内部拉应力，同时在受拉区域产生压应力，形成平衡，显著增强了结构强度，极大提升了承重构建的承载潜力，对公路桥梁的建设具有举足轻重的意义。

  2）桥面寿命的大幅度延长。确保公路桥梁的安全运营，根本在于其建造质量。传统的桥面施工方法，通常涉及预制板块的拼装，而预应力技术的融入，不仅显著增强了桥面的硬度与强度，提高了其承载与抵抗变形的能力，还直接促进了桥面使用寿命的显著延长，从而大大增强了桥梁的安全系数。

  3）桥梁结构的革新与建材节约。预应力技术通过提升桥梁的内在强度，为桥梁结构设计的优化提供了新的可能，使之在满足功能需求的同时，兼具美学价值。这一技术的应用促进了结构的紧凑性，减少了对传统加固材料如钢筋的依赖，有效控制了建设成本。此外，混凝土用量的减少不仅节省了材料，还缩短了浇筑时间，加速了工程进度，从而缩减了整个项目的施工周期，为公路桥梁建设的高效管理与成本控制开辟了新途径。

  2市政道路桥梁工程的预应力施工技术

  2.1 道路桥梁加固

  在道路桥梁工程的全生命周期中，加固环节扮演着至关重要的角色，直接关系到桥梁的耐久性、稳定性和行车安全。该阶段的工作不仅能够显著提升桥梁结构的安全水平，还为过往车辆提供了可靠保障。施工团队首先采取的一项关键技术措施是预应力施加，这是一种预防性维护策略，旨在通过模拟实际负载条件下构件的表现，评估并增强其抗压性能。技术人员会对关键承重部件预先加载，以此来观测并确保这些部件在长期承受巨大压力时仍能保持足够的强度和稳定性。在此过程中，构建内部的力学状态发生变化，受拉区域发展出抵抗拉力的压应力，而受压区域则形成对抗压力的拉应力，这种巧妙的应力转换机制使得结构整体更加坚固耐用。加固工作内容广泛，涵盖加固补强层的增设、粘贴钢板以增强薄弱区域、路面加固以提升行驶舒适度，以及运用体外预应力技术进一步强化结构，每一项都需精心规划与精准执行。为了优化预应力效果，现场工程师可能会采用扩大受力面、添加特定化学剂于混凝土中等创新手段，以提升材料的综合性能。

  2.2 预应力张拉施工准备

  预应力张拉施工是确保桥梁结构安全与持久性的核心技术步骤，要求极高的精确度与严谨的前期准备。在启动张拉作业之前，必须严格遵循行业标准与规范，进行全面的前期测试，包括但不限于预应力钢束及锚固系统的摩擦阻力测试，以及管道摩阻损失的评估。依据这些数据，工程师将精密计算张拉力，确保预压应力值既能满足设计要求，又能有效抵消后续可能的应力损失。此外，对于预制小箱梁的生产，需在试验阶段即监测管道摩阻情况，精确计算预应力的实际损耗，以便调整设计方案。施工团队还需在梁体上明确标记设计拱度，张拉前后进行对比测量，确保施工精度。在正式张拉前，彻底清理锚垫板，排除任何可能干扰张拉效果的杂质，并对所有测量设备和施工工具进行全面校验。

  针对大跨度现浇桥梁的特殊要求，临时支架的设置是保证浇筑作业顺利进行的基础。支架系统的设计需考虑沉降量的预留与预拱度的设置，以应对浇筑混凝土的重量及其引起的形变，通过预压测试验证支架的承载能力和稳定性。尤其在斜拉桥施工中，斜拉索的锚固区域是结构安全的敏感点，通过精密布局预应力筋来平衡斜拉索施加于塔柱的拉力，每个索距被视为独立的分析单元，通过有限元模拟来优化预应力筋的配置，确保塔柱在极端载荷下的安全性和结构完整性。这些细致入微的准备与施工策略共同构成了确保道路桥梁工程安全、高效推进的关键要素。

  2.3 控制张拉时间

  在道路桥梁建设项目中，预应力施工技术的应用是提升结构整体稳定性和延长使用寿命的关键所在，而其中张拉时间的精确控制则是决定预应力效能能否充分发挥的核心环节。施工队伍必须基于混凝土的成熟度和强度增长规律，科学设定张拉时机。这是因为，尽管在施工初期已向混凝土中添加了强化剂以促进其早期强度的发展，但混凝土达到其设计强度依然需要一个适宜的养护周期。过早进行张拉，混凝土可能尚未达到足以承受预应力所带来的内部应力分布状态，导致结构强度不足，甚至在极端情况下引发安全事故，严重威胁到施工人员的生命安全和工程的整体稳定性。因此，通过专业的检测手段监控混凝土强度的发展，并据此制定合理的张拉时间表，是确保预应力施工质量和安全的必要前提。

  2.4 加强预应力混凝土振捣及摊铺

  在预应力混凝土结构的制作过程中，振捣和摊铺不仅是提升混凝土密实度、均匀度的关键步骤，也是确保预应力体系有效工作的基础。施工团队应严格遵守设计图纸和行业标准，采用高质量的振捣设备和方法，以消除混凝土中的气泡，减少内部空隙，提高其密实度和连续性，这对于防止裂缝的产生、增加结构耐久性至关重要。同时，摊铺作业需精细操作，确保混凝土层的均匀分布和表面平整，这对于预防后续可能出现的沉降不均、路面开裂等问题极为关键。此外，建立严格的施工监理体系，对施工图纸的准确性和施工过程的合规性进行全程监督，能够进一步确保预应力钢筋的精准定位和保护层厚度的达标，从而维护整体结构的强度和稳定性。优化的振捣与摊铺流程不仅能提升工程质量，减少因返工带来的成本增加，还能通过减少材料浪费，提高项目的经济性和环境可持续性。最终，这系列措施将合力保障路桥在承受长期动态载荷下的安全运行，有效防止道路变形和坍塌，延长道路桥梁的服务寿命。

  2.5 确保孔道灌浆作业的高质量实施

  孔道灌浆是预应力混凝土结构施工中至关重要的环节，直接关乎到预应力筋的长期防腐蚀能力及结构的整体耐久性。在长期承受高应力的恶劣环境中，预应力筋易遭受腐蚀、断裂等损伤，这对道路桥梁的结构稳定性和行车安全构成严重威胁。因此，实施孔道灌浆时，必须确保浆体能够充分填充所有孔隙，且硬化后不收缩，形成连续、密实的保护层，以隔绝水分和腐蚀介质对预应力筋的侵害。施工团队需密切关注灌浆材料的选择、配比、灌浆压力控制、灌浆顺序与时间等关键环节，任何细节的疏忽都可能导致灌浆不密实、孔洞、气泡残留或浆体强度不足，从而影响灌浆的整体防护效果。采用科学的压力灌浆技术，通过精确控制灌浆压力和速率，确保浆液能充分渗透到孔道的每一个角落，增强预应力筋与混凝土之间的粘结力，提升结构的整体抗震性和耐腐蚀性能。

  结语

  总之，预应力施工技术在珠海市洪鹤大桥等重大工程的应用，通过预防混凝土开裂，显著增强了桥梁结构的稳定性与安全性，延长了其使用寿命，彰显了该技术在现代道路桥梁建设中的重要价值。为了充分发挥预应力技术的效用，施工过程中必须全面掌握并严格遵循各项技术规范，从预应力筋的布置、张拉、孔道的准备到灌浆作业，每一步都需精心操作，确保施工质量无瑕，以满足乃至超越工程设计与安全标准，为城市交通基础设施的长期发展打下坚实的基础。

  参考文献 

[1]东阳.预应力施工技术在道路桥梁施工技术中的作用探讨[J].建筑工程技术与设计，2018（16）：440.

[2]王彦超.预应力施工技术在公路工程施工中的应用[J].交通世界，2020（30）：59-60.