湯晴嵐

（安徽虹橋交通建設(shè)監(jiān)理有限公司，安徽 合肥 230031）

在當(dāng)今工程建設(shè)的高速發(fā)展背景下，預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)作為現(xiàn)代橋梁與公路工程的重要組成部分，其在提高工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和耐久性方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。隨著建筑材料科學(xué)和施工技術(shù)的不斷進(jìn)步，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，成為公路橋梁建設(shè)中不可或缺的技術(shù)之一。然而，隨著施工環(huán)境的復(fù)雜化和工程要求的提高，如何更加精確和有效地應(yīng)用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)，確保工程安全、高效，成為業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)。在這個(gè)背景下，深入探討預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在公路工程道橋建設(shè)中的應(yīng)用，不僅對于提高工程質(zhì)量和安全性有重要意義，也對推動(dòng)工程技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展至關(guān)重要。

1 預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的優(yōu)勢

1.1 提高結(jié)構(gòu)物的承載能力

預(yù)應(yīng)力技術(shù)的核心在于通過預(yù)先張拉的鋼筋或鋼絞線，對混凝土構(gòu)件施加壓應(yīng)力。這種預(yù)先施加的壓應(yīng)力有助于抵抗后期由于交通載荷等因素引起的張應(yīng)力，這是提高承載能力的關(guān)鍵。實(shí)際上，預(yù)應(yīng)力混凝土能夠在較小的斷面尺寸下承受更大的載荷，與傳統(tǒng)的非預(yù)應(yīng)力混凝土相比，其承載能力可提升20%至30%。預(yù)應(yīng)力技術(shù)能有效減少因應(yīng)力集中引起的裂縫和破損，尤其在支撐大跨度結(jié)構(gòu)時(shí)表現(xiàn)尤為明顯。這種減少裂縫的能力不僅提高了結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，而且在一定程度上延長了橋梁或道路的使用壽命。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)上具有更大的靈活性，能夠適應(yīng)更復(fù)雜的地形和載荷條件，這在非預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)中是難以實(shí)現(xiàn)的。例如，在跨越大河或峽谷的橋梁設(shè)計(jì)中，預(yù)應(yīng)力混凝土能夠有效地承受由于自身重量和交通流量產(chǎn)生的巨大壓力[1]。

1.2 提升施工效率和適應(yīng)性

預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件大多在工廠內(nèi)預(yù)制完成，這意味著可以在嚴(yán)格控制的環(huán)境下進(jìn)行高質(zhì)量的生產(chǎn)，減少了現(xiàn)場施工的復(fù)雜性和不可預(yù)見性。預(yù)制構(gòu)件的使用大幅縮短了現(xiàn)場施工時(shí)間，因?yàn)檫@些構(gòu)件只需運(yùn)輸并組裝到位，相比于傳統(tǒng)的現(xiàn)場澆筑方法，這極大地提高了工程的整體進(jìn)度和效率。預(yù)應(yīng)力技術(shù)允許設(shè)計(jì)師采用更加靈活和創(chuàng)新的設(shè)計(jì)方案，如較長的梁跨、較薄的板厚等，這些在傳統(tǒng)混凝土工藝中難以實(shí)現(xiàn)。這種設(shè)計(jì)的靈活性使得預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)能夠更好地適應(yīng)各種地形和環(huán)境條件，特別是在地勢復(fù)雜或空間受限的場合，如城市立交橋、河谷跨越等。預(yù)應(yīng)力技術(shù)還可以減少現(xiàn)場所需的支撐和模板，這不僅降低了材料成本，也減輕了施工現(xiàn)場的勞動(dòng)強(qiáng)度，從而提高了工作效率。預(yù)應(yīng)力施工通過減少現(xiàn)場工作量和復(fù)雜性，降低了施工過程中的安全風(fēng)險(xiǎn)。例如，預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的使用減少了高空作業(yè)和重型設(shè)備在現(xiàn)場的使用，這直接降低了工程施工中的潛在危險(xiǎn)。

2 預(yù)應(yīng)力技術(shù)的施工要點(diǎn)

2.1 控制鋼筋的安裝

預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)中鋼筋的角色不僅承擔(dān)著傳遞預(yù)應(yīng)力的任務(wù)，同時(shí)也影響著整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和耐久性?？刂其摻畹陌惭b精確度直接關(guān)系到預(yù)應(yīng)力效果的實(shí)現(xiàn)以及整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全性能。鋼筋安裝的精準(zhǔn)控制包括確保鋼筋的位置、角度和張力符合設(shè)計(jì)要求，這一點(diǎn)對于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)而言尤為關(guān)鍵，因?yàn)槿魏挝⑿〉钠疃伎赡軐?dǎo)致預(yù)應(yīng)力分布不均，從而影響結(jié)構(gòu)的整體性能。在預(yù)應(yīng)力技術(shù)中，鋼筋的正確安裝對于確保預(yù)應(yīng)力有效傳遞至混凝土中至關(guān)重要。如果鋼筋位置或角度出現(xiàn)偏差，可能會導(dǎo)致局部應(yīng)力集中或不均勻分布，進(jìn)而引起裂縫或其他結(jié)構(gòu)問題。鋼筋安裝的準(zhǔn)確性還直接影響到張拉過程中的力學(xué)性能，不準(zhǔn)確的安裝可能導(dǎo)致張拉力不均，進(jìn)而影響整個(gè)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和承載能力。在實(shí)際施工過程中，控制鋼筋的安裝不僅涉及鋼筋本身的準(zhǔn)確放置，還包括確保其與混凝土之間的黏結(jié)力以及與其他結(jié)構(gòu)部件的協(xié)調(diào)性。施工團(tuán)隊(duì)需要高度重視精確測量和定位技術(shù)的應(yīng)用，確保每一根鋼筋都嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙和施工規(guī)范進(jìn)行安裝[2]。

2.2 在橋梁工程中使用后張力預(yù)應(yīng)力

后張力預(yù)應(yīng)力技術(shù)是指在混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，再施加預(yù)應(yīng)力的方法。這種技術(shù)在橋梁工程中的應(yīng)用極為廣泛，主要是因?yàn)樗軌蛴行Э刂坪蜏p小混凝土構(gòu)件在施工和使用過程中的裂縫，提高結(jié)構(gòu)的整體耐久性和可靠性。后張力預(yù)應(yīng)力的施工要點(diǎn)在于正確掌握張拉力的大小和時(shí)機(jī)。張拉力的計(jì)算必須基于準(zhǔn)確的工程設(shè)計(jì)參數(shù)，同時(shí)考慮混凝土的強(qiáng)度增長曲線，確保在混凝土強(qiáng)度足夠支撐預(yù)應(yīng)力時(shí)進(jìn)行張拉。這一過程中，過早或過晚的張拉都可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)性能不佳或甚至損壞。在橋梁工程中，后張力預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用還實(shí)現(xiàn)了施工的靈活性。由于預(yù)應(yīng)力是在混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后施加，施工隊(duì)伍可以更靈活地安排工程進(jìn)度，減少對交通的影響。張拉操作需要非常精確，任何偏差都可能導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力分布不均，影響結(jié)構(gòu)的長期性能和安全。后張力預(yù)應(yīng)力不僅提高了結(jié)構(gòu)的耐久性和可靠性，還增加了施工的靈活性和適應(yīng)性。

2.3 對混凝土澆筑的控制

預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)對混凝土的質(zhì)量和性能要求極高，因?yàn)轭A(yù)應(yīng)力的施加會在混凝土中產(chǎn)生額外的應(yīng)力?？刂苹炷恋臐仓^程，確?；炷撩軐?shí)、均勻且無缺陷，能夠確保預(yù)應(yīng)力技術(shù)的成功應(yīng)用。混凝土的強(qiáng)度、流動(dòng)性和穩(wěn)定性必須滿足預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的特殊要求?；炷恋膹?qiáng)度不僅要能承受施工過程中的壓力，還要足以應(yīng)對長期的荷載和環(huán)境變化。澆筑過程中的空氣排除和密實(shí)化處理是確保混凝土質(zhì)量的關(guān)鍵步驟。任何未充分振搗的部分或者夾雜氣泡都可能成為未來結(jié)構(gòu)損壞的潛在點(diǎn)?；炷恋酿B(yǎng)護(hù)也是澆筑控制中不可忽視的環(huán)節(jié)。正確的養(yǎng)護(hù)過程可確?；炷猎诠袒^程中水分和溫度得以適當(dāng)控制，以便于混凝土最終達(dá)到預(yù)期的力學(xué)性能。在預(yù)應(yīng)力混凝土施工中，混凝土的均勻性和質(zhì)量控制直接影響預(yù)應(yīng)力的有效傳遞和整個(gè)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。不合格的混凝土可能導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力不均勻分布，增加構(gòu)件的應(yīng)力集中，從而降低結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性[3]。

3 基于預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的公路工程道橋施工措施

3.1 精確實(shí)施下料處理

在預(yù)應(yīng)力施工中，特別是在復(fù)雜的道橋工程中，每一塊材料的準(zhǔn)確尺寸對于整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全和穩(wěn)定性至關(guān)重要。在下料前，施工團(tuán)隊(duì)需要進(jìn)行詳細(xì)的工程分析和材料計(jì)劃，包括對預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的尺寸、形狀和數(shù)量的精確計(jì)算。這一計(jì)算不僅基于設(shè)計(jì)圖紙，還需考慮實(shí)際施工中可能出現(xiàn)的各種變量，如材料收縮、溫度變化等因素。在材料切割階段，除了使用高精度的切割設(shè)備如數(shù)控機(jī)床外，還應(yīng)結(jié)合先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）和計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）技術(shù)。這些技術(shù)可以提高切割過程的準(zhǔn)確性和效率，同時(shí)減少人為錯(cuò)誤。例如，通過CAD 軟件進(jìn)行精確建模，然后利用CAM 技術(shù)將設(shè)計(jì)直接轉(zhuǎn)化為切割指令，這樣可以確保每個(gè)構(gòu)件的尺寸和形狀都嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行生產(chǎn)。在下料處理過程中，施工團(tuán)隊(duì)還需考慮到材料的特性和應(yīng)用場景。對于預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，需要特別注意其在切割和搬運(yùn)過程中的保護(hù)。例如，切割結(jié)束后，施工團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)立即進(jìn)行邊緣打磨和表面處理，以防止材料損傷或裂紋的產(chǎn)生。對于重型或大尺寸的構(gòu)件，其搬運(yùn)和存放也需要特別小心，以避免在運(yùn)輸過程中產(chǎn)生不必要的損傷[4]。精確下料處理還涉及與其他施工環(huán)節(jié)的緊密協(xié)調(diào)，如鋼筋和鋼絞線的布置、混凝土的澆筑等。每一環(huán)節(jié)的精確執(zhí)行都依賴于前一步驟的精確下料，整個(gè)施工過程需要嚴(yán)格的質(zhì)量控制和協(xié)調(diào)管理。只有這樣，才能確保每一部分材料都能精確地滿足設(shè)計(jì)要求，從而為公路工程道橋的順利施工和長期穩(wěn)定性提供堅(jiān)實(shí)保障。

3.2 優(yōu)化鋼絞線穿索布置

施工團(tuán)隊(duì)需要根據(jù)橋梁的具體結(jié)構(gòu)類型（如梁橋、拱橋或懸索橋），考慮不同的荷載條件和受力特點(diǎn)，進(jìn)行鋼絞線的布置設(shè)計(jì)，確保鋼絞線在穿過預(yù)制構(gòu)件時(shí)的路徑和角度精確無誤。這通常需要依靠專業(yè)的計(jì)算軟件來進(jìn)行模擬和預(yù)測，特別是在復(fù)雜的橋梁結(jié)構(gòu)中，如變截面梁或曲線橋梁。軟件模擬可以幫助施工團(tuán)隊(duì)預(yù)先識別可能的沖突點(diǎn)和應(yīng)力集中區(qū)域，從而提前進(jìn)行調(diào)整。在鋼絞線穿索的實(shí)際操作中，需要特別注意避免對鋼絞線造成任何形式的損傷，施工現(xiàn)場通常會采用特殊的穿索工具和保護(hù)措施。例如，在大跨度橋梁施工中，鋼絞線往往需要穿過較長的孔道，這就要求使用高精度的引導(dǎo)設(shè)備來確保鋼絞線在穿索過程中的直線度和位置精度，操作人員要使用塑料套管來保護(hù)鋼絞線在穿過混凝土構(gòu)件時(shí)不被刮傷。在引導(dǎo)鋼絞線穿過孔道時(shí)，操作人員需精確控制力度，確保鋼絞線平穩(wěn)通過，避免產(chǎn)生不必要的拉伸或彎曲。張拉工作需要在嚴(yán)格控制的條件下進(jìn)行，包括溫度、濕度和時(shí)間等因素。施工團(tuán)隊(duì)需要精確測量每根鋼絞線的張拉力，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行逐步調(diào)整?？紤]到長期使用中可能的腐蝕問題，鋼絞線通常會進(jìn)行表面處理，如鍍鋅或涂抹防腐材料。在混凝土澆筑前，還需要對鋼絞線進(jìn)行詳細(xì)的檢查，確保其表面無損傷，以及穿索后的位置符合設(shè)計(jì)要求。施工完成后，需要對鋼絞線的張力進(jìn)行定期檢查，以確保其在整個(gè)使用周期內(nèi)保持穩(wěn)定，并對鋼絞線的保護(hù)狀態(tài)進(jìn)行檢查，防止腐蝕或其他外界因素影響其性能。通過精確的設(shè)計(jì)模擬、細(xì)致的操作執(zhí)行以及嚴(yán)格的質(zhì)量控制，可以確保預(yù)應(yīng)力施工的成功，從而為公路工程道橋的長期穩(wěn)定性和安全性提供堅(jiān)實(shí)保障。

3.3 嚴(yán)格控制張拉壓漿過程

在張拉過程中，每根鋼筋或鋼絞線的張拉力度必須嚴(yán)格按照工程設(shè)計(jì)要求進(jìn)行。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，通常會使用先進(jìn)的張拉設(shè)備，如液壓張拉機(jī)，它們能夠提供精確的張拉力。張拉過程中，操作人員會通過計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)精確調(diào)整張拉力度，并監(jiān)控張拉過程中鋼筋或鋼絞線的伸長量，確保其與設(shè)計(jì)預(yù)測相符。環(huán)境因素如溫度和濕度對張拉過程也有顯著影響，在張拉前后需要對環(huán)境條件進(jìn)行監(jiān)測，并根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整張拉計(jì)劃。張拉完成后，壓漿的目的是確保鋼筋或鋼絞線周圍的空隙被高質(zhì)量的漿液填充，以防腐蝕并提供額外的保護(hù)。在進(jìn)行壓漿前，需要對漿液進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢測，包括其流動(dòng)性、凝結(jié)時(shí)間和粘度等。在實(shí)際壓漿操作中，通過使用高壓泵將漿液均勻地注入鋼筋或鋼絞線的孔道內(nèi)，同時(shí)確?？椎纼?nèi)無任何堵塞或空氣泡。為了確保漿液完全填滿孔道，操作人員需要從一端持續(xù)注漿，直至另一端流出的漿液清潔無雜質(zhì)。在整個(gè)張拉壓漿過程中，操作人員需要實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)記錄，包括記錄張拉力度、伸長量、漿液壓力和溫度等關(guān)鍵參數(shù)，如表1 所示。

表1 手動(dòng)壓漿機(jī)的參數(shù)設(shè)置

對于任何異常情況，比如張拉力度偏差、漿液流動(dòng)性不足，都需要立即進(jìn)行調(diào)整和處理。完成張拉壓漿過程后質(zhì)量檢測通常包括對漿液的密實(shí)度、孔道填充情況以及鋼筋或鋼絞線的張拉均勻性進(jìn)行檢測。這些檢測可以采用非破壞性檢測技術(shù)，如超聲波檢測，以確保整個(gè)張拉壓漿過程達(dá)到設(shè)計(jì)要求和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[5]。

4 結(jié)語

預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在公路工程道橋施工中的應(yīng)用，不僅展現(xiàn)了現(xiàn)代工程技術(shù)的發(fā)展趨勢，更是提升結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和工程質(zhì)量的關(guān)鍵。在未來的工程實(shí)踐中，施工團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)不斷優(yōu)化和深化預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用策略和方法，以確保工程結(jié)構(gòu)在滿足功能性和經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)，保證其長期的穩(wěn)定性和安全性。這種不斷進(jìn)步的技術(shù)將為公路工程道橋建設(shè)提供更加堅(jiān)實(shí)可靠的支撐，推動(dòng)工程技術(shù)在各種復(fù)雜環(huán)境中的廣泛應(yīng)用。