【摘要】預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)是市政橋梁工程項(xiàng)目施工過程中的重要施工技術(shù)之一，該技術(shù)通過在混凝土構(gòu)件中引入預(yù)應(yīng)力力學(xué)效應(yīng)提高了橋梁的承載能力和耐久性。因此作為市政橋梁工程項(xiàng)目的施工方，在實(shí)際施工中應(yīng)當(dāng)合理利用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)完成施工活動(dòng)。文中針對預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在市政橋梁工程施工中的應(yīng)用價(jià)值以及當(dāng)前市政橋梁工程施工存在的不足進(jìn)行了分析，探究了在市政橋梁工程施工中預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的應(yīng)用策略。

【關(guān)鍵詞】市政橋梁工程；預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)；預(yù)應(yīng)力模擬

【中圖分類號(hào)】TU757" " " "【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A" " " "【文章編號(hào)】1673-6028（2024）03-0142-03

1 預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在市政橋梁工程施工中的應(yīng)用價(jià)值

1.1 提高橋梁的承載能力

城市交通基礎(chǔ)設(shè)施的運(yùn)行和發(fā)展依賴于橋梁的安全和可靠性，所以提高橋梁的承載能力一直是市政工程施工中重要的施工目標(biāo)。市政橋梁在應(yīng)對不斷增長的車流、貨物運(yùn)輸需求以及應(yīng)急情況等挑戰(zhàn)時(shí)，必須能夠更好地應(yīng)對這些挑戰(zhàn)[1]。在這個(gè)背景下，預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)扮演了至關(guān)重要的角色。預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)通過在混凝土構(gòu)件內(nèi)施加預(yù)應(yīng)力力學(xué)效應(yīng)，使橋梁能夠更有效承受荷載。預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)通過在混凝土構(gòu)件施工之前施加預(yù)定的拉伸力，使構(gòu)件在荷載作用下更加穩(wěn)定，這種力學(xué)效應(yīng)可以抵消荷載引起的內(nèi)部張力，使橋梁更加堅(jiān)固。由于預(yù)應(yīng)力構(gòu)件能夠自行調(diào)整并分擔(dān)荷載，因此它顯著提高了橋梁的承載能力，減輕了構(gòu)件的變形，從而確保橋梁的可靠性。開裂是混凝土結(jié)構(gòu)常見的問題，一旦出現(xiàn)開裂的情況可能會(huì)降低結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和耐久性。通過在混凝土內(nèi)引入預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)構(gòu)件可以有效減少混凝土開裂的概率，這不僅延長了橋梁的使用壽命，還降低了維護(hù)成本。

1.2 減少橋梁的維護(hù)成本

預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)不僅提高了橋梁的承載能力，而且也有效地提升了橋梁的經(jīng)濟(jì)性。通過預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的應(yīng)用有助于減少城市橋梁的運(yùn)營成本，為其他關(guān)鍵項(xiàng)目提供了更多的可支配資金，進(jìn)一步確保了城市基礎(chǔ)設(shè)施的可持續(xù)性和穩(wěn)定性。傳統(tǒng)橋梁結(jié)構(gòu)在實(shí)際使用中受到多種因素的影響很容易出現(xiàn)破損問題，橋梁則需要經(jīng)常維護(hù)，導(dǎo)致維護(hù)成本居高不下。而采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)的橋梁則具備更高的耐久性，降低了維護(hù)工作的頻率和規(guī)模，從而有效降低了橋梁的維護(hù)成本。并且通過預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的應(yīng)用也有助于延長橋梁的使用壽命，由于這種技術(shù)能夠減少結(jié)構(gòu)的開裂和破損風(fēng)險(xiǎn)，使得橋梁具備更長的使用壽命，從而減少了橋梁更換和翻新的概率，有助于國家將有限的資源用于其他工程項(xiàng)目中。

1.3 提升橋梁的運(yùn)行安全性

作為城市交通基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分橋梁運(yùn)行過程中的安全性至關(guān)重要，提升橋梁運(yùn)行的安全性也一直是市政工程維護(hù)過程中的首要任務(wù)。而通過在施工的過程中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)，有效地提升了橋梁的安全性。預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在實(shí)際使用的過程中通過引入預(yù)應(yīng)力力學(xué)效應(yīng)，提升了橋梁的整體穩(wěn)定性。使得橋梁結(jié)構(gòu)在面對自然災(zāi)害、事故或不尋常的荷載等各種緊急情況時(shí)，能夠抵抗外部壓力和力量。預(yù)應(yīng)力技術(shù)使混凝土結(jié)構(gòu)更加堅(jiān)固，能夠更好地承受外部沖擊，從而減少了結(jié)構(gòu)破壞的可能性。同時(shí)預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的應(yīng)用降低了橋梁使用過程中變形和振動(dòng)的幅度，有助于保持橋梁的穩(wěn)定性和安全性。通過在橋梁中使用預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)構(gòu)件有效避免了橋梁實(shí)際使用過程中受到外部因素影響而導(dǎo)致出現(xiàn)過大震動(dòng)和變形，降低了橋梁在高風(fēng)速、交通擁堵或其他特殊情況下發(fā)生意外事故的概率，進(jìn)一步提升了橋梁在實(shí)際使用過程中的安全性。

2 當(dāng)前市政橋梁工程施工中存在的不足

2.1 施工質(zhì)量問題

在市政橋梁工程中施工質(zhì)量問題一直是工程項(xiàng)目施工過程中所面臨的主要問題。在實(shí)際施工的過程中很容易發(fā)生混凝土澆筑不均勻、鋼筋綁扎不牢固、焊接不合格及材料選擇不合理等問題，而這些問題的存在可能導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和耐久性受到影響。混凝土澆筑不均勻可能會(huì)引發(fā)結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)力嚴(yán)重不均衡，最終導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)裂縫和變形。這不僅影響了橋梁的性能，還可能危及通行安全。同時(shí)在施工的過程中如果鋼筋綁扎不牢固可能會(huì)減弱橋梁的結(jié)構(gòu)完整性。鋼筋在混凝土結(jié)構(gòu)中起著至關(guān)重要的支撐作用，綁扎不當(dāng)可能導(dǎo)致它們在負(fù)荷下脫落或松動(dòng)，從而使橋梁更容易發(fā)生變形和破壞。同時(shí)焊接問題可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的脆弱性。如果橋梁中使用的鋼構(gòu)件的焊接質(zhì)量存在問題，可能會(huì)導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)在承受高負(fù)荷下出現(xiàn)裂紋或局部損壞，危及使用安全[2]。

2.2 成本超支問題

成本超支問題一直是市政橋梁工程施工過程中的常見問題，他的發(fā)生往往是受到了多種因素的影響，如原始預(yù)算的不準(zhǔn)確性、設(shè)計(jì)的變更需求、未知問題的出現(xiàn)，以及施工管理的不善等。在工程啟動(dòng)階段，預(yù)算通常是基于先前項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)進(jìn)行制定的。如果項(xiàng)目的規(guī)模、復(fù)雜性或需求與先前的項(xiàng)目有明顯不同，預(yù)算可能會(huì)存在顯著的偏差。這種情況下，工程啟動(dòng)后可能需要使用額外的資金才可滿足項(xiàng)目的實(shí)際施工需求，導(dǎo)致成本超支。同時(shí)設(shè)計(jì)變更通常是導(dǎo)致成本超支的原因之一，在工程進(jìn)行中可能會(huì)出現(xiàn)新的需求、技術(shù)進(jìn)展或受到環(huán)境因素的影響需要對設(shè)計(jì)進(jìn)行修改。而這些設(shè)計(jì)變更可能需要額外的資源和成本，可能會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)成本超支問題。

2.3 安全問題

市政橋梁工程的施工過程中，安全問題一直備受關(guān)注。在進(jìn)行橋梁工程項(xiàng)目施工的過程中，施工人員經(jīng)常需要在高處高空作業(yè)，并操作大型機(jī)械設(shè)備，這使得施工人員在作業(yè)中面臨各種潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)。這些安全風(fēng)險(xiǎn)不僅涉及施工人員的健康和生命安全，還可能對工程的進(jìn)度和質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。在高聳橋梁結(jié)構(gòu)的施工中，人員需要在懸挑的平臺(tái)上作業(yè)，執(zhí)行各種任務(wù)。即使采取了必備的防護(hù)措施，高處作業(yè)仍然存在潛在危險(xiǎn)，很容易出現(xiàn)安全事故。同樣，操作大型機(jī)械設(shè)備開展施工活動(dòng)也可能引發(fā)事故和傷害。在橋梁項(xiàng)目的施工現(xiàn)場通常使用各種起重機(jī)、挖掘機(jī)和載重車等大型起重運(yùn)輸設(shè)備，如果出現(xiàn)了設(shè)備操作不當(dāng)或設(shè)備維護(hù)不到位的情況可能導(dǎo)致發(fā)生嚴(yán)重事故。這不僅對施工人員的安全產(chǎn)生了較大的威脅，還可能導(dǎo)致施工設(shè)備和橋梁結(jié)構(gòu)的損壞。在施工的過程中，施工單位如果沒有做好施工現(xiàn)場的清理工作，施工場地雜亂和擁擠也增加了事故風(fēng)險(xiǎn)。材料堆積、交通擁堵、工人來回穿行等都可能引發(fā)意外事件[3]。

3 市政橋梁工程施工中預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的應(yīng)用策略

3.1 進(jìn)行細(xì)致設(shè)計(jì)和規(guī)劃

在市政橋梁工程中，進(jìn)行細(xì)致的設(shè)計(jì)和規(guī)劃是確保預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)成功應(yīng)用的首要步驟。只有在做好規(guī)劃設(shè)計(jì)的情況下才可確保工程的高效性、安全性和可持續(xù)性。在開始設(shè)計(jì)和規(guī)劃前，工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)人員需要深入了解工程的需求，包括未來橋梁的負(fù)荷要求、通行要求和環(huán)境條件。通過深入分析橋梁項(xiàng)目的實(shí)際需求可以確保橋梁的設(shè)計(jì)能夠滿足未來長期使用的需求。同時(shí)，在設(shè)計(jì)的過程中做好橋梁跨度和結(jié)構(gòu)形式的選擇至關(guān)重要。它涉及考慮地理?xiàng)l件、地質(zhì)特性、交通流量等因素。不同的結(jié)構(gòu)形式可能需要不同的預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)方法，因此選擇合適的結(jié)構(gòu)形式至關(guān)重要。同時(shí)為了確保施工活動(dòng)的順利進(jìn)行，施工設(shè)計(jì)人員需要制定詳細(xì)的施工方法和工序規(guī)劃，以確保預(yù)應(yīng)力施工與其他施工活動(dòng)協(xié)調(diào)一致。

3.2 選擇優(yōu)質(zhì)材料

材料選擇在市政橋梁工程中起著至關(guān)重要的作用。為確?？梢宰畲笙薅劝l(fā)揮出預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值，必須精心挑選合適的材料，以確保結(jié)構(gòu)的耐久性和性能。在選擇施工材料時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)著重考慮混凝土和鋼材的質(zhì)量?；炷猎跇蛄航Y(jié)構(gòu)中占有重要地位，設(shè)計(jì)人員必須確保所選用的混凝土具有高耐久性和適當(dāng)?shù)目箟簭?qiáng)度。所使用的混凝土在制備過程中必須精確控制配合比、水灰比和凝結(jié)時(shí)間，以確保其性能符合標(biāo)準(zhǔn)要求。同時(shí)預(yù)應(yīng)力施工通常需要依賴高強(qiáng)度的預(yù)應(yīng)力鋼筋，所以選擇高質(zhì)量的鋼材至關(guān)重要。在實(shí)際施工過程中所使用的鋼筋必須符合國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗(yàn)，確保預(yù)應(yīng)力鋼筋的性能穩(wěn)定，以支撐橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性。而且不同的橋梁項(xiàng)目在實(shí)際施工的過程中對于施工材料的綜合性能也有不同的要求，尤其是在特殊環(huán)境下建設(shè)的橋梁可能需要使用特殊的具備較強(qiáng)抗侵蝕能力的混凝土材料。設(shè)計(jì)人員則需要根據(jù)工程的具體需求，考慮使用抗化學(xué)侵蝕的混凝土或具有特殊抗震性能的結(jié)構(gòu)材料。材料選擇的質(zhì)量直接關(guān)系到市政橋梁工程的性能、耐久性和安全性，設(shè)計(jì)人員必須深入了解和慎重選擇材料，確保其符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，為最終建成的橋梁提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，確保橋梁能夠安全可靠地運(yùn)行。

3.3 準(zhǔn)確計(jì)算和模擬預(yù)應(yīng)力

在市政橋梁工程中，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力計(jì)算和模擬是確保成功應(yīng)用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的關(guān)鍵步驟。預(yù)應(yīng)力計(jì)算和模擬不僅有助于確定橋梁所需的預(yù)應(yīng)力水平和最佳的預(yù)應(yīng)力鋼筋布置方案，還可以提前評估橋梁在不同荷載情況下的性能，確保建設(shè)完成的橋梁可以應(yīng)對實(shí)際使用的挑戰(zhàn)。預(yù)應(yīng)力計(jì)算整體較為復(fù)雜，在預(yù)應(yīng)力計(jì)算的過程中要考慮橋梁的幾何形狀、荷載要求、土壤條件和施工過程中的應(yīng)力影響。而通過精密的數(shù)學(xué)建模和工程計(jì)算，設(shè)計(jì)人員能夠確定所需的預(yù)應(yīng)力力量以及它們的應(yīng)用位置。有助于確保橋梁能夠在各種荷載情況下安全、穩(wěn)定地工作，承受交通和自然因素產(chǎn)生的荷載。同時(shí)進(jìn)行模擬是保證橋梁性能和安全性的有效措施，通過做好設(shè)計(jì)方案的模擬工作可以在實(shí)際施工之前對橋梁的性能進(jìn)行虛擬測試[4]。借助計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和工程軟件，設(shè)計(jì)人員可以模擬不同荷載下橋梁的具體表現(xiàn)，使得設(shè)計(jì)人員可以提前發(fā)現(xiàn)可能存在的問題，并采取相應(yīng)的糾正措施。

3.4 制定合理的施工計(jì)劃

在市政橋梁工程中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)進(jìn)行施工時(shí)，制定合理的施工計(jì)劃至關(guān)重要。制定科學(xué)合理的施工計(jì)劃不僅有助于確保施工的協(xié)調(diào)一致，還能提高工程的成功率和安全性。制定施工計(jì)劃時(shí)需要綜合考慮多個(gè)因素，包括工程時(shí)間表、材料供應(yīng)、人力資源和設(shè)備需求等。項(xiàng)目管理團(tuán)隊(duì)必須具備豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和技能以及全面地把握好項(xiàng)目的實(shí)際情況，以便在工程實(shí)際施工的過程中可以及時(shí)解決問題或變更具體的施工方案。而且在市政工程中通常會(huì)有多個(gè)平行的施工任務(wù)，如道路建設(shè)、橋梁結(jié)構(gòu)建設(shè)和排水系統(tǒng)安裝等，因此制定的施工計(jì)劃必須與其他施工活動(dòng)協(xié)調(diào)一致。施工單位在制定施工計(jì)劃時(shí)必須確保不同施工任務(wù)能協(xié)同進(jìn)行，避免不同的施工項(xiàng)目出現(xiàn)沖突導(dǎo)致延誤，從而提高整個(gè)工程的施工效率。特別是在制定預(yù)應(yīng)力技術(shù)施工計(jì)劃時(shí)，必須特別考慮預(yù)應(yīng)力施工的特殊性。在施工計(jì)劃中需要明確預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉和錨固的時(shí)間和順序，管理者需要對施工人員進(jìn)行培訓(xùn)和指導(dǎo)，以確保施工人員了解并遵守預(yù)應(yīng)力施工的有關(guān)要求。

3.5 做好質(zhì)量控制和監(jiān)測

在市政橋梁工程中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)進(jìn)行施工時(shí)做好質(zhì)量控制和監(jiān)測工作至關(guān)重要，通過做好質(zhì)量控制和監(jiān)測不僅確保預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉和錨固工作能正確執(zhí)行，還能實(shí)時(shí)監(jiān)測張拉力以確保預(yù)應(yīng)力水平符合設(shè)計(jì)要求。施工單位在開展質(zhì)量控制工作時(shí)，關(guān)鍵工作在于確保施工過程中各個(gè)環(huán)節(jié)的合規(guī)性，包括預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉、錨固，以及混凝土的澆筑和養(yǎng)護(hù)等。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，施工單位需要建立標(biāo)準(zhǔn)操作程序，確保各項(xiàng)施工活動(dòng)都可以嚴(yán)格地遵循有關(guān)規(guī)范進(jìn)行。同時(shí)，在進(jìn)行施工監(jiān)測的過程中，施工管理人員需要使用專門的張拉設(shè)備和傳感器來監(jiān)測預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉情況。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測張拉力的變化，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)不正常情況，從而采取糾正措施，確保預(yù)應(yīng)力水平達(dá)到設(shè)計(jì)要求。并且施工單位在開展質(zhì)量控制和監(jiān)測的過程中還需要定期進(jìn)行檢查和測試，檢查混凝土的質(zhì)量、預(yù)應(yīng)力鋼筋的強(qiáng)度和錨固的可靠性等，確保材料和施工都符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。質(zhì)量控制和監(jiān)測的目標(biāo)是確保橋梁的結(jié)構(gòu)性能達(dá)到最高標(biāo)準(zhǔn)，通過做好質(zhì)量控制和監(jiān)測不僅有助于減少施工中的不確定性風(fēng)險(xiǎn)，還能夠提高橋梁的可持續(xù)性和安全性。

4 結(jié)語

市政橋梁工程中的預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)是具有較高應(yīng)用價(jià)值的一種技術(shù)，通過預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的應(yīng)用提高了橋梁的承載能力、耐久性和安全性，同時(shí)降低了橋梁的維護(hù)成本。這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用為城市交通基礎(chǔ)設(shè)施的可持續(xù)發(fā)展提供了有力的支持，確保了城市居民的出行便利和安全。未來預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)也將不斷創(chuàng)新和發(fā)展，會(huì)進(jìn)一步改善城市橋梁工程的質(zhì)量和可持續(xù)性。

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［作者簡介］趙陽（1979—），男，山東萊西人，本科，研究方向：市政工程。