中圖分類號:TU99 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:2096-6903(2025)03-0022-03
1市政路橋工程的特點(diǎn)
1.1工程規(guī)模龐大且復(fù)雜
市政路橋工程通常涉及大規(guī)模的土方開挖、混凝土澆筑、鋼筋綁扎等作業(yè),工程量大且施工環(huán)節(jié)眾多,且由于市政路橋工程會穿越城市的繁華區(qū)域,需要考慮到對現(xiàn)有交通的影響,因此施工難度較高。市政路橋工程涉及多個專業(yè)領(lǐng)域的交叉,如結(jié)構(gòu)工程、排水工程、電氣工程等,各專業(yè)之間的協(xié)調(diào)配合也是一項(xiàng)復(fù)雜而繁瑣的任務(wù)。
1.2施工環(huán)境多變
市政路橋工程的施工環(huán)境具有多樣性和不確定性,施工地點(diǎn)可能位于城市中心、郊區(qū)或鄉(xiāng)村等不同地域,地理環(huán)境、氣候條件以及施工條件差異顯著。市政路橋工程通常需要在現(xiàn)有道路或橋梁的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造或擴(kuò)建,施工過程中需要應(yīng)對各種突發(fā)情況,如地下管線的遷移、交通疏導(dǎo)等,所以要求市政路橋工程具備強(qiáng)大的應(yīng)變能力和靈活性,以適應(yīng)多變的施工環(huán)境[]。
1.3對材料要求高
由于市政路橋工程受到交通荷載和自然環(huán)境的影響,所以必須使用高質(zhì)量、高性能的建筑材料來確保工程的安全性和耐久性。為此,在橋梁施工中需要使用高強(qiáng)度、高韌性的鋼材和混凝土。在道路施工中,則需要使用耐磨、防滑的路面材料,并需要考慮材料的環(huán)保性和可持續(xù)性,以降低工程對環(huán)境的影響。
1.4技術(shù)含量高
在科技不斷進(jìn)步和創(chuàng)新的影響下,市政路橋工程領(lǐng)域涌現(xiàn)出許多新技術(shù)、新材料和新工藝,如預(yù)應(yīng)力技術(shù)、高性能混凝土技術(shù)、智能化施工技術(shù)等。技術(shù)應(yīng)用不僅提高了市政路橋工程的施工效率和質(zhì)量,還推動了行業(yè)的持續(xù)發(fā)展和進(jìn)步。同時市政路橋工程需要具備一支高素質(zhì)、專業(yè)化的技術(shù)團(tuán)隊(duì)來支撐工程的順利實(shí)施。
1.5工期緊張且受季節(jié)影響大
市政路橋工程需要在限定的時間內(nèi)完成施工任務(wù),以滿足城市交通和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求,因此工期緊張是市政路橋工程的顯著特點(diǎn)。市政路橋工程的施工還受到季節(jié)變化的影響,比如在雨季施工時,需要采取防水措施來確保工程的順利進(jìn)行,而在冬季施工時,則需要考慮低溫對材料性能和施工質(zhì)量的影響。所以要求市政路橋工程具備科學(xué)的施工組織和管理能力,以應(yīng)對緊張的工期和季節(jié)變化帶來的挑戰(zhàn)。
2 預(yù)應(yīng)力技術(shù)及其優(yōu)勢
2.1預(yù)應(yīng)力技術(shù)的內(nèi)涵
預(yù)應(yīng)力技術(shù)是指在結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受外部荷載之前,通過預(yù)先施加壓應(yīng)力的方式,對結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固和提升的一種技術(shù)。該技術(shù)基本原理是利用鋼材的高強(qiáng)度特性,在結(jié)構(gòu)構(gòu)件受拉區(qū)域預(yù)先張拉鋼材,使其產(chǎn)生一定的預(yù)壓應(yīng)力,當(dāng)外部荷載作用在結(jié)構(gòu)上時,預(yù)壓應(yīng)力將與外部荷載產(chǎn)生的拉應(yīng)力相抵消,從而減小或避免結(jié)構(gòu)開裂的可能性,提高結(jié)構(gòu)的整體承載能力和耐久性。
預(yù)應(yīng)力技術(shù)的發(fā)展可以追溯到20世紀(jì)初,當(dāng)時主要用于解決混凝土結(jié)構(gòu)在使用過程中出現(xiàn)的開裂和變形問題。近年來,在科技不斷進(jìn)步和材料更新?lián)Q代的推動下,預(yù)應(yīng)力技術(shù)得到了迅速的發(fā)展和完善。尤其是在高強(qiáng)度鋼材和新型錨固系統(tǒng)的出現(xiàn)后,預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大,從最初的簡單混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)展到如今的大型復(fù)雜市政路橋工程[2]。
預(yù)應(yīng)力技術(shù)的實(shí)施涉及多個關(guān)鍵要素,包括預(yù)應(yīng)力材料的選擇、張拉工藝的控制、錨固系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及施工質(zhì)量的監(jiān)控等。其中預(yù)應(yīng)力材料是實(shí)施預(yù)應(yīng)力技術(shù)的物質(zhì)基礎(chǔ),其質(zhì)量的好壞直接影響預(yù)應(yīng)力效果的好壞。所以在選擇預(yù)應(yīng)力材料時,應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行選材,確保材料的質(zhì)量和性能滿足設(shè)計(jì)要求。
張拉工藝是預(yù)應(yīng)力技術(shù)實(shí)施過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。張拉過程中需要嚴(yán)格控制張拉力和張拉順序,以確保預(yù)應(yīng)力筋的張拉效果符合設(shè)計(jì)要求。此外,還需要注意張拉過程中的安全防護(hù)措施,避免發(fā)生安全事故。錨固系統(tǒng)是確保預(yù)應(yīng)力筋有效傳遞預(yù)應(yīng)力的關(guān)鍵部件,錨固系統(tǒng)需要確保預(yù)應(yīng)力筋在張拉過程中能夠牢固地錨固在混凝土中,從而有效地傳遞預(yù)應(yīng)力。
2.2 預(yù)應(yīng)力技術(shù)的優(yōu)勢
第一,提高結(jié)構(gòu)承載能力。預(yù)應(yīng)力技術(shù)的核心在于通過在結(jié)構(gòu)構(gòu)件受拉區(qū)域預(yù)先張拉鋼材,使其產(chǎn)生一定的預(yù)壓應(yīng)力,預(yù)壓應(yīng)力與外部荷載產(chǎn)生的拉應(yīng)力相抵消,從而顯著提高結(jié)構(gòu)的承載能力。在市政路橋工程中,橋梁、道路等結(jié)構(gòu)需要承受巨大的交通荷載和自然環(huán)境的影響,而預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用能夠有效提升結(jié)構(gòu)的承載能力,確保工程的安全性和穩(wěn)定性。
第二,減小結(jié)構(gòu)變形和裂縫風(fēng)險。市政路橋工程在使用過程中,由于外部荷載和自然環(huán)境的作用,結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)變形和裂縫等問題,不僅影響工程的美觀性和使用性能,還會對結(jié)構(gòu)的安全性構(gòu)成威脅,而預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用,通過預(yù)先施加的壓應(yīng)力,能夠有效抵消外部荷載產(chǎn)生的拉應(yīng)力,從而減小結(jié)構(gòu)的變形和裂縫風(fēng)險,延長工程的使用壽命[3]。
第三,優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在傳統(tǒng)的路橋設(shè)計(jì)中,為了滿足結(jié)構(gòu)的承載能力和使用性能要求,通常需要采用較大的構(gòu)件尺寸和復(fù)雜的結(jié)構(gòu)形式。而預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用,使得結(jié)構(gòu)在受拉區(qū)域產(chǎn)生了預(yù)壓應(yīng)力,從而減小了構(gòu)件的實(shí)際受力,使得結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加靈活和高效,不僅能夠降低工程的材料成本和施工難度,還能夠提升工程的整體美觀性和使用性能。
第四,提高施工效率。預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用,使得結(jié)構(gòu)構(gòu)件的尺寸和質(zhì)量得到了優(yōu)化,減小了施工過程中的搬運(yùn)和安裝難度。且預(yù)應(yīng)力技術(shù)的張拉工藝相對簡單且易于控制,能夠?qū)崿F(xiàn)快速、準(zhǔn)確的張拉操作,從而縮短施工周期,提高施工效率,對于城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速推進(jìn)具有重要意義。
第五,增強(qiáng)工程耐久性。市政路橋工程需要長期承受交通荷載和自然環(huán)境的影響,因此對其耐久性要求極高。預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用能夠有效提升工程的耐久性,通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、減小變形和裂縫風(fēng)險等措施,延長了工程的使用壽命,還可以與其他防腐、防水等措施相結(jié)合,形成綜合防護(hù)體系,進(jìn)一步提高工程的耐久性。
3 預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)
3.1預(yù)應(yīng)力筋張拉技術(shù)的應(yīng)用
在施工前,需要對張拉設(shè)備、預(yù)應(yīng)力筋等材料進(jìn)行檢查和驗(yàn)收,確保其質(zhì)量符合要求,并對施工現(xiàn)場進(jìn)行清理和平整,為張拉施工創(chuàng)造良好的條件。根據(jù)設(shè)計(jì)要求,選擇合適的張拉設(shè)備,并進(jìn)行安裝和調(diào)試,張拉設(shè)備主要包括張拉千斤頂、油泵、壓力表等,設(shè)備之間需要精確配合,以確保張拉力的準(zhǔn)確傳遞和控制。將預(yù)應(yīng)力筋按照設(shè)計(jì)要求穿入波紋管中,并對其進(jìn)行定位。該過程中注意保護(hù)預(yù)應(yīng)力筋的外表面,避免其受到損傷。在張拉操作前,需要對預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行預(yù)緊,以消除其松弛現(xiàn)象。之后按照設(shè)計(jì)要求的張拉順序和張拉力大小,逐步對預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行張拉,張拉過程中密切觀察壓力表的變化,確保張拉力的準(zhǔn)確控制。
在張拉過程中,需要嚴(yán)格控制張拉力的大小,避免其超過設(shè)計(jì)要求的范圍,并保持張拉速度的均勻性,以防止預(yù)應(yīng)力筋產(chǎn)生過大的應(yīng)力集中現(xiàn)象。張拉順序的合理確定對于確保張拉效果會產(chǎn)生直接影響,通常應(yīng)遵循“對稱、均勻、分批”的原則進(jìn)行張拉操作,以降低混凝土構(gòu)件的變形和開裂風(fēng)險。
3.2預(yù)應(yīng)力筋穿束技術(shù)的應(yīng)用
預(yù)應(yīng)力筋穿束技術(shù)是指在市政路橋工程施工中,將預(yù)應(yīng)力筋按照設(shè)計(jì)要求穿入波紋管或其他類型管道中,以便后續(xù)進(jìn)行張拉和錨固的技術(shù)。穿束技術(shù)的目的是確保預(yù)應(yīng)力筋能夠準(zhǔn)確、順暢地穿過混凝土構(gòu)件,形成有效的預(yù)應(yīng)力體系,從而提高結(jié)構(gòu)的整體性能。
在施工過程中根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙,確定預(yù)應(yīng)力筋的穿束位置,并在混凝土構(gòu)件上進(jìn)行標(biāo)定。在標(biāo)定位置安裝波紋管,確保其軸線與預(yù)應(yīng)力筋的設(shè)計(jì)位置相吻合。波紋管安裝要牢固、穩(wěn)定,避免在穿束過程中發(fā)生移位或變形。將預(yù)應(yīng)力筋按照設(shè)計(jì)要求的順序和數(shù)量穿入波紋管中,穿束過程中需要保持預(yù)應(yīng)力筋的平直,避免出現(xiàn)彎曲、扭曲等現(xiàn)象,同時需注意保護(hù)預(yù)應(yīng)力筋的外表面,防止其在穿束過程中受到損傷。在預(yù)應(yīng)力筋穿束完成后,需要對其進(jìn)行檢查,確保每一根預(yù)應(yīng)力筋都準(zhǔn)確穿入了波紋管中,且沒有出現(xiàn)錯位、交叉等現(xiàn)象,如有問題需及時進(jìn)行調(diào)整和處理。
3.3預(yù)應(yīng)力壓漿技術(shù)的應(yīng)用
預(yù)應(yīng)力筋張拉完成后,通過壓力將特制的水泥漿液注入預(yù)應(yīng)力筋的管道中,以填充管道內(nèi)的空隙,增強(qiáng)預(yù)應(yīng)力筋與混凝土之間的粘結(jié)力,并保護(hù)預(yù)應(yīng)力筋免受外界環(huán)境的侵蝕。壓漿技術(shù)的應(yīng)用能夠有效提高預(yù)應(yīng)力結(jié)
構(gòu)的耐久性和安全性。
在施工前需要對壓漿設(shè)備、水泥漿液等材料進(jìn)行檢查和準(zhǔn)備,確保其質(zhì)量符合施工要求,并對預(yù)應(yīng)力筋管道進(jìn)行清理,確保管道內(nèi)無雜物、油污等,為壓漿操作創(chuàng)造良好的條件。根據(jù)設(shè)計(jì)要求,選用合適的水泥、添加劑和水等原材料,按照一定比例進(jìn)行混合配制,制備出符合性能要求的水泥漿液。漿液配制需要嚴(yán)格控制水灰比、稠密度等參數(shù),以確保漿液的質(zhì)量。
在預(yù)應(yīng)力筋張拉完成后,立即進(jìn)行壓漿操作,將制備好的水泥漿液通過壓漿設(shè)備注入預(yù)應(yīng)力筋管道中,保持一定的壓力,直至管道內(nèi)充滿漿液且排出端有漿液連續(xù)流出為止。壓漿過程中注意控制壓漿速度和壓力,避免漿液產(chǎn)生離析或堵塞管道。壓漿完成后,需要對壓漿部位進(jìn)行養(yǎng)護(hù),確保漿液充分硬化并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度,并對壓漿質(zhì)量進(jìn)行檢查,包括漿液是否飽滿、管道是否暢通等,如有問題需及時進(jìn)行處理。
水泥漿液的質(zhì)量直接影響到壓漿效果的好壞,所以在配制漿液時要嚴(yán)格控制原材料的質(zhì)量和比例,確保漿液的性能符合設(shè)計(jì)要求。壓漿操作應(yīng)在預(yù)應(yīng)力筋張拉完成后立即進(jìn)行,以避免預(yù)應(yīng)力筋因長時間暴露在外界環(huán)境中而受到腐蝕。在漿液初凝前完成所有壓漿工作,以確保漿液能夠充分填充管道并形成良好的粘結(jié)力。壓漿過程中必須合理控制壓漿壓力和速度,避免漿液產(chǎn)生離析、泌水等現(xiàn)象,壓力過高容易導(dǎo)致管道破裂,速度過快則容易導(dǎo)致漿液未能充分填充管道。
3.4智能化預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的應(yīng)用
智能張拉系統(tǒng)通過高精度傳感器實(shí)時監(jiān)測張拉過程中的張拉力、伸長量等關(guān)鍵參數(shù),并根據(jù)預(yù)設(shè)的程序自動調(diào)整張拉設(shè)備的狀態(tài),確保張拉過程的精準(zhǔn)性和一致性。其能夠?qū)埨瓟?shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時記錄和分析,為施工質(zhì)量控制提供有力支持。
在市政路橋工程中,智能張拉系統(tǒng)的應(yīng)用能夠顯著提高預(yù)應(yīng)力筋的張拉質(zhì)量,減少人為操作誤差,提升施工效率,有效避免張拉過程中的安全隱患,保障施工人員的安全。智能壓漿系統(tǒng)通過智能化設(shè)備對漿液進(jìn)行精確計(jì)量和混合,確保漿液的質(zhì)量和性能符合設(shè)計(jì)要求,能夠?qū)崟r監(jiān)測壓漿過程中的壓力、流量等參數(shù),并根據(jù)實(shí)際情況自動調(diào)整壓漿設(shè)備的狀態(tài),確保壓漿的均勻性和密實(shí)性。在市政路橋工程中,智能壓漿系統(tǒng)的應(yīng)用能夠有效提升預(yù)應(yīng)力筋與混凝土之間的粘結(jié)強(qiáng)度,增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性和耐久性,還可以減少漿液浪費(fèi),降低施工成本,提高施工效率。
4預(yù)應(yīng)力技術(shù)在工程施工中的具體應(yīng)用
4.1在公路橋梁加固中的應(yīng)用
在市政路橋工程的梁底加固中,加固前需要對橋梁進(jìn)行全面的檢測與評估,確定加固的范圍和程度,并準(zhǔn)備好預(yù)應(yīng)力筋、錨具、張拉設(shè)備等必要材料,并確保其質(zhì)量符合施工要求,之后根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙,在梁底精確布置預(yù)應(yīng)力筋,布置完成后進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋的張拉工作,張拉過程中嚴(yán)格控制張拉力和伸長量,確保預(yù)應(yīng)力筋均勻受力,避免局部應(yīng)力集中。張拉完成后立即進(jìn)行壓漿操作,將水泥漿液注入預(yù)應(yīng)力筋管道內(nèi),確保預(yù)應(yīng)力筋與混凝土之間的粘結(jié)力,壓漿完成后對錨具進(jìn)行封閉處理,防止錨具銹蝕和松動。加固完成后,需要對梁底進(jìn)行效果評估和長期監(jiān)測,通過對比加固前后的橋梁性能數(shù)據(jù),驗(yàn)證預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的有效性,并為后續(xù)維護(hù)提供數(shù)據(jù)支持。
在市政路橋工程的梁頂加固中,需特別注意與原有結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)與配合,張拉過程中同樣要嚴(yán)格控制張拉力和伸長量,確保預(yù)應(yīng)力筋的受力均勻和穩(wěn)定。張拉完成后,進(jìn)行混凝土澆筑工作,將預(yù)應(yīng)力筋與原有結(jié)構(gòu)牢固地連接在一起,澆筑完成后進(jìn)行必要的養(yǎng)護(hù)措施,確?;炷脸浞钟不⑦_(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度。
4.2在受彎構(gòu)件施工中的應(yīng)用
受彎構(gòu)件在荷載作用下,其截面將發(fā)生顯著的彎曲變形,不僅影響構(gòu)件的外觀和使用性能,還會導(dǎo)致構(gòu)件的破壞。在彎曲荷載作用下,受彎構(gòu)件的截面應(yīng)力分布呈現(xiàn)出明顯的不均勻性,截面上部受壓,下部受拉,且應(yīng)力大小隨著距中性軸的距離的增加而增加,且由于應(yīng)力分布的不均勻性,受彎構(gòu)件在承受荷載時,其材料的利用率相對較低。特別是在構(gòu)件的截面尺寸較大時,該現(xiàn)象更為明顯。
5結(jié)束語
在市政道路橋梁工程中,預(yù)應(yīng)力技術(shù)具有多項(xiàng)應(yīng)用優(yōu)勢,能夠全面提升施工效率、質(zhì)量以及安全性,所以需要進(jìn)一步加強(qiáng)對預(yù)應(yīng)力技術(shù)的創(chuàng)新,從而提高其應(yīng)用水平,推動市政道橋工程建設(shè)發(fā)展。
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