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摘要：随着社会的发展，技术的进步，我国建设工程事业取得长足发展，预应力混凝土施工控制技术作为建筑施工的关键技术，在建筑施工过程中发挥了重要作用。预应力的混凝土结构与传统结构相比具有抗压、抗拉性能好，抗裂变形能力强等优点，一经推出便受到了广大施工企业与施工队伍的青睐，并逐渐成为了影响工程建筑施工质量的重要因素。因此，重视预应力混凝土施工控制技术，不断探索，勇于创新，将新技术，新理念应用到预应力混凝土施工控制技术中，对我国建筑工程的施工质量、施工效率、施工安全具有重要的现实意义与长远价值。本文首先结合预应力混凝土施工控制技术的发展现状与实际应用情况，对其研究的意义进行阐述，其次对预应力混凝土施工的相关理论进行了介绍，然后针对当前预应力混凝土施工控制技术存在的问题，提出了相应的技术优化对策，以期使其能更好的服务于我国建筑工程事业。
关键词：预应力；混凝土；施工控制技术；优化对策
随着我国建筑工程事业快速的发展，人们逐渐认识到良好的施工控制技术是工程建设施工质量的重要保障，将新技术、新方法、新理念应用到我国建筑工程施工建设中，不仅能够大幅降低人力、物力与财力的投入，而且可以有效提高建筑施工质量与施工效率，促进社会的健康发展。预应力的混凝土结构与传统结构相比具有明显的优势，它的广泛应用与普及提高了我国工程建筑的施工质量，随着社会的发展，时间的推移，相信在不久的未来预应力混凝土施工控制技术必将不断发展，日益完善，成为工程建筑施工中不可替代的关键技术。
一、研究背景和意义
预应力混凝土结构具有结构轻，抗压、抗拉性能好抗震、抗裂能力强等一系列优点，因此也得到了广大施工单位的青睐，并得到广泛应用，然而，在实际的建筑施工过程中，受施工原材料、设备型号与质量、施工工艺的选择、操作人员综合素质、管理能力等多方面因素影响，常常出现一些特殊状况，对预应力混凝土结构的整体性能产生影响，进而对工程施工的施工质量与施工安全产生影响，本文旨在不断提高预应力混凝土施工和管理水平，对常出现的一些情况进行分析、处理，从而达到混凝土最佳受力状态、结构性能安全可靠。
二、预应力混凝土施工理论概述
（一）预应力混凝土施工控制技术概述
预应力混凝土施工控制技术是当前工程施工的重要组成，是工程施工质量与施工进度的重要保障。在施工的过程中，受一些客观因素与不确定因素的影响，施工控制技术主要对施工原材料的质量、施工技术的选择、荷载能力的预估、施工位置的确定等进行控制，通过比较理想施工状态和实际施工状态的差异，对施工状态进行及时调整。例如，梁桥工程施工主要控制技术包括顶推法、悬臂施工法、就地浇筑法等，其中桥梁施工控制在桥梁工程的施工质量保障中起到了重要的作用，施工控制能够对施工中的任何一个阶段进行实时检测，对结构的实际变形与内力进行预估，进而使施工按照预定的计划执行。
（二）预应力混凝土施工常见技术分类
1、一般预应力混凝土施工技术
通常所说的预应力混凝土施工技术指的就是为了防止混凝土产生裂缝而在施工中预先对构件提供必需的压应力，即针对构件的受力形式对其首先提供一个马上要承载的反作用力，利用该压应力的施工抵消其在使用中受到的荷载拉应力，这不但能够很好的去除结构荷载，并且可以有效提高构件的强度、刚度以及承载力，在改进谐振以及弹性变形的前提下，确保桥梁施工质量。预应力混凝土桥梁工程的施工过程中，务必要将实际性的结构尺寸和设计型的结构尺寸进行多次对比和分析，根据不同的应用控制措施将两者的偏差情况限定在合理的范围内。
2、后张法预应力混凝土施工技术
所谓的后张法预应力混凝土施工技术主要指的是在实际的工程施工中，通过机械拉张的方式，来对强度较高的钢材进行张拉，然后将拉张后的钢材与混凝土混合后，锚固在构件中，使其产生巨大的预压力，进而通过产生的预压力来对混凝土进行加压，通过这种形式形成高强度的钢筋混凝土结构。这种结构与普通混凝土结构相比，其承压能力更强、抗震能力更优，同时前者与后者相比也具有更大的承压范围，这不仅有效节约材料，降低了成本，而且减轻了结构自重，换句话说，就后张法预应力混凝土施工技术下的混凝土结构可以设计的很小，但其承压能力更强，承压范围更广。另外，后张法预应力混凝土施工技术还增加了预应力的拉伸环节，在混凝土结构中加入了更多的钢材，使整个结构的刚性大幅提升，降低了钢筋产生的拉力，进而降低了实际应用中钢筋被拉断的频率，使结构的的刚度得到有效提升。
（三）预应力混凝土结构的特点
预应力混凝土是为了防止钢筋混凝土结构过早出现裂变，利用高强度混凝土和高强度钢筋，在混凝土结构承受使用荷载前，通过人为地施加外力减小或者抵消构件以及处于拉应力状态下的混凝土构件受到的拉应力。预应力是用来减小或者抵消荷载所引起的混凝土拉应力，并且将构件承受的拉应力保持在小范围内，推迟混凝土出现裂变现象提高整体结构的抗裂变性能。预应力混凝土根据预加应力值的大小对构件截面裂缝控制程度的不同分为全预应力混凝土、部分预应力混凝土以及无粘结预应力钢筋三种。总体上来说，预应力混凝土结构主要包括以下三大方面的特点：首先，该结构具有很好的抗裂性能，同时结构的刚度相对较高，这主要是利用增加构件预应力的方式，来降低裂缝出现的概率，这种方式可以有效增强构件的刚度。（2）材料节省，结构轻，由于预应力混凝土结构使用了高强度的材料，在保障同等承压能力的情况下，有效节约了钢材和混凝土的使用量，这在一定程度上减小了结构的自重。（3）受压构件具有较强的稳定性，通过对钢筋混凝土柱施加预应力能够使纵向钢材得到有效张拉，这就使得预应力钢筋的承压能力大幅增强，同时提高了混凝土结构的抗压能力。另外，需要注意的是预应力混凝土结构也存在一些不足之处，比如施工难度大、资金消耗大、施工周期长等。
三、影响预应力混凝土桥梁施工质量的因素
（一）混凝土材料。
结构参数是结构施工控制中模拟分析的基础资料，其准确性直接影响分析结果的准确性。结构参数主要包括：结构构件截面尺寸、结构材料弹性模量、材料容重、材料热膨胀系数、施工荷载和预应力。
（二）施工监测
施工监测是桥梁施工控制最有效的手段。结构应力、变形监测是施工监测最基本的内容。及时跟踪施工环节并进行应力、位移的监测，确保施工质量。由于测量仪器的精度、测量方法、环境变化等影响，监测数据总会存在一定的误差，这种误差的存在可能影响我们对目前实际状态的判断。所以，要尽量控制测量方法上带来的误差以及结构分析可能各种误差影响因素。
（三）结构计算分析模型。
无论采用什么分析方法和手段，总要对实际桥梁结构进行简化和建立计算模型。这种简化的汁算模型与实际情况之间存在着差异，包括这种假定：边界条件处理，计算模型本身的精度等。控制中需要在方面做大量的工作，必要时还要进行专门的实验研究，使计算模型所产生的影响降到最低限度。
（四）温度变化。
温度变化对桥梁结构的受力与变形影响很大，这种影响随温度的改变而改变，如果施工控制中忽视了该项因素，就必然难以得到结构的真实状态数据，从而也难保证控制的有效性，所以，必须考虑温度变化的影响。
（五）混凝土收缩。
混凝土收缩能使混凝土产生内应力，导致路面或桥梁结构发生变形，甚至裂缝，从而降低其强度和刚度。此外收缩还能使混凝土内部产生内应力或徽裂缝，破坏混凝土的结构，降低混凝土的耐久性。对预应力混凝土结构，由于混凝土收缩，会产生应力损失。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在大跨径桥梁施工中这种影响比较突出，施工控制中予以认真研究，以期采用合理的符合实际的徐变参数和计算模型。
四、预应力混凝土容易出现的质量问题
（一）波纹管堵塞问题
混凝土浇筑施工完成后，波纹管可能堵塞。如果发生波纹管堵塞的情况，很容易使得预应力钢绞线无法穿过，或者在张拉预应力时，钢绞线的实际伸长值与设计值相差太大，从而影响正常施工进程。波纹管在安装过程中，通常由于工人未按照规范操作，使得波纹管的定位不准确，进而导致波纹管发生弯折或扭曲，这是导致波纹管堵塞的重要原因之一。此外，在振捣混凝土时，如果振动操作失误，会使得波纹管破裂，导致混凝土渗透到波纹管中，最终堵塞波纹管。
（二）孔道压浆不够饱满
在对预应力孔道压浆时，容易出现混凝土填充不足，压浆不饱满的问题，进而使得浆体不能与混凝土结构紧密连接。在此状况下，预应力钢绞线也未完全被水泥浆包裹，从而导致其发生锈蚀，最终降低了桥梁的整体结构稳定性。灌浆不足的原因可能是由于压浆管堵塞，使灌浆不能完全填充管道内，或者由于波纹管内存在残余水，使得水泥浆无法完全填满。另外，灌浆的配合比不合理或者压浆完毕后的养护工作不及时，不到位，也可能影响浆料的丰满度。
（三）孔道灌浆不密实
在曲线孔道的上弯曲部分压浆后，较大的新月形空隙或较大的空隙比较容易出现。这种现象在具有大曲率的孔道中更为常见。这是由于孔道在压浆之后，水泥浆在重力作用下向下沉积，水则会向上浮，从而使得泌水聚集在弯曲孔道的上部，当水被蒸发或被吸收时，曲线孔道上的弯曲部分就会出现空隙；在较高的液体压力下，泌水将进入钢绞线的间隙，然后向上流动到顶部锚头的下面，从而产生空隙。此外，在水泥浆制备过程中，如果水灰比过大，抑或减水剂和膨胀剂掺入量过小，同样会导致水泥浆出现严重泌水的问题。在注浆施工中，如果注浆压力不足，则会出现压浆不到位的情况，进而导致水泥浆体不密实或顶部泌水，水泥浆排不出去。
（四）钢绞线滑丝或者断丝问题
预应力混凝土施工过程中，钢绞线的滑丝和断线的现象也是常见的。滑丝是指在预应力拉张后，夹具不能夹紧钢绞线或钢丝而使其出现滑动的情况；断丝是指钢绞线或钢丝在张紧夹持时被夹片夹断。在施工过程中出现滑丝或者断丝的原因可能是由于夹片的硬度不符合设计要求，或绞合钢丝或钢丝的直径不能满足要求，导致材料质量不稳定。此外，如果钢绞线或锚固件存在质量问题，则也可能导致钢丝因不均匀受力进而出现断丝的情况。
（五）曲线孔道竖向位置偏差
在预应力桥梁的施工过程中，经常会出现支座坐标偏低、跨中坐标偏高的问题。这一问题在多跨连续预应力桥梁中尤为突出。而曲线孔道竖向坐标的偏差将对桥梁的承载力和抗裂性产生严重影响。这个问题可能是由于控制孔道的垂直坐标的钢支撑在计算或安装过程中不准确，或者可能是由于竖向坐标节点处的竖直和水平钢筋太多，使得曲线孔道不能精确的安装在设计位置。此外，由于操作工人的操作误差，在安装和绑扎钢筋时，位置控制得不准确，这也是影响曲线孔道垂直坐标偏差的原因之一。
五、预应力混凝土技术在路桥施工的控制措施
从以上研究可以看出，预应力混凝土技术在道路桥梁施工中的应用主要包括选择合适的预应力钢绞线、加固工程的预应力技术和预应力锚具的选择等方面。根据其具体应用，可以进一步深化预应力混凝土技术在路桥施工中的应用。这也可以进一步优化预应力混凝土技术在路桥施工中的控制措施。下面我们将重点讨论这些控制措施，主要包括以下三个方面：
（一）混凝土结构的设计
混凝土结构设计是整个工程的基础。在进行工程施工时，首先要进行预应力混凝土结构的相关设计。该设计应与施工环境等因素相联系，确保最终设计结果符合设计要求。在设计过程中，还需要不断地验证核实一些数据，以保证设计的正确性。在施工过程中，总体结构强度检验测算和使用材料的应力校核要非常准确。对于可能发生变形的材料，有必要确保其对整个工程的影响不大，不会对建筑物的功能和外观造成不良影响。
（二）预应力技术的质量控制
在施工过程中，有必要对预应力钢材料进行应力验证。由于施工过程中各控制点存在差异，应进一步确认钢材的曲线形状，并对其进行很好的固定，这样整个项目就可以顺利的开展。对于施工中发现的问题，需要及时处理，并相应调整工作计划，减少工程不必要的损失。其次，在压浆和张拉过程中，也有必要控制拉张力，确定其满足工作的基本要求。如钢绞线伸长值等数据的变化需要实时记录；灌浆时则要对其工程应用的量、注浆工艺进行确认，保证灌浆孔道内的水泥浆充满度。最后，需要密封每个外露的孔或其他孔道，以防止一些异物进入堵塞孔道。此外，一些工程中的用水也需要加以控制和管理，以减少不必要的浪费，最大限度地确保经济效益。
（三）混凝土质量控制措施
1、原材料：在预应力桥梁施工项目中，混凝土的质量和性能对整个工程的质量而言有着举足轻重的影响。水泥是混凝土的主要原材料，水泥的品种和质量必须满足工程设计的要求。在进入施工现场之前，施工方应严格测试水泥的品种、等级和生产日期，以确保其质量完全符合桥梁工程设计的要求；混凝土中的骨料需要严格控制材料的粒度。粗骨料的最大粒径不应超过构件的横截面尺寸的25%，并且应小于钢筋最小间距的75%。混凝土配合比是保证混凝土稳定性的关键，应严格按照设计要求来确定。配合比设计也应综合考虑桥梁施工的要求及要求、气候特点以及运输方式等外部因素。
2、搅拌：在搅拌混凝土前，必须按照设计要求严格计量所用到的原材料。按设计要求的顺序进行投放搅拌，在混合搅拌过程中应严格控制水量，按照规定的搅拌时间，确保混凝土搅拌均匀，符合工程要求。
3、浇筑：混凝土浇筑时，应避免出现分层离析的现象。运送到现场的混凝土应立即浇筑入模具中。在振捣混凝土时，应确保振捣充分到位，并严格控制振捣时间。混凝土应连续浇注，如果在施工期间出现停工，应确保在前层混凝土初凝之前完成浇筑；在混凝土浇筑过程中，应采取积极措施防止裂缝的产生。若因混凝土沉降和收缩引起的表面裂缝，施工人员应及时对其进行修复。
4、养护：浇筑完混凝土之后，需要及时进行养护。在养护时，可以选择合适的材料对其进行覆盖并按要求喷水进行养护。同时，需要保证足够的养护时间。
总结
综上所述，随着技术的进步，经济的发展，我国工程建筑事业得到了飞速发展，预应力混凝土控制技术以其明显的优势，逐渐被施工企业所应用，并在当前建筑施工中发挥着重要作用。然而，不可忽视的是，在预应力混凝土技术的实际应用中还存在一些不完善的地方，对工程施工质量产生了潜在威胁，因此，不论是相关工程施工研究单位，还是施工企业、一线施工技术人员都应当不断探索，勇于创新，将新技术、新工艺、新理念应用到预应力混凝土技术实际应用中，从而为工程施工的施工质量保驾护航，这对于我国建筑事业的健康发展具有重要的意义，同时对我国经济的发展也具有一定的促进作用。
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论文作者:钟海军
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第20期
论文发表时间:2019/4/29
标签：预应力论文; 混凝土论文; 结构论文; 孔道论文; 应力论文; 技术论文; 混凝土结构论文; 《建筑细部》2018年第20期论文;