预应力实训教学
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作者: 龙兴灿 陈 亮
摘要： 本文从预应力教材和实习指导书的编制、预应力教学方法、预应力实训室筹建、实训教师的培养和实训安全管理等几个方面阐述对预应力技术工种培训教学和技能鉴定。
关键词： 预应力实践教学 实训基地 指导教师培养
前言
预应力混凝土自1928年法国学者弗莱西奈（R.E.Dill）研究成功后，1945年开始大量推广，是土建工程的一种高新结构技术。上世纪90年代以来，我国公路建设事业迅猛发展，随着新技术、新工艺、新材料和新设备的大量使用，作为公路建设重要组成部分的桥梁建设也得到了极大的发展，在这些已建成的各类大型桥梁中，几乎无一例外地采用了预应力混凝土结构，预应力混凝土技术已成为现代桥梁建设的关键技术之一。
然而，预应力混凝土技术复杂，对施工人员的技术水平及操作能力要求极高，对施工质量要求严格，但我国预应力混凝土桥梁质量不容乐观，许多预应力混凝土桥梁存在不同程度的质量问题，如预应力筋工作不足，管道灌浆不饱满等等，而其中许多质量问题都是由于施工人员操作不当造成的。为了提高桥梁建设水平，确保工程建设质量，对桥梁建设施工一线的技术人员和操作人员进行岗前培训已成当务之急。应南京市交通质量监督站的委托，组建预应力实训室，对桥梁预应力施工人员进行培训。
本文从实训室建设、教学方法、教师培养和安全管理等几个方面讲述预应力实践教学。
1.预应力教学
预应力混凝土原理是：预先在结构上施加一压应力，其大小和分布能将由荷载引起的拉应力抵消（或部份抵消），从而减少混凝土受拉。预应力混凝土原理看似简单，但设计与施工却十分复杂，导致学习时“一看就会、一学就懂、一做就错”，因此，预应力的实践教学十分重要。
1.1培训教材
目前国内对预应力技术的参考书是施工手册、规范和一些技术方面的专著，基本上是从技术人员的角度进行编制的，预应力施工操作方面尚无相关书籍，因此预应力实训还应编制与技术工人相对应的培训教材和实训指导书。我院从培训工人的角度出发，编制了预应力混凝土工培训教材，主要内容有预应力材料、锚固体系的类型和相关参数，设备的操作方法，常用施工方法、常见质量事故及处理方法、安全管理等；根据实训目标编制了预应力混凝土实训指导书，明确每个项目实训的目标、具体的操作步骤和安全技术要求，计算表格等。
1.2预应力实训教学
预应力教学方法为理论实践一体化教学的模式，先采用多媒体、实物、模型的形式介绍预应力的原理、材料、锚固体系、设备、施工方法、相关施工计算，然后进行实践操作。
实训教学采用小班教学的方法，每个小班分为3个小组，每组6―8人，
实训项目为后张有粘结施工，将其分解为4个操作项目。
（1）波纹管安装
实训室中有预应力空心板梁钢筋骨架2只，长度从梁头开始8米，其余部份省略。学员可分为4组，要求学员正确地按图纸线形要求安装波纹管、螺旋筋、锚垫板、锚具夹具等，并相互检查对方的安装的质量。
（2）油泵操作和P锚制作
由于油泵操作对熟练程度要求较高，因此单独列为1个项目。主要设备有5台油泵，1台P锚挤压器和4台千斤顶模型。学员分为4个小组熟练操作油泵的4个阀门进行进油和回油，千斤顶为透明模型，操作时可看到液压油流动的路线，此时如有操作失误，比如回油到底而忘了关闭阀门导致油压异常升高，液压油将从千斤顶模型的溢流阀中流走，从而避免安全事故的发生。对于已能熟练操作油泵的学员，可制作1只挤压锚（P锚），提高对高压油泵的认识。
（3）预应力张拉
张拉是预应力培训操作中最重要的一个环节，实训室中有3套张拉设备，由3米张拉台座、油泵、千斤顶、锚具夹具、钢铰线组成，可供3个小组进行张拉操作。要求学员能正确掌握钢铰线、锚夹具、限位板、千斤顶的安装方法，能进行张拉力和伸长量的计算，并进行张拉，要求掌握张拉时的安全注意事项。
（4）压浆操作
压浆是后张有粘结施工中最后一个环节，培训方式为示范操作，主要培训学员对压浆施工工艺的质量控制。主要的设备有高速搅拌机，压浆机和30m透明压力波纹管组成，由教师进行搅拌水泥浆、压浆操作，讲解关键步骤和施工中的注意事项。
1.3职业技能鉴定
预应力施工技术复杂，其技术要求比同类型的钢筋工、混凝土工、模板工要高得多，技术鉴定时以理论考试和操作考试并重的方法进行。理论考试采用案例分析考试，将预应力材料、锚固体系、张拉设备、施工方法、质量安全事故分析、施工计算等相关知识采用文字、图片、视频的形式制作成多媒体，要求学员按要求进行答题；操作考试为后张法张拉，公路工程系制作了2片20m预应力预制箱梁，要求学员计算张拉力和伸长量，然后进行张拉，测量伸长量，最终以评分标准的操作过程和张拉结果（双控、理论伸长量和实测伸长量）进行打分。理论考试和操作考试均大于60分者为合格。
2.实训基地建设
由于培训的对象为技术工人和职业院校的学生，因此实训室的建设以实用为目的，应施工现场进行建设，除了练习油泵操作的千斤顶模型外，其它材料、工具、设备均为实物，还制作了大量的预应力施工工艺和注意事项的展板。
预应力实训基地分为室内和室外两个部份。室外部份主要有2片预应力箱梁，可作预应力技术工种技能鉴定时的张拉考试；1套透明塑料波纹管装置，可模拟压浆和真空压浆操作。室内部份为1间210m2的实训室，分为陈列区和张拉区。陈列区放置各种预应力材料、锚固体系、板梁钢筋骨架和设备供学生学习；张拉区为预应力张拉台座，供学生张法操作用。
2.1预应力材料
预应力是一种较新的施工技术，材料设备发展很快，实训室中应收集了常用的预应力钢筋、精轧螺纹钢、预应力钢丝、低松驰预应力钢铰线、无粘结钢铰线、环氧树脂钢铰线等7种不同类型的预应力筋，并用标签注明其类型。要求学生能正确识别预应力筋的名称，并掌握常用的预应力筋力学性能、直径和面积等参数。收集各种预应力成孔材料，要求学生能识别金属波纹管和塑料波纹管的类型和作用。
2.2预应力锚固体系
根据预应力施工的习惯，将预应力锚固体系分为钢筋锚固体系、预应力钢丝锚固体系和钢铰线锚固体系三大类，将最常用锚固体系，如精轧螺纹钢锚固体系、镦头锚钢丝锚固体系、夹片锚（Q锚）中的圆锚和扁锚锚固体系制作为实物模型和图片。要求学生识别各种锚固体系，掌握夹片锚锚固体系张拉端和固定端的组成，识别夹片、锚具、连接器、锚垫板、螺旋筋、P锚等夹片锚组成部件，掌握其功能作用。
2.3预应力设备
预应力实训室的设备按3组配备，主要的设备见表1
3.指导教师培养
预应力施工技术是一门实践性非常强的课程，教师必须对预应力施工技术很熟悉，掌握各种新工艺、新材料、新设备，还要有熟练的预应力施工操作技术和安全知识，因此对教师的要求非常高。我院与公路建设相关的校内企业有高速公路检测中心、监理单位、公路施工三家，这三家企业同时是公路系学生和教师的实训基地，有多位教师曾长期在桥梁施工现场从事检测、监理和施工工作，对预应力施工技术理论知识掌握较好。但由于预应力张拉、压浆存在一定的安全问题，现场卫生条件较差，一般技术人员对预应力施工操作并不熟悉，因此急需对教师进行操作训练。
在暑假期间，学院派出多位教师前往苏通大桥、宁淮高速公路、宁杭高速公路进行实习，向施工现场的技术员、技术工人学习预应力施工技术，并练习预应力张拉技术，积累施工经验。开始培训时，学院聘请一些桥梁预应力专家和技术工人进行授课，先进行学习，然后逐渐参与教学，最终提高自身技术水平，达到培训教师的目的。
4 安全管理
预应力施工工艺复杂，设备种类多，用电多，张拉设备液压高达50MPa，张拉力超过100t，而作业时安全防护措施较差，施工过程中钢绞线、夹片飞出伤人，油泵液压油、高压水泥浆喷射伤人，设备操作时冲压伤手指等事故时有发生，因此必须严格遵守《公路施工安全技术规程》JTJ 076-95和《建筑工程预应力施工规程》CECS180：2005的规定及设备操作等相关规定。因此施工安全极为重要。针对学员施工安全意识薄弱的特点，实训前应灌输安全知识，实训时应准备有相关的安全设施，以防安全事故的发生。
总结
预应力桥梁中应用广泛，施工技术十分复杂，我院进行近一年的准备工作，编制了培训教材和实习指导书，筹建了预应力实训室，进行了5期的预应力技术培训，培训了300多名预应力中、高级工，取得较好社会效益。
参考文献：
［1］中华人民共和国行业标准.建筑工程预应力施工规程CECS180：2005.
［2］中华人民共和国行业标准.公路桥涵施工技术规范JTJ041-2000.
［3］王定一，王宇红，胡长改.简明预应力混凝土工程施工手册.北京：中国环境科学出版社，2003.
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