公路橋梁體外預應力的加固設計與施工

李榮生

(新疆路橋橋梁工程建設有限責任公司)

0 前言

隨著社會的發展和進步，交通運輸壓力不斷加大，橋梁建設作為交通運輸的樞紐工程成為交通建設的關鍵之一，為了提高橋梁建設材料的使用強度、解決橋梁使用過程中開裂現象、減輕橋梁自重、增加橋梁跨度等，所以公路橋梁體外預應力的加固設計與工程施工技術在橋梁建設中被廣泛應用。公路橋梁體外預應力的加固設計與工程施工步驟可以分為:孔道成型、下料、穿筋、張拉、壓漿五個部分，下面我們就重點對公路橋梁體外預應力的加固設計與工程施工技術的五個部分進行分析和探討，希望對讀者有所幫助。

1 孔道成型

公路橋梁體外預應力的加固設計與工程施工步驟第一步要進行預應力管道的施工，施工可以采用鋪設金屬波紋管和預埋塑料的方法。在框架梁支撐筋搭建完成之后，鋪設金屬波紋管，在對金屬波紋管進行鋪設前，腰筋拉結筋不要對其綁扎，波紋管之間使用波紋管連接頭連接，連接頭長度一般為30cm左右，并使用膠帶纏繞密封，謹防出現漏漿現象和出現管與管之間斷開的問題。波紋管穿入時應從梁端開始，在穿入時與腹板箍筋通過焊接的方法定位，在孔道端部通過波紋管與預埋鑄鐵承壓墊板喇叭管進行連接，連接的接縫位置進行焊接和捆扎膠帶，做密封處理。確保施工工藝的連貫性，施工過程中避免對金屬管進行反復的彎曲，電焊時要小心會燒透金屬管管壁，按照工序進行施工，施工完成后，還要仔細檢查每一個連接點是否焊接牢固和密封，如果發現問題應及時解決，對破損的位置進行修補或者更換。

2 下料

對施工所用材料進行質量檢查，要求鋼絞線表面無損傷、裂縫、氧化、油漬等現象出現，保證符合工程施工標準要求。根據工程計算方法對鋼絞線進行下料，下料公式為

鋼絞線下料長度L=L1+L2+L3

L1為構件內鋼絞線長度，即平面水平長度+曲線增長長度;L2為工程施工設計要求的預留預應力筋張拉長度;L3為下料誤差。

公路橋梁體外預應力的加固設計與工程施工，在穿金屬波紋管前，對橋梁鋼筋進行放線，放線依據預應力的曲線坐標進行，將架立筋按照標準要求，高度誤差小于±10mm、縱向誤差小于30mm、固定鋼筋間距約為500mm，焊接在梁箍筋上，并進行位置的校正，為了做到放線預應力曲線的準確性，在梁箍筋下放置墊塊，在進行打點放線，對施工質量進行檢查，如有誤差較大時，及時調整，嚴格按照施工設計要求進行施工，在經過監理部門檢查驗收后，進行穿管工作，穿波紋管時使用鋼絲扎緊固定。如果預應力筋與其他的鋼筋管線的位置重疊，首先考慮的是預應力筋的位置，必須確保預應力筋的位置準確為先的原則進行施工。在混凝土澆筑施工前要為波形管設置排氣孔，排氣孔使用排氣管送氣，由于錨墊板自身具有灌漿孔，所以只設置排氣孔就可以，不用在設置灌漿孔。波形管的排氣管安裝在波形管曲線波峰的位置，在澆筑完混凝土后，在波形管上的混凝土鑿開一個洞，用細管引出梁頂面，并進行定位固定。使用細管的內徑需要大于16mm，長度設定在超出混凝土表面100mm。

排氣管構造簡圖如圖1。

圖1 排氣管構造簡圖

3 穿筋

在對波形管進行施工完成以后，要對波形管進行穿預應力筋工作，將標準長度的預應力筋穿入安裝好的波形管內，在穿預應力筋的適合注意錯開同束內的鋼絞線，這是為了對錨具的安裝，起到方便的作用，在對波形管穿預應力筋工作完成后，進行檢查，首先要檢查張拉位置的預應力筋的長度，要求其能夠完全滿足張拉，再要檢查和調整固定位置的錨具墊板位置，要求錨具位置不重疊也不斷檔，最后要對張拉端的端口、波紋管、錨墊板進行縫隙的填充，這樣在澆灌混凝土的時候波紋管孔道內不會出現漏漿現象。

4 張拉

公路橋梁體外預應力的加固設計與工程施工張拉是使用千斤頂設備施工，在施工前，為了確保張拉的準確，要對千斤頂進行測試和檢驗，使用的如果是油壓千斤頂，要對油壓表和千斤頂進行準確性的標定，檢查油壓表的計量單位，使用大噸位砝碼配試驗機測試千斤頂，當滿足標定要求后投入使用。

在進行張拉前要對腹板和中橫梁的混凝土進行測試，要求混凝土強度達到標準要求后，再進行張拉，張拉的方法是對稱張拉，先張拉獨立柱墩橫梁鋼束，使其長度達到整體長度的一半，再對腹板鋼束進行張拉，腹板的張拉，應先從中腹板進行對稱張拉，再對邊腹板進行對稱張拉，最后完成橫梁鋼束的張拉。

張拉施工流程:安裝工作錨→安裝工作夾片→安裝限位板→安裝千斤頂→安裝工具錨→安裝工具夾片→供油達到初始張拉應力10％δk→持荷、測量身長值→張拉至控制應力→中橫梁和腹板張拉至50％δk→持荷并測量伸長值→回油→卸掉工具夾片→卸掉工具錨→卸掉千斤頂→卸掉限位板→切掉多余鋼鉸線→封錨。

鋼絞線預應力張拉值:0→10％δk→中橫梁和腹板張拉至50％δk→100％δk并持荷2min→錨固。

張拉控制標準:

(1)張拉過程要求按照張拉標準進行施工，在張拉和測量伸長值時加上初應力的推算伸長值，控制采用張拉應力及伸長值雙控，如果實際的伸長值比理論的伸長值正負差距6％時，立即停止張拉，在檢查問題所在并解決問題后再進行張拉，張拉控制以張拉應力為主，使用伸長量的標準進行核查。

張拉預應力理論伸長值Δl計算公式

式中:Δl為理論伸長值;P為張拉端張拉力;L為張拉端至計算斷面孔道長度;Ay為預應力筋總面積(每根Φs15.2鋼絞線公稱截面面積為140mm2);Ey為鋼絞線彈性模量;k為孔道每米局部偏差對摩擦的影響系數(塑料波紋管取0.0015);μ為預應力筋與孔道的摩擦系數(塑料波紋管取0.15);θ為張拉端至計算截面曲線孔道部分切線的夾角之和。

張拉預應力實際伸長量按下式計算

式中:ΔL1為從0至初張拉力推算伸長值;ΔL2為從初張拉力至控制應力實測伸長值。

對張拉預應力伸長量的計算數據要進行嚴格的分析和檢查，并通過監理部門審查合格后進行張拉施工。

(2)進行張拉施工，要保持千斤頂軸線與預應力筋的平行，這樣才能夠保證張拉力的控制可以按照施工要求進行施工。

(3)張拉施工要確保左右兩端同時進行，保證張拉力兩端力度平衡，對施工人員要求認真仔細，并且及時溝通保持聯系，達到張拉同步的要求。

(4)張拉施工，標準要求施工人員做好自我保護工作，穿施工工裝，佩戴防護面具，并對施工設備進行嚴格的監控，如果發現設備出現異常情況，及時停止施工，檢查和維修設備，待施工設備合格后再進行施工，確保施工人員的工作安全和施工工程的質量。

5 施工步驟五壓漿

對工程進行壓漿要在張拉完成后立即施工，使用高壓水槍沖洗孔道，排出孔道內的雜質，再用空壓機吹干孔道，使用真空壓漿機施壓力控制在1.0MPa，將C50水泥漿由下至上進行壓漿，等到孔道另外一端出漿，并持荷3min后再進行補漿，并保持孔道內的水泥漿在有壓的狀態下凝結，壓漿結束后使用切割機切斷預應力鋼筋張拉端外部露出的鋼絞線，大約保留40mm左右，壓漿孔道兩端使用帶閥門的短管，可以再壓漿結束后閉封孔道。

6 結束語

公路橋梁體外預應力的加固設計與工程施工技術是公路橋梁施工技術發展的體現，在施工過程中需要不斷的總結和創新，對新型材料的應用要實際測試，確保對材料的剛度完全掌握，方可采用。施工材料的選擇需要嚴格按照施工要求進行采購，材料的供應商選擇有相關資質的正規廠商，在材料進場時要嚴格檢查，確保材料滿足施工要求，施工設備需要選用先進的施工設備，提高施工的質量和速度，在施工過程中保證設備的正常運行，需要及時的檢查，如發現設備不正常，及時停止施工，待設備正常運行后再進行再次施工，聘請的施工人員需要具有專業的技能，和高度的責任心，嚴格依據施工圖紙和施工流程進行施工，并對施工人員進行項目相關的技術培訓和崗位要求，工程監理人員要認真負責，按照工程施工規范標準進行檢查，每一項都檢查合格后方可讓其進行下面的工作，在保證施工人員安全的前提下，提高工程的質量，確保工程按時完成。

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