分析40m預應力箱梁的后張法預制施工技術

摘要：近年來后張法預應力技術在橋梁施工中不斷的普及應用，這一技術已經成為工程技術人員以及橋梁施工人員所要重點考慮以及解決的技術問題。文章重點的論述了后張法預應力在橋梁施工中的幾道重要工序，包括箱梁施工控制、穿孔、張拉、孔道設置、質量控制以及壓漿等。

關鍵詞：橋梁；施工；后張法；預應力技術；應用

后張法預制施工是指在混凝土澆筑之后，通過張拉預應力剛才達到構成預應力混凝土構件的施工方法。其目的是通過張拉產生的應力來提高混凝土構件的抗張拉強度，因此探討先張法的施工要點以及質量安全保證對于工程實踐具有很強的指導及借鑒意義。

1. 預制場選址及施工組織準備

預制場地的設置與施工是否能夠正常進行有著密切的聯系，同時也要考慮到箱梁的運輸以及吊裝順序。鑒于先張法一次性投入較多的特點，為了降低成本要提高設備的利用率，同時在預制廠的設計中要考慮以下的因素：安全適用原則；生產能力與工期限制；操作簡便性、可控性、生產周期；設施的可靠性、耐久性以及拆裝的便捷性。經過周密的現場勘查以及考慮到40m箱梁預制的施工難度、吊裝順序、技術質量控制要求以及箱梁吊裝方式等因素，決定對使用到的228片40m箱梁實施集中預制。

2. 箱梁施工控制

2.1箱梁施工工藝流程

40m箱梁的施工工藝流程較為的復雜，大致的可以分為以下環節：底座鋼模整修、底座分中放樣，在檢驗合格之后進行底板、腹板鋼筋綁扎、外膜安裝、波紋管安裝固定，以上工序檢驗合格后進行內膜的安裝、頂板鋼筋的綁扎、負彎矩波紋管綁扎、底板、腹板以及頂板混凝土的澆筑、內外模板拆除、箱梁養生、預應力張拉、孔道壓漿、封錨等。

2．2箱梁放樣和幾何尺寸控制

梁長的控制以及平面放樣：梁長的依據首先是對底板進行準確的分中，然后再中點按照內外側半幅寬長度標出梁長的控制點，進而確定楔形塊位置；當外膜安裝并固定后，在梁板上投射梁底梁長的控制點，標出內外側半幅頂板的長度控制點。施工中要考慮到縱坡對于頂板長度的影響，并根據準確的梁長進行放樣

線型控制主要體現在翼板寬度的控制，即保持中梁寬度以及頂板中線為直線，而邊梁翼板要根據梁長縱向間距逐段的實施寬度控制。此外還要檢查各個部位的梁體厚度、垂直度以及中橫梁厚度等。

2.3鋼筋工程

箱梁的預制鋼筋工程主要包括腹板、底板鋼筋焊接、頂板鋼筋綁扎、下彎矩波紋管安裝固定、預埋件埋設等。

（1）鋼筋的綁扎以及檢查。箱梁鋼筋的規格多、彎曲多、預埋件多、鋼筋密以及施工要求高，為此施工中的焊接、加工以及綁扎要嚴格的按照設計圖紙以及施工要求規范進行，并通過《公路工程質量檢驗評定標準》以及《公路橋涵施工技術規范》的驗收。

（2）波紋管的安裝及檢查。為了保證混凝土的建筑順利，要保證波紋管嚴格的按照圖紙設計埋設順直，盡量的略偏向內側，并點焊于鋼筋骨架，從而達到促使粗料從波紋管一側滑落下去，避免出現麻面、空洞以及蜂窩現象。

（3）在負彎矩波紋管段預穿鋼絞線，并保持來回的抽動，防止人員踩踏或者搗振棒引發的波紋管變形。為了防止蜂窩、空洞現象，要保持負彎矩波紋管在頂板內上下位置居中，當混凝土終凝后可將預先放入的鋼絞線抽出。

（4）預埋孔、預埋件以及特殊部位鋼筋的檢查。檢查錨墊板位置、方向，以方便張拉以及注漿；檢查橫梁預留筋、梁段以及二次張拉錨具后縱橫加強筋、負彎矩張拉盒內預留連接筋、腹板主筋露出頂板的彎鉤、底板馬鐙筋、腹板厚度撐、腹板與底板的通氣孔、翼板吊裝孔切斷筋以及預留孔等，防止遺漏以及位置失誤。

2.4模板安裝

（1）外模安裝。外膜安裝必須注意接縫處的平整度，保證不發生漏漿現象。可以通過在外膜組合之間通過泡沫膠帶與螺絲連接；頂板處花籃以及底板處拉桿加固外膜具有很好的效果，但是仍然不可避免的發生腹板脹模，但不影響外觀質量。

（2）堵頭模板安裝。堵頭模板的安裝要在錨具以及波紋管臨時安裝完畢后進行。但是由于波紋管數量多以及預留筋數量多，為此需要極大的耐心進行安裝。安裝過程要核對堵頭的安裝尺寸，檢查波紋管、錨具的纏結、波紋管伸出長度以及錨具和模板的方向等。

（3）內模安裝。為了保證箱梁內膜位置的準確，要控制腹板的厚度以及增設馬鐙筋防止內膜的下沉。為了防止向內發生漲模，可以在腹板澆筑前在箱內加設橫向的木支撐。此外還可以通過花籃螺絲進行端頭外膜加固。

（4）孔洞及縫隙的堵塞。模板全部安裝完畢后要及時的檢查接縫的嚴密度，有位注意孔洞處、預留鋼筋處的堵塞，防止漏漿。

（5）模板的矯正及驗收。要首要根據放樣的要求進行算免得軸線、寬度以及梁長與后的檢查，做好檢查記錄。

3.后張法預應力技術

3.1孔道設計

進行孔道設計時一般取孔道的直徑比鋼筋對焊接頭或者預應力筋的外景大10mm—15mm，其設計的正確與否極大的影響到施工的質量。此工程大橋的縱向預應力筋選用高強度鋼筋，而管道采用金屬波紋管事先的預埋制孔。這種金屬波紋管具有剛度好、彎折方便、連接簡單、重量輕以及連接簡單、粘結性好的特點。

使用金屬波紋軟管的留孔時，可以通過設定的曲線形狀固定于模板內。同時為了防止上浮的影響以及灌注混凝土時的沖擊力，影響孔道的線形，可以將吊架或者井字形的鋼筋托架與構架的非預應力鋼筋緊緊的固定成整體。同時要尤為的注意鋼筋的綁扎過程以及混凝土的澆筑中發生波紋管壓扁、破損帶來的漏漿情況。

起伏較大的曲線孔道要在彎曲的低點設置排水孔，如果直線型的孔道較長，可以通過每個一定距離設置泌水孔以及排氣孔；連續結構中成波浪狀分布的曲線束，如果高差較大，可以在孔道的峰頂位置設置泌水孔。

實施波紋管連接時要采用大一號的同型號波紋管，保證接頭的長度為200mm，同時使用密封膠袋封口。如果發生波紋管損壞的情況要換用小一號的波紋管作為內接頭。同時為了避免堵孔現象的發生可以派人專門的負責通孔。

3.2穿孔

施工中的穿孔方法一般有兩種：在孔道成型前將鋼束穿入波紋管或者在孔道成型之后將其穿入波紋管。我們這里簡單的說一下孔道成型號的穿束：如果孔道的長度較短，可以采用單根編號的方式進行穿束，并對應的安裝錨具；如果孔道較長，這時適于選用編束穿孔，同時為了因為鋼絞線的打絞而影響構件的使用或者張拉，要配合使用梳形板。經驗表明，穿孔之前通過肥皂水灌孔可以有效的減小孔道的摩擦阻力。

3.3張拉

目前施工中使用到的錨固體系較多，但無論哪一種錨固體系都要在張拉操作之前認真的檢查混凝土是否有明顯的缺陷，避免對于有缺陷的混凝土實施張拉，另外張拉要求混凝土強度達到設計要求。下面以夾片式張拉錨固體系為例進行張拉工序的論述說明。這一體系是由我國的科技工作者首創的錨固體系，是通過利用雙重的楔緊錨固作用進行錨具的制造，其中千斤頂可以同時完成張拉與頂緊夾片的功能。

（1）鋼束的下料長度。當千斤頂的長度為435時，除了孔道的長度之外，每一個張拉端都要增加600mm，相應的非張拉端要增加80mm。考慮到摩擦阻力的影響，可以選擇兩端張拉法。

（2）機具準備。張拉之前對千斤頂進行逐臺的校正，其最大張拉力要比甘薯的控制應力至少高1.5倍，同時將使用到的錨具用柴油或者煤油刷洗。考慮到每一臺千斤頂的表面粗糙程度、液壓配合面的實際尺寸以及防塵圈的的松緊程度各部相同，因此要將千斤頂與油壓表、油管等一起標定。本工程使用的千斤頂采用動缸式結構，可以實現重復張拉、連續遞進。在張拉的過程中，支撐套和千斤頂的活塞構成了不動體，而穿心套、油缸體以及錨環、連接套一起構成運動體。當運動體相對于不動體向外移動時，千斤頂通過自動夾持預應力筋實施張拉，直至達到所需的預應力值，然后通過頂壓器的工作夾進行錨固。當運動體復位后，工具錨開啟，這就完成了一次張拉過程。

（3）張拉錨固。首先是工作錨的安裝：如果孔道的形狀為直線，錨環的中心要與孔道同軸，如果孔道的形狀為曲線，錨環要向曲率中心偏移4mm。然后使用手捶敲擊夾片，使錨環以夾片頂緊；其次是工具錨、千斤頂以及限位板的安裝。為了保證工具錨的拆卸，當千斤頂的張拉深長小于6cm時要將其活塞伸長3cm；之后是張拉缸進油、回程缸回油以及張拉開始操作，此過程保證工具錨的夾片的外漏長度在3cm以下；最后是在張拉持荷后進行回油自錨以及關閉電機、檢查鋼束的錨固情況。

（4）張拉過程中需要注意的問題。安裝工具錨以及工作錨時要注意預防止應力筋的纏繞的發生，確保正常的錨固；在工具錨夾片外圓錐面墊一層塑料薄膜，以防止工具錨卡死；工作錨、夾片以及工具錨、夾片要配套，保證不出現斷絲以及滑絲現象；回油自錨時首先將一端進行完畢，之后再進行另一端。

（5）滑絲以及斷絲處理。當多束的鋼絞線中有一根或者是幾根出現滑絲現象時，首先要退出夾片，油頂操作之后緩慢回油并松動夾片，然后更換夾片重新的張拉。如果鋼束被電焊擊傷或者是被夾片咬傷要及時的更換。

（6）后張法預應力混凝土施工的安全措施。張拉作業時除了張拉作業人員外不準其他人停留，并在現場樹立明顯的警告標志。張拉作業的安全要遵循以下幾個原則：張拉之前對于所有的設備進行檢查，及時的更換故障部件；使用到的液壓設備要配備安全閥，同時設定最大的安全負荷；在高壓液壓軟管以及千斤頂之間設置安全閥，防止軟管的破裂導致的千斤頂的突然彈回；張拉設備要定期的進行校準；對承壓板以及錨具設備周圍的混凝土實施密切的關注；確保錨具以及相應的輔助設施的良好狀態；關注張拉的全過程，防止意外事故的發生，同時佩戴防護眼鏡；最后是嚴禁在張拉設備的后方停留。

3.4壓漿

壓漿要在預應力筋張拉完畢后立即進行，防止鋼筋銹蝕以及耐久性的降低。灌漿之前要保證孔道的潔凈與濕潤，如果是水平孔道應該首先灌注下層的孔道，而豎直孔道要遵循自下而上的順序實施灌注，同時在下段的頂部以及上段的底部設置灌漿孔和排氣孔。灌漿選用0.5mpa—0.6mpa，進行均勻緩慢的灌漿，中途不得停止。

3.5封錨和封端

在壓漿完成之后要及時的將鋼絞線的料頭截掉，并將使用的錨具清理干凈、對錨具以及鋼絞線進行封裹。對于邊跨箱梁還要進行封端，封端之前要進行浮漿以及雜物的清理，并根據核對的梁長尺寸進行封端長度。封端要保證箱梁安裝之后的斷面與鉛垂面、法線面一直，以保證伸縮縫位置的精確。

4.結束語：

總之后張法預應力施工技術已經被廣泛的應用于橋梁工程的各個部位，而其中一些技術困難以及這一技術更大面積的推廣還需要一線的技術人員以及科研人員進行不斷的探索、總結與完善，以保證施工質量。

參考文獻：

[1] 韋玉林，田欣，杜洪池．潤揚 大橋南引橋連續箱梁施工線形控制．橋梁建 設.2004.

[2] 李永、吳春朝．多跨連續箱梁懸臂澆筑合攏段施工關鍵技術．鐵道標準．2006.

[3] 單成林． 從不同的施工方法論體外預應力橋梁的特性．中外公路，2004，23 (4)：18—20.

[4] 鄒立華．一座多跨預應力混凝土連續粱橋的施．工過程分析．公路交通科技，2004，21 (1)：74—76.

[5] 張志平，蘇航，董志強．等．上海外高橋港區五期工程初步設計[R]．北京：中交水運規劃設計院有限公司，2004．

[6] 張志平，王碉葳，吳立新，等．上海羅涇港區二期丁程初步設計[R]．北京：中交水運規劃設計院有限公司，2005．