橋梁施工中后張法預應力技術應用

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。文章論述了后張法預應力在橋梁施工中的幾道重要工序，包括穿孔、張拉、孔道設置＼質量控制以及壓漿等，并主要闡述了在橋梁施工中預應力后張法技術的施工工藝，并分析了預應力后張法施工常易出現的質量問題，提出了相應的常用的預防措施，可供參考。

關鍵詞：橋梁施工；預應力技術；后張法；施工工藝

1前言

近幾十年來，預應力混凝土結構在各種工程項目中得到了廣泛的采用，而從施加預應力的方法上來講，又以后張法預應力和先張法預應力為主。而二者相比較，后張法預應力具備曲線配筋，而且不需要固定的張拉臺座，設備簡單，操作更為方便，故而這種方法能在施工現場得到廣泛應用，尤其是在大量市政橋梁工程中，基本都是采用這種方法施加預應力。預應力技術是當今橋梁施工領域發展速度最快、用途最為廣泛、最有發展潛力的一門科學技術。20世紀90年代以來，預應力技術在國內公路橋梁建設中得到廣泛應用。

預應力混凝土連續梁橋是大跨徑橋梁中經濟合理的型式之一，它具有正彎矩小、橋面接縫少、行車舒適、剛度大、整體性強、耐久耐震、外型美觀、便于養護等優點。但由于后張法預應力板梁施工技術難度大，人員、材料和機械要求高，在現場施工中更易出現一些質量技術問題。

2后張法預應力技術施工工藝

2.1預應力材料的檢驗及試驗

因預應力施工的特殊性，預應力材料必須經過嚴格的試驗檢驗。鋼絞線成批驗收，每批應由同一批號、同一規格、同一生產工藝制作的鋼絞線組成，每批質量不大于60t，從中任取3盤，進行表面質量、直徑偏差、捻距（鋼絞線擰起來后旋轉一周的長度）和力學性能試驗。錨具進場驗收后，先進行外觀檢查，合格后從每批中抽取5%并不小于5套錨具，對其中有硬度要求的夾片進行硬度試驗。除以上材料按規范取樣做試驗外，還應從試驗合格的同批錨具中抽取5%，組成鋼絞線錨具組裝件進行靜載錨固性能試驗。靜載錨固性能試驗合格后，方能在施工中用作錨具。

2.2孔道預設

孔道預設正確與否，是施工過程中的關鍵之一。孔道的直徑一般比預應力筋（束）外徑、鋼筋對焊接頭處外徑或必須穿過孔道的錨具外徑大10mm～15mm，管道采用金屬波紋管事先預埋制孔。在波紋管接頭處一定要將波紋管接口用小錘整平，并用膠帶纏緊，同時要檢查波紋管是否因為鋼筋焊接等原因產生破損，一旦發現應及時修補，在澆筑混凝土時安排專人清孔，保證管道通暢，同時，在振搗時，應注意不能破壞波紋管，且不允許管道位移，尤其應避免管道上浮，以保證達到預應力的預期效果。

2.3穿束

在橋梁施工中，穿束通常有兩種方法：一是在孔道成型前就將鋼束穿人波紋管中；二是在孔道成型后再進行穿束。在此主要介紹第二種方法。在孔道長度較短的情況下，可采用單根編號穿束，即每根端部貼醫用膠布并編上號，逐根穿入孔道，并對應安裝錨具。而當孔道較長時，宜采用編束穿孔并需使用梳形板，以防鋼絞線打絞影響張拉操作和構件的使用安全，此時需用卷揚機拖拉穿束。為減小孔道摩阻力，可事先采用堿性肥皂水灌洗孔道，需注意不可在鋼絞線上涂潤滑油。

2.4預應力張拉

（1）張拉設備的校核；預應力施工中的各種設備、儀表，均需定期維護和校驗，預應力施工是以油表讀數和鋼絞線伸長值這二者來控制的（雙控），并以油表讀數為主，鋼絞線伸長值作校核。千斤頂多次使用后缸內摩擦系數發生變化，油壓表靈敏度也發生變化，因此，必須根據使用情況進行定期校驗。

（2）張拉的原則；梁體強度到達設計要求后立即張拉，張拉后按規范要求壓漿和安裝，防止粱體因橫向剛度較小，張拉后又長時間放置而產生側彎。考慮徐變等影響，該大橋需在混凝土強度達到設計強度的100%，彈性模量等于3.55×104MPa，且混凝土齡期>12d后方可進行預應力施工。后又因考慮到控制箱梁腹板的裂縫，經設計變更，可在混凝土強度達到70%的設計強度時，進行第一次張拉——張拉應力達到（張拉控制應力）的50%，待混凝土強度達到設計強度的100%，彈性模量等于3.55×104MPa后，進行第二次張拉，達到的100%。

（3）張拉順序；預應力筋的張拉順序應符合設計要求，可采用分批、分階段對稱張拉，以免構件承受過大的偏心壓力，同時應盡量減少張拉設備的移動次數。

2.5孔道灌漿

后張法孔道灌漿的作用是保護預應力筋和防止其銹蝕，使預應力筋與構件混凝土有效地粘結，以控制裂縫的開展。該大橋設計規定孔道灌漿為M20的水泥漿。在施工中，水泥漿的基本原材料采用了525R普通硅酸鹽水泥，減水劑采用了FDN型高效減水劑，以0.38的水灰比進行配制。水泥漿的配合比為：水泥：水：減水劑=1：0.38：0.006。張拉完畢后，應立即對梁體壓漿，防止預應力值損失影響起拱度。壓漿前先將錨頭夾片縫隙用水泥砂漿堵住，再使用壓漿機壓水泥漿，壓漿最大壓力0.6MPa，俟排氣孔冒出濃漿后用木楔塊封堵，壓漿另一端流出濃漿后用截門封閉保壓至0.5MPa達2min，關掉截門，壓漿4～5h后，再拆除截門，每一孔道壓漿均一次完成，并根據規范要求制作用于鑒定水泥漿強度的試件。綜上所訴，該大橋的箱梁后張法施工，從確定施工方案起，就合理組織，嚴格要求，不僅對材料嚴格把關，且對所有施工人員進行了培訓，按照IS09001：2000質量管理體系的要求，加強全面質量意識，保證每道工序都按照操作規程施工，既滿足了設計要求，又創造了優良的施工質量。3.壓漿

2.6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。

2.7張拉過程中需要注意的問題。

進行短預應力鎖（張拉的伸長量不大于30mm）張拉之前要實現對千斤頂的油缸供油，使其外伸20mm，防止出現故障工具錨拆卸困難時千斤頂不能完全的回程；安裝工具錨以及工作錨時要注意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。

2.8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。

2.9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預應力后張法施工常易出現的質量問題與預防措施

3.1張拉作業管理混亂

張拉設備使用混亂，表現為未經標定、檢驗或超期使用；隨意配套組合使用，造成張拉力不準確；操作人員沒有遵照原定的張拉順序進行張拉，使結構受力不均衡，造成構件變形，出現不正常裂縫，嚴重時會使構件失穩。常用的預防措施如下：

（1）千斤頂、油泵及壓力表要經編號配套后進行標定。每套設備標定后應及時繪出張拉力與壓力表讀數的關系曲系。

（2）標定張拉設備用的試驗機或測力計精度不得低于±2%，壓力表的直徑不得小于150mm，其精度不應低于±1.5%。

（3）經配套標定的張拉設備，必須配套使用，不許隨便更換，隨意搭配組合使用。

（4）使用過程中，一旦其中某項設備發生故障，需要更換時仍須再行配套標定。

3.2金屬波紋管孔道漏漿

現澆預應力混凝土結構澆筑混凝土時，金屬波紋管（螺旋管）孔道漏進水泥漿。輕則減小孔道截面面積，增加摩阻力；重則堵孔，使穿筋困難，甚至無法穿入。當采用先穿工藝時，一旦漏入漿液將預應力筋鑄固，造成無法張拉。常用的預防措施如下：

（1）金屬波紋管出廠時，應有產品合格證并附有質量檢驗單，其各項指標應符合行業標準《預應力混凝土用金屬螺旋管》（JG/T301394）的要求。

（2）搬運時應輕拿輕放，不得拋甩或在地上拖拉；吊裝時不得以一根繩索在當中攔腰捆扎起吊。在室外保管的時間不可過長，應架空堆放并用氈布遮蓋，防止雨露及各種腐蝕性氣體或介質的影響。

（3）金屬波紋管的接長，可采用大一號同型波紋管。接頭管的長度為200mm～300mm，在接頭處波紋管與居中碰口；接頭管兩端用密封膠帶或塑料熱塑管封裹。

（4）波紋管與張拉端喇叭管連接時，波紋管應埋入式固定端鋼絞線連接時，可采用水泥膠泥或棉絲與肢帶封堵。

3.3預應力筋的滑絲和斷絲

后張法預應力筋張拉時，預應力鋼絲和鋼絞線發生斷絲和滑絲，使得構件和預應力筋受力不均勻或使構件不能達到所要求的預應力值。常用的預防措施有：

（1）預應力鋼材與錨具應當具有良好的匹配性，因此，現場實際使用的預應力鋼材與錨具，應與預應力筋—錨具組裝件錨固性能試驗用的材料一致。如現場更換預應力鋼材與錨具之一，應重做組裝件錨固性能試驗。

（2）預應力鋼材下料時，應隨時檢查其表面質量，如局部線段不合格，則應切除。

（3）預應力筋編束時，應逐根理順捆扎成束，不得紊亂。

（4）預應力筋穿入孔道后，應將其錨固夾持段及外端的浮銹和污物擦拭干凈，以免鋼絞線張拉錨固時夾片齒槽堵塞而引起鋼絞。

4結語

總之，我國的經濟在不斷發展，城市化進程亦在不斷推進，人們對市政橋梁預應力也越來越重視，后張法預應力是市政橋梁工程施工中，使用的最為廣泛的施工技術，可以說是整個工程的重要環節。它的施工質量是市政橋梁施工質量的重要保障，為了保障整個工程的施工質量，工程技術人員有必要了解與掌握預應力施工的特點及后張法預應力技術以及施工的方法，望其能從本文中得到些許參考。

參考文獻：

[1] 侯名飛.綜述后張法預應力施工技術在建筑結構中的應用[J].科技風.2009（15）.

[2] 胡來平.杜航.淺析后張法預應力技術在橋梁施工中的應用[J].科技創新導報.2010（4）.

[3] 馮大斌.欒貴臣主編.后張法預應力砼施工手冊[M].中國建筑工業出版社2008.