大跨度預應力橋梁施工工藝及質量控制分析

武文婕

(山西省交通科學研究院，山西太原 030006)

大跨度預應力橋梁施工工藝及質量控制分析

武文婕

(山西省交通科學研究院，山西太原 030006)

介紹了大跨度預應力混凝土橋梁的施工工藝流程與質量要求，分別從后張預應力施工、預應力筋張拉、預應力筋預留孔道壓漿等方面，闡述了預應力橋梁的施工技術要點，確保了大跨度預應力混凝土橋梁的施工質量。

預應力，橋梁，模板，預應力筋

0 引言

大跨度預應力混凝土橋梁施工技術在橋梁施工建設中開始廣泛被應用。文獻［1］通過對后張法預應力混凝土技術在國內諸多橋梁建設中的研究，表明高應力預應力筋抗腐蝕能力比較低，發生腐蝕時其速度比無應力狀態大，銹蝕斷面發生損缺，預應力短時間內失效，威脅預應力混凝土結構、構件的安全性、耐久性。必須嚴控預應力原材料進場關，張拉設備必須經過校驗標定，預應力筋的加工、張拉、壓漿封錨是大跨度預應力混凝土橋梁施工的關鍵性技術要點。

1 模板質量要求

為了最大程度的保證大跨度混凝土結構物的成形和外觀質量，必須加強對模板工程的質量監控。高精度的模板組裝能實現大跨度預應力混凝土梁橋高水平的混凝土構造物。強度、剛度和穩定性校驗使模板安裝必須嚴格按照規程進行，防止在橋梁施工過程中模板受載傾覆。模板安裝完成后要立即對板面進行清潔，保證板面平整光潔，接縫嚴密。腳手架按照規程嚴禁與模板進行連接。墩臺、梁側模板設拉桿固定，其他側模板外必須設置支撐固定。脫模劑使用同一品種不得使用廢機油。混凝土澆筑前，對模板進行灑水潤濕，同時在靠混凝土的一面應涂隔離劑。模板內的雜物、泥灰、油污必須及時清理干凈，以防堵嚴模板縫隙、孔洞。

1.1 拆除期限原則

拆卸模板時要減少對模板和桿件碰損，分別按照結構物特點、模板部位和混凝土所達到的強度進行模板的拆除作業。非承重側模板拆除的原則為其內側的混凝土強度為2.5 MPa時進行，混凝土強度為2.5 MPa時其棱角不會因為拆模而被損壞。承重模板的拆除原則是其能承受自重力及其他可能的疊加荷載。

1.2 模板的設計

模板的設計荷載主要考慮的因素如下:1)各類型模板以及施工支架的自重;2)新澆混凝土重力;3)作業人員、材料、機具自重; 4)混凝土振搗荷載;5)側模受混凝土的壓力;6)混凝土傾倒時模板所受的水平沖擊荷載;7)其他荷載。表1為模板荷載組合系數計算。

表1 模板設計荷載組合系數

1.3 模板剛度

按照設計規程要求，施工過程中外露的模板其撓度約為構件跨度的1/400;隱蔽模板撓度約為構件的1/250;鋼模面板最大變形值約1.5 mm;鋼模的鋼棱、柱箍變形為L/500，B/500，L為計算跨徑，B為柱寬。

2 后張預應力施工前要點

2.1 千斤頂及錨具夾具驗收

千斤頂使用時間超過6個月或200次，或漏油或串缸檢修后必須重新標定。千斤頂高壓油表必須使用表盤讀數0 MPa～60 MPa，大于1.0級的表。錨夾具應進行外觀檢查，看有無裂縫、變形或損傷情況，驗收嚴格按照規程進行，圖1為穿心式千斤頂構造，圖2為內卡式千斤頂構造。

圖1 穿心式千斤頂構造

圖2 內卡式千斤頂構造

2.2 預應力筋安裝注意事項

檢查錨墊板的位置是否準確無誤，孔道是否堵塞，這些項目是預應力筋穿束前必須嚴格檢查的步驟。若預應力筋根數多、管道長可整束穿。將鋼絞線編號，穿束時一端打齊套上穿束器，穿束器引線穿過孔道向前拉動直至兩端都露出足夠長度，穿束后檢查兩端編號避免鋼絞線在孔道內交叉。若預應力筋根數少，管道短時，將單根鋼絞線頭部套上剛性子彈頭帽，之后逐根將鋼絞線穿入管道。

3 預應力筋張拉

張拉質量控制的重點是張拉應力的控制，張拉控制應力要小于設計規定的最大張拉控制應力。按照左右對稱;先長束，后短束;曲線梁橋，先張拉曲線外側，后張拉曲線內側的順序進行張拉。預應力筋張拉時一人負責油泵，兩人負責千斤頂，一人觀測記錄。

3.1 預應力筋下料

預應力筋下料計算公式為:L=L0+n(L1+0.15 m)。

其中［2］，L為下料長度;L0為梁的管道加兩端錨具長度;n為張拉端數目;L1為千斤頂支承端到張拉端夾具外緣距離，含錨墊圈厚0.035 m。

3.2 張拉程序

1)安裝錨具、千斤頂、千斤頂尾部工具錨。2)啟動高壓油泵，千斤頂達到張拉初應力的10%～15%，測量伸長量。3)持續張拉，到錨下控制應力時持荷2 min，測量伸長量，穩定后千斤頂油缸緩慢回油，夾片錨固鋼絞線。4)鋼束實測伸長量與理論值對比，誤差若在±6%內，則拆除千斤頂。5)外露的預應力筋小于30 mm，多余部分用砂輪機割斷。表2為后張法預應力筋的張拉程序。

表2 后張法預應力筋的張拉程序

3.3 預應力筋的理論伸長值

張拉時采用伸長值校核，實際伸長值與理論伸長值的誤差值應控制在6%之內，預應力束的平均張拉力計算公式如下［3］:

其中，Pp為預應力筋平均張拉力，N;P為預應力筋張拉端張拉力，N;x為從張拉端至計算截面孔道長度，m;θ為切線夾角之和，rad;k為孔道摩擦系數;μ為預應力筋摩擦系數。將Pp代入式(2)計算預應力束的彈性伸長量:

其中，Ap為預應力筋截面面積;Ep為預應力筋彈性模量;L為預應力筋長度。

4 預應力筋預留孔道壓漿

后張孔道壓漿的質量關系到預應力筋的防護與結構的耐久性。鑒于預應力壓漿工藝具有隱蔽性的特點，應加強質量控制，張拉后孔道及時壓漿。

4.1 預留孔道水泥質量

為了評定水泥漿質量，檢查水泥漿抗壓強度，孔道壓漿前留取數量大于3組的標養28 d，規格為70 mm×70 mm×70 mm的立方體測試件。水泥漿的強度應不低于30 MPa。孔道截面較大時水泥漿可摻入適量細砂。孔道壓漿水泥漿水灰比為0.45～0.50。水泥漿中摻入適量膨脹劑時膨脹率不大于10%。水泥漿稠度控制在14 s～18 s，水泥漿調制好后在30 min～45 min時間內用完，不得加水增加其流動度。

4.2 壓漿方法

壓漿應緩慢、均勻使用活塞式灰漿泵。最高點排氣孔道內要排氣通暢，出漿端或排氣孔要排出空氣→水→稀漿，保持大于0.5 MPa的壓力，穩壓大于2 min，當排出規定稠度水泥漿時，用木塞塞住孔道。壓漿后應及時處理不密實的壓漿情況。壓漿期間發生故障時立即用壓力水沖洗使孔道通暢，故障排除后壓漿，圖3為孔道壓漿方法示意圖。

圖3 孔道壓漿方法示意圖

兩個排氣管道分別設置在孔道平直段的起點C和終點D的頂部，打開C點和D點排氣管道閥門的時間點必須在孔道A端、B端水泥漿飽滿密實后才能進行。為了確保壓漿密實，每隔10 m～15 m設置一個排氣孔，將孔道內封住的殘余氣體排除［4］。

5 封錨

孔道壓漿施工中，關閉出漿口處閥門的時間點是決定孔道壓漿施工質量好壞的關鍵因素。實際施工中當錨墊板出漿口流出與壓漿端一樣的濃漿后，關閉出漿口閥門，打開密封罩上閥門繼續壓漿，使漿體透過錨具夾片和鋼絞線間的縫隙流入密封罩內。

錨固完畢并檢驗合格后，用砂輪機切割多余的預應力筋。壓漿完成后要將密封罩周圍的渣滓鑿毛并盡快的沖凈。封錨混凝土的強度等級應不低于構件混凝土強度等級的80%，不低于30 MPa，長期外露錨具采取防銹措施。封錨前將錨頭周圍沖洗干凈并鑿毛［4］。

6 結語

為了確保大跨度預應力橋梁的施工質量，依次從混凝土澆筑前模板控制、后張預應力施工、預應力筋張拉、預應力筋預留孔道壓漿、封錨等施工關鍵性控制技術要點進行了歸納。現場作業期間必須嚴控預應力原材料進場關，張拉設備必須校驗標定，預應力筋的加工、張拉、壓漿封錨要符合規程要求。

［1］ 趙治國.后張法預應力混凝土橋梁施工技術應用研究［D］.大慶:東北石油大學，2012.

［2］ 張子鵬.淺析公路橋梁施工技術的質量控制［J］.黑龍江交通科技，2014(10):109-110.

［3］ 李 鵬.論公路橋梁施工技術的質量控制［J］.黑龍江科技信息，2014(36):223.

［4］ 沈霖源.后張法預應力混凝土橋梁施工技術應用研究［J］.價值工程，2016(25):139-142.

On construction craft of large-span prestressed bridge and its quality control

Wu Wenjie
(Shanxi Transportation Research Institute，Taiyuan 030006，China)

The paper introduces the construction craft procedure and quality requirements of the large-span prestressed bridge，and illustrates the construction points from the post-tension prestressed construction，prestressed rebar stretching，and prestressed reserved channel grouting，so as to ensure the construction quality of the large-span prestressed bridge.

prestress，bridge，template，prestressed rebar

U445

A

1009-6825(2016)35-0172-02

2016-10-09

武文婕(1983-)，女，工程師