橋梁工程后張法預應力箱梁施工技術分析

武益輝

摘 要：預應力技術的誕生，其在顯著提升構件剛度、抗裂性、穩定性以及耐久性的同時有效節省了建筑材料及降低了構件自重，使構件跨度實現了進一步的擴大。鑒于此，本文基于筆者專業知識的應用與實踐經驗的總結，以橋梁工程后張法預應力箱梁為研究對象，就此展開技術分析。

關鍵詞：橋梁工程；預應力箱梁；后張法工藝

1 后張法預應力箱梁施工技術

1.1 個案介紹

某8跨連續結構梁式橋梁總長247.6m，寬51.0m，梁體采用單跨徑30m預應力箱梁，后張法工藝兩端同時對稱張拉施工，其中梁高1.6m，混凝土標號C50，預應力筋采用極限抗拉強度標準值[fptk]=1860N/mm2的ΦS15.2普通低松弛鋼絞線，預應力管道采用預埋鍍鋅金屬波紋管成孔方式。

基于工程實況的綜合分析，本工程箱梁采用自拌自密實砼，其施工配合比（由實驗室多次試配所得）為水泥：水：砂：石：粉煤灰：AE減水劑：UEA膨脹劑=345：187：832：875：158：13.8：34.5（kg/m3），同時為保證混凝土強度，混合料攪拌時間不宜小于120s。

1.2 施工要點

1.2.1 波紋管預埋

波紋管預埋應根據設計所給定位坐標（高度與距離）準確確定定位鋼筋（井字架形）的位置，其間距在直線段以1.0m控制，曲線段可適當加密至50cm～80cm，以此確保管位準確且安裝牢固。管道接頭應密封嚴實（可用封口膠紙帶纏繞密封），其長度取3.5倍的管道直徑D，且管徑大于管道一號。

1.2.2 鋼絞線下料

對于鋼絞線下料長度L，應以張拉方式、張拉設備及錨具類型為依據綜合而定，具體可按下式計算：

L=[L0]+n（[l1]+0.15m）

式中：[L0]為管道長度與兩端錨具長度之和；n為張拉端數目（一端張拉取1，兩端同時張拉取2）；[l1]為千斤頂支撐端至夾具外緣距離（包括錨墊板圈厚）。

注：基于張拉安全的考慮，還需考慮一定的長度富余量，一般取值100mm。

1.2.3 混凝土澆筑

混凝土澆筑采用泵送方式，其過程應連續無間斷，每層下料厚度不大于50cm，并按底板→腹板→頂板控制澆筑順序。澆筑過程派專人值守，做到振搗密實無空鼓現象，同時保護好張拉盒、管道與排氣孔等預埋件，特別注意避免振搗棒直接碰觸波紋管，以免其發生變形、移位甚至破損，同時為防止出現蜂窩麻面現象，對于鋼筋密集部位應采用小直徑振搗幫進行振搗。在梁體混凝土終凝前，應每隔0.5h對已澆筑部位利用手動葫蘆對鋼絞線來回抽動一次，以防漏漿凝固影響張拉。

1.2.4 預應力張拉

基于構件強度與剛度的雙指標考慮，張拉任務必須在梁體強度達到85%以上且齡期≥7d時方可實施。

（1）本工程所用張拉設備：YCW型150T千斤頂與ZB4-500型高壓油泵各兩臺。張拉前對設備進行標定后依據標定報告與張拉方程采用內插法將張拉油表讀數計算而出，以此作為張拉控制指標之一；

（2）張拉控制應力：按75%[fptk]取值，即σcon=1395N/mm2；

（3）張拉控制方程：0→0.15σcon→1.03σcon（持荷2min，錨固）；

注：對于普通低松弛鋼絞線，基于后期預應力損失的考慮，可適當進行超張拉，但不得超過1.03δcon。

（4）張拉次序：按設計次序兩邊同時對稱張拉。當設計未指定張拉次序時，可按均勻對稱、偏心荷載小的原則確定。

預應力張拉采用雙指標（即張拉應力與張拉伸長量同步校核，其中張拉應力控制為主，通過油表進行控制）控制，當張拉實測伸長量超出理論計算值±6%范圍時，應立即停止張拉找明原因并采取措施整改合格后方可繼續實施。張拉完成后應全面檢查梁體，查看其端部或其他部位是否有裂縫產生。

1.2.5 孔道壓漿

預應力張拉完成后應在48h內實施孔道壓漿，其所用水泥漿應符合以下技術指標：①水膠比宜為0.4～0.45，當摻入減水劑時，可降低至0.35；②0.14MPa壓力下泌水率應≤2.5%，并且水泥漿拌合3h后泌水率宜≤2%；③可適量摻入膨脹劑，其具體用量應通過試驗確定，并且自由膨脹率應<10%；④漿體流動度應≤25s，且在拌合30min后應≤35s。

孔道壓漿過程中，應視氣溫條件確定水泥漿自拌合完成至壓入孔道的延續時間（通常為30～45min），壓漿過程應均勻、緩慢、連續，采用活塞式壓漿泵實施壓漿，為保證壓漿飽滿，應控制最大壓力宜于0.5MPa～0.7MPa之間，對較長孔道，最大壓力宜控制為1.0MP。壓漿應達到孔道另一端出漿飽滿，并且保證與進漿口漿液稠度一致，此時便可關閉進漿口并以≥0.5MPa的壓力穩壓2min左右，以此確保孔道壓漿飽滿。

2 后張法預應力損失控制

（1）摩擦損失減少措施：①兩端同時張拉；②適當超張拉。

（2）錨具損失減少措施：采用合格錨具的同時盡量減少墊板使用數量。因為每增加一塊墊板于錨具處，便會增加大約1mm的鋼筋回縮、錨具變形以及接縫壓縮量。

（3）溫度損失減少措施：采用兩次升溫蒸養。混凝土常溫養護至C7.5～C10強度等級時將養護溫度逐漸升高，此時可將梁體內混凝土與鋼筋認為已結硬成整體并可同時漲縮，該項損失則可不予以考慮。對于在鋼模上采用先張法施加預應力的箱梁而言，由于其養護過程采用蒸汽法將梁體混凝土與鋼模一起養護，因此可不予以考慮預應力溫差損失。

（4）松弛損失減少措施：以施工規范為依據適當超張拉。

（5）減少收縮和徐變損失的主要措施：①通過高等級水泥的運用降低水泥用量，減小混凝土水膠比，降低其徐變量與收縮量；②混凝土振搗密實，加強養護。需要注意的是，應嚴格控制混凝土預壓應力不大于預應力施加時混凝土立方強度的50%。

3 后張法張拉堵管位置確定

由于混凝土澆筑前便已將鋼絞線穿入波紋管，因此一旦因破裂漏漿出現堵點，將會直接造成預應力無法張拉，故此，本文以簡易計算法對堵點位置實施判定，以便“破膛”維修。對于后張法預應力箱梁，目前對鋼絞線（束）實際張拉程序及伸長量的通用確定方法為：

（1）張拉程序。分別張拉至0.15σcon、0.30σcon、1.03σcon時測量并記錄千斤頂引伸量依次為a、b、c，同時在張拉至1.03σcon時持荷2min后錨固；

（2）伸長量確定。依據張拉程序所計引伸量，鋼絞線伸長量l可計為：l=b+c-2a；

（3）堵點位置確定。分析上述內容可知，當后張法預應力箱梁采用先穿鋼絞線（束）后澆筑混凝土以及兩端同時張拉工藝時，堵管現象一旦存在，兩端（設為A、B兩端）張拉伸長量便會出現差異，此時距離A端堵管位置[LA]可由下式計算：

[LA]=[lA]×L（[lA]+[lB]）

式中：[lA]為A端張拉伸長量；[lB]為B端張拉伸長量；L為鋼絞線下料長度。

基于波紋管（規范）理論摩阻力小于實際摩阻力的考慮，堵點位置應在上式計算結果的基礎上稍向后移動一點。具體驗證時可在箱梁一端出（注）漿口連接空壓機實施送氣，同時利用電鉆在確定堵點處開鉆小孔，如果孔內有氣流通過，說明該處不是堵點，如若孔內無氣流通過，則可判定該處為堵點位置。

4 結語

基于以上論述，后張法預應力箱梁施工技術的研究為一項精細而復雜的任務，其不僅涉及內容繁多，而且專業化要求極高，其過程只有做到規范施工與標準化管理，以及通過全過程動態管理的實施，方能實現施工質量的整體提升。。

參考文獻：

[1] JTG/TF50-2011.公路橋涵施工技術規范[S].

[2] 孫金更.預應力混凝土后張梁張拉施工質量問題及控制措施[J].鐵道建筑，2015（6）.