預應力混凝土橋梁施工技術要點

沈樹貴 亳州交通投資控股集團有限公司

1 前言

橋梁工程中使用預應力混凝土可顯著提高混凝土的抗裂性，避免因橋梁混凝土主體結構發生裂縫而引發質量問題，延長了橋梁的使用壽命。但是，由于其技術細節、施工要點較多，如果施工人員沒有采取嚴格的質量管控措施，很容易留下質量隱患，不僅損害企業的經濟利益，還容易引發安全事故。預應力混凝土橋梁施工中，必須樹立全過程管理思維，前期做好施工圖紙檢查、材料質量把關，中期嚴格技術監管、杜絕質量隱患，后期及時跟進養護，保障順利驗收。

2 預應力混凝土的特點

2.1 預應力混凝土優點

相較于普通混凝土，預應力混凝土在橋梁施工中有如下優點：（1）預應力混凝土能夠有效推遲混凝土裂縫時間，提高橋梁工程的抗裂性、剛度和耐久性。（2）預應力混凝土可減小混凝土梁的豎向剪力和主拉應力。橋梁可采用曲線鋼筋束預應力混凝土，以此降低橋梁支座豎向剪力，在荷載作用下主拉應力相應減小，從而降低橋梁預應力混凝土自重。（3）提高橋梁構件的受壓穩定性。由于橋梁投入使用后，橋梁構件長期處于受壓狀態，而普通鋼筋混凝土在長期受壓下容易破壞其穩定性，影響行車、行人安全。采用預應力混凝土能夠對鋼筋混凝土柱施加預應力，促使縱向鋼筋增加張力，避免鋼筋壓彎，提高混凝土的受壓穩定性。（4）預應力混凝土能夠有效節省材料，減少自重。由于預應力混凝土對其材料要求很高，需采用高強度混凝土和高強度鋼材，因此可以適當減少混凝土和鋼材用量、降低材料自重，對于橋梁施工大跨度工程來說具有較高的應用價值。（5）提高橋梁耐疲勞性能。采用預應力混凝土，在施工期間能夠降低負載引起的應力變化，有效提高橋梁抗疲勞強度。

2.2 預應力混凝土的類型

預應力混凝土根據預加應力的方法不同，分為先張法預應力混凝土和后張法預應力混凝土。先張法預應力混凝土具有施工簡單、操作便捷的特點，適用于中小型構件工廠批量化生產，能夠保證生產質量。后張法預應力混凝土具有工序復雜的特點，適用于大型預應力混凝土構件生產。橋梁多采用后張法預應力混凝土進行施工，在施工前先澆灌混凝土，達到橋梁施工要求時再張拉穿過混凝土內預留孔道中的鋼筋，并在兩端錨固。

3 預應力混凝土橋梁施工技術要點

3.1 平整場地，搭設支架

在橋梁施工現場進行場地整平作業，為下一步施工創設良好的環境。利用挖掘機、推土機、壓路機等大型機械設備，平整場地，將清運的土石集中堆放在指定區域，禁止隨意堆放，后期工程結束后，要做統一處理。完成場地整平后，檢查地面硬度，如果表層土壤松軟，可通過挖除浮土、填鋪碎石、澆筑泥漿等方式，進行加固、硬化。搭設支架，保證支架的穩定性。

3.2 安裝模板

模板安裝前需要進行清洗，尤其是要保證模板內側沒有殘留的泥漿、灰渣和塵土。待模板晾干后，在內側涂刷脫模劑，按照順序完成模板安裝。側模需要使用臨時支撐，避免澆筑混凝土后出現位移、變形，保證預應力混凝土的成型效果和張拉效果。底模與側模相接部位，應填塞止水條，避免縫隙部位出現泥漿滲漏問題，避免混凝土結構表面出現蜂窩情況。模板安裝結束后，進行注水預壓，檢查預壓期間底模的變形情況。如果沉降值過大，可能是支架不牢，或是模板選用不當，明確問題后采取相應措施。預壓符合要求后，方可開展下一道工序。

3.3 安裝波紋管

波紋管采用U型定位環與定位筋卡牢波紋管。直線部分每1m處設一個定位鋼筋，并綁扎牢固，曲線部分每0.5m處設一個定位鋼筋，并綁扎牢固，使其能牢固地置于模板內的設計位置，在混凝土澆筑期間不產生位移。波紋管接頭部位及其與錨墊板喇叭接頭處，用寬膠帶捻繞緊密，確保其密封不漏漿。所有波紋管按照要求完成安裝后，檢查波紋管內部有無雜物，及時清理干凈，最后將準備好的鋼絞線束穿過波紋管。

3.4 加強澆筑與養護

檢查模板和波紋管的固定情況，確定無誤后，進行混凝土澆筑施工。預應力混凝土橋梁工程中，考慮到施工現場的空間有限，不適合現場制備混凝土，因此工程所需混凝土由附近的拌和廠根據施工要求提前預制，然后使用混凝土車運輸到施工現場。混凝土各物料的配合比例，及和易性、坍落度等相關參數，均需要施工企業與預制廠提前溝通，確保混凝土各項性能滿足橋梁建設需要。澆筑混凝土的同時要采取振搗措施，混凝土厚度超過30cm的，采用插入式振搗棒，不足30cm的，采取表面式振搗器。振搗勻速、有序移動，以提高混凝土密實度，防止橋梁混凝土結構出現蜂窩、麻面等情況。完成澆筑后，立即開展養護作業。夏季施工要注意灑水保濕，避免出現裂縫問題。

3.5 制作預應力筋

預應力筋的性能和質量，是決定預應力混凝土張拉效果的關鍵因素。前期準備環節，已通過抽樣檢測等方式確定預應力鋼材無質量問題，且符合施工要求。選擇鋼絞線制作預應力筋，預應力筋采用13根15.2高強度、低松弛預應力的鋼絞線，其強度符合設計強度要求。預應力鋼絞線進場后，應按照規范進行驗收，并對強度、伸長率、彈性模量等參數進行檢查、測試。確定符合施工要求后，檢查預應力筋的外形，如果發現扭結、毛刺、機械損傷等情況，應進行相應處理，嚴格禁止有質量瑕疵的預應力筋投入使用。

3.6 預應力筋的張拉

準備好張拉預應力筋所需設備，即千斤頂、油泵、高壓油表等。明確張拉順序，通常先進行中層束張拉，然后依次是下層束、上層束。以后張拉法為例，使用工具夾住預應力筋的露出端，用力張拉。將張拉力調整到最大應力值，靜置2min后，測量預應力筋的伸長量。檢驗鋼絞線實際總伸長值與計算理論伸長值容許差值是否控制在±5%以內。若其差值符合要求，則在規定時間內進行封錨。否則應暫停張拉，待查明原因并采取措施予以調整后，方可繼續張拉，直到符合鋼束張拉雙控指標要求后，方可進行封錨。

3.7 管道壓漿及封端

預應力筋張拉完畢后，要立即開展孔道壓漿。將提前配置好的泥漿裝入到活塞式注漿機中，將最上端的排氣孔打開，調節設備壓力值為1.5MPa，自動完成壓漿。壓漿時，應注意觀察孔道另一端是否有飽和泥漿擠出，觀察到這一現象后，及時封閉出漿口。此時注漿機持續注漿，管道內壓力持續增加。穩壓3min后，將孔道兩端封堵起來。完成上述施工任務后，養護一段時間，檢查混凝土實際強度達到設計值的90%后，依次進行模板和支架的拆除。

4 提升預應力混凝土橋梁施工技術水平的措施

4.1 檢查設計圖紙，掌握設計意圖

施工圖紙為預應力橋梁施工提供了重要參考。現場施工人員在拿到圖紙后，由施工負責人組織各施工小隊隊長共同分析施工方案，掌握設計意圖。如果對圖紙中標注的內容、參數等存在疑問，要及時與設計部門取得聯系，進行協調，避免出現設計方案與施工現場情況不一致的問題。通過檢查設計圖紙，還可以最大限度地避免出現設計變更情況，對確保橋梁工程有序開展、順利完成具有積極作用。

4.2 材料選擇方法

橋梁施工中預應力混凝土材料直接決定了混凝土質量，在材料選擇上，需遵循以下方法和原則：（1）高強度鋼筋。由于預應力鋼筋的張拉應力在施工中容易出現應力損失，若鋼筋強度較低，容易導致施工期間應力損耗殆盡，與普通鋼筋混凝土無明顯差別，影響橋梁施工質量。（2）保持良好的塑性。鋼筋強度過大會導致鋼筋發生脆性斷裂，其塑性明顯降低，因此在鋼材選擇時需選擇有足夠的塑性和良好的加工性能的鋼材。（3）高黏度混凝土。預應力混凝土需保持較高的混凝土粘結力，便于澆灌混凝土，還能有效融合鋼筋，提高預應力混凝土材料整體質量。

4.3 加強施工質量控制

為使預應力混凝土施工技術在橋梁工程中發揮更大優勢，必須加強施工質量控制。通過對施工人員的管理和培訓，提升施工人員的技術水平，能夠保障數據計算的準確性，提高橋梁工程的穩定性，也可以加快橋梁工程的施工速度，提升橋梁工程的施工安全。加強施工質量控制，除了提升施工人員的技術水平外，還應定期對監測儀器進行檢查和維修。通過提高儀器對數據監測的精準度，能大幅提升橋梁工程的施工質量，同時充分發揮預應力施工技術在橋梁工程中的優勢。

4.4 預應力損失分析計算

由于橋梁施工多采用后張法預應力混凝土施工，在張拉、錨固、施工過程中會出現預應力損傷情況，施工完成后逐漸趨于穩定，因此會導致橋梁實際有效預應力和最初給予預應力存在一定差異。施工人員在進行鋼筋、混凝土張拉時，需合理計算預應力損失量，并給予足夠大的預壓力，保證預應力混凝土的使用質量。分析預應力損失主要分為三個部分：（1）管道摩擦損傷應力。鋼筋張拉時容易與管道壁接觸形成摩擦力，導致應力損失，可進行兩端張拉或超張拉，減少應力損失。（2）錨固損失。由于預應力混凝土張拉后容易出現錨固變形情況，導致錨固無法重復使用，同時還會導致鋼筋回縮，導致應力損失，可采用變形情況小的錨固，減少應力損失。（3）混凝土收縮損失。由于后張力混凝土需先澆筑，混凝土在高粘性下結硬后會出現不同程度的體積縮小情況，導致鋼筋回縮，應力損失，可采用高強度混凝土，提高混凝土振搗質量，降低應力損失。

4.5 優化施工工序

對施工工序進行優化，是提升預應力混凝土橋梁工程施工水平的重要措施，也是增強施工單位核心競爭力的主要手段。通過實踐的方式，對施工工序進行優化和改善，能夠全面提升橋梁工程的施工速度，降低橋梁工程的施工成本，縮短橋梁工程的施工工期，促進橋梁施工行業的穩步發展。

5 結束語

綜上所述，橋梁的施工質量直接影響橋梁的使用壽命與安全。預應力混凝土作為橋梁施工的重要施工材料，能夠有效提高橋梁的抗壓耐久性，節省施工材料，減少橋梁自重，改善橋梁塌陷、裂縫情況，延長橋梁使用壽命。由于預應力混凝土制作工藝復雜，因此施工人員需合理選擇預應力混凝土材料，充分考慮預應力損失情況，保證預應力混凝土澆筑質量和鋪設質量，從而提升橋梁工程的施工質量，促進橋梁施工技術快速、穩定的發展。