某預應力混凝土橋梁的施工技術及質量控制探討

潘文文

摘要 公路橋梁工程建設質量是保證橋梁安全穩定運營的基本前提。為有效提升預應力混凝土橋梁建設質量，保證橋梁使用安全和運營壽命，文章結合某橋梁工程施工實踐，針對預應力混凝土橋梁施工技術及質量控制展開綜合探究，分析了預應力混凝土橋梁施工特點，總結了預應力混凝土橋梁施工技術，具體包括施工準備工作、支架搭設與預壓、箱梁的底膜安裝與側膜安裝、鋼筋施工、箱梁混凝土澆筑、預應力張拉等施工工序的技術要點，并提出了針對性的質量管控措施，以期能有效提升預應力混凝土橋梁建設質量，保證項目順利完成。

關鍵詞 公路橋梁項目；預應力混凝土；支架預壓；施工技術要點

中圖分類號 U445.4文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2023）09-0084-03

0 引言

科技的不斷進步，有效推動了橋梁工程建設的發展，設計跨徑越來越長，結構形式愈加復雜。預應力混凝土橋梁憑借自重輕、跨度大、耐久性好、造價低等優點，在橋梁工程建設中得到了大規模應用。但由于環境、工藝、材料等各方面因素影響，導致預應力混凝土橋梁極易產生結構裂縫等質量問題，影響承載性能和使用年限，積極強化預應力混凝土橋梁施工質量控制尤為重要。為此，該文結合實際工程案例，針對預應力混凝土橋梁施工技術及質量控制展開綜合探究，對提高預應混凝土橋梁施工技術水平，保證橋梁建設的整體質量具有重要的實踐意義。

1 工程概況

某公路橋梁工程，引橋部分設計跨徑為（35+60+35）m現澆箱梁結構，橋跨結構采用預應力混凝土結構，橋梁墩臺采用柱式、薄壁式墩柱+承臺+群樁基礎，支座形式為盆式橡膠支座，現澆預應力混凝土箱梁采用滿堂支架法施工。因預應力混凝土橋梁工序復雜、跨徑較大、技術要求高，因此，必須加強施工質量控制。

2 預應力混凝土橋梁施工技術

2.1 施工準備工作

（1）圖紙會審、技術交底。預應力混凝土橋梁施工前，應對設計文件、圖紙進行全面審查，確保設計的準確性和合理性，結合審查情況科學編制施工組織設計方案，并進行技術交底。

（2）材料準備。正式施工前應準備充足的施工材料，并實施質量檢測，保證材料質量、性能、規格和數量符合設計標準要求。

（3）機械準備。配備滿足施工需求的施工機械，對機械性能實施全面檢查，確保運行狀況良好，防止施工中產生機械故障，影響施工質量、進度與安全。

（4）測量放樣。測量放樣是預應力混凝土橋梁施工的基礎，施工前應嚴格按照設計及方案要求，科學進行測量放樣，保證后續各項工作的順利進行[1]。

2.2 支架搭設與預壓

2.2.1 支架搭設

預應力混凝土橋梁施工采用滿堂支架，基本組成包括底座、調節架、水平架等，結合工程具體狀況科學確定門架尺寸。立桿及加強桿應選用剛度較大的鋼管搭設，并根據設計要求實施科學調節，在橫向支撐體系上方均勻布設規格為10 cm×10 cm或6 cm×10 cm的方木[2]。

2.2.2 支架預壓

（1）預應力混凝土橋梁施工地質條件較差，為防止地基沉降等因素影響，必須對橋梁線性實施科學控制，按照確定的預拱度進行支架搭設。

（2）支架搭設完成，并安裝完箱梁底板后，隨即開展預壓施工。通過在支架上方設置預壓水箱，并向水箱內部注水方式完成支架預壓。預壓過程中在箱梁兩端、1/4跨、跨中等部位設置沉降觀測點，布置形式如圖1所示。

（3）預壓完成后應按照標準要求卸除荷載。荷載卸除時應由中間向兩側同步進行，并對各監測點回彈量進行檢測，同時按照設計要求對模板標高進行調節，并加固牢固[3]。

2.3 箱梁的底膜安裝與側膜安裝

模板安裝是預應力箱梁施工的關鍵工序，應對其質量實施嚴格把控，確保平整順直、牢固可靠。

（1）箱梁模板類型采用定型化鋼模板，底模安裝前，應科學控制高程、軸線位置等關鍵指標，按照由中間向兩邊逐步推進的順序進行施工。

（2）側模安裝通過豎向安裝方式完成，確保與底模拼縫相同，且對底模和側模拼縫實施嚴格控制，并采用海綿膠條實施密封處理，防止出現漏漿現象。

（3）為提升模板支撐體系的安全性和可靠性，可在其外側合理布設剪刀撐，增強結構整體穩定性[4]。

2.4 鋼筋施工

箱梁模板施工完成后，應進行全面清理，按設計要求對高程和軸線進行復核和調整，滿足要求后開始鋼筋綁扎施工。

（1）該橋梁項目鋼筋類型較多，用量龐大，應由專人負責鋼筋加工制作，并通過塔吊進行現場吊運，工作人員采用操作平臺進行鋼筋綁扎。

（2）當鋼筋位置與應力管道沖突時，應合理調整鋼筋間距。

（3）根據設計要求完成抗裂鋼筋網加工，并將其運至施工現場，安裝時科學控制保護層厚度，確保滿足規范要求。

（4）鋼筋施工完成后，再次對模板高程及軸線進行檢查，保證準確無誤。鋼筋焊接應按照設計文件要求施工，嚴格控制搭接長度和焊接質量。

（5）鋼筋安裝過程中，若與預應力管道和預埋件產生沖突，應對其位置實施科學調整，特殊情況下可割除鋼筋，通過補強代換方式實現同等效果[5]。

2.5 箱梁混凝土澆筑

箱梁混凝土澆筑應采用分段和分層澆筑方式施工。具體要求如下：

（1）采用專用罐車將混凝土運至現場，并通過泵車完成混凝土澆筑。

（2）混凝土澆筑時，因內部預應力管線數量較多，為避免施工中出現擾動，應采用小型振搗器進行科學振搗，防止混凝土離析。

（3）混凝土澆筑按照先底板、后腹板的順序進行施工，其側模應在混凝土強度超出設計值的70%進行拆除，底模應在強度達到設計值的100%時進行拆除[6]。

2.6 預應力施工

2.6.1 預應力筋下料

預應力筋下料應嚴格控制以下幾個方面：

（1）預應力筋切割，應使用砂輪切割機完成，嚴禁電焊切割。

（2）豎向預應力筋切割時應按照單根切割方式實施切割，并將表面毛刺清除干凈。

（3）預應力束應順直、整齊，防止產生彎曲、纏繞等狀況，嚴禁碰撞和擠壓。

2.6.2 預應力管道安裝

預應力孔道施工時，采用金屬波紋管成孔技術，管線通過現場制作而成。實際安裝時應注意以下幾點：

（1）根據設計文件要求確定管線位置，當其長度超過40 m時，應每間隔40 m設置一個出氣孔。

（2）預應力管道安裝前，必須對其嚴密性實施全方位檢測，若出現破損要及時更換。

（3）管道接長應通過專用套管進行連接，其管徑應稍大于波紋管直徑。接長時應嚴格控制連接質量，確保管線和接頭順直，并采用密封膠進行密封，以防漏漿。

（4）定位筋按0.5 m間隔設置在波紋管上，并與箱梁鋼筋焊接在一起。為避免管道滲漏造成堵塞，應在管內加設一根硬質塑料管，以保證管道通暢。

（5）混凝土澆筑完畢且強度符合要求后，將塑料管取出，并對管道實施檢查。當產生漏漿時，應及時清理。

（6）混凝土澆筑過程中，應科學控制澆筑速率，避免預應力管線產生移動，并控制振搗過程，防止對管線造成破壞[7]。

2.6.3 預應力筋穿束

預應力筋穿束作業，應注意以下幾個方面：

（1）拆模后，應全面清除錨墊板周邊及預應力管道內混凝土殘渣。

（2）穿束作業時，應先借助人工實施牽引線穿孔，人工穿束完成后通過卷揚機實施縱向穿束作業。

（3）穿束作業時全面監控卷揚機運行情況，當產生異常時，應及時暫停穿束作業，全面排查原因并進行科學處治，防止引發安全事故。

（4）對預應力筋穿束過程實施嚴格把控，保證兩側外露長度相同。

2.6.4 預應力筋張拉

預應力張拉施工過程中應注意以下幾點：

（1）預應力張拉作業應待箱梁強度達到設計強度90%時實施。

（2）預應力張拉基本流程：①組裝工作錨，并不斷敲打夾片，確保實現與鋼絞線的緊密連接，并確保預應力筋外露長度一致；②兩端同步設置錨具及千斤頂；③開啟油泵裝置，均勻給油，使壓力勻速增大，確保千斤頂工作狀況相同；④張拉作業完成后，根據規范要求進行端頭錨固，錨固過程中應繼續穩壓一段時間；⑤端頭錨固完成后將張拉設備拆除，準備后續施工。

（3）預應力筋張拉施工時，應嚴格控制以下幾個方面：①張拉前，應根據相關標準要求對張拉設備實施校驗，確保精度和性能滿足要求；②預應力張拉采取雙控方式，待張拉至設計標準后，對預應力筋伸長量進行測量，保證位于95%～106%范圍內；③嚴格控制錨具、千斤頂和錨墊板安裝位置，確保與預應力孔道位于同一軸線上；④張拉完成，并經檢驗滿足設計要求后，采用水泥砂漿對端部實施密封處理，準備進行壓漿作業[8]。

2.6.5 壓漿

（1）孔道壓漿作用原理為將水泥漿注入孔道內，使漿體與混凝土固結在一起，共同承受預應力筋受到的荷載作用，并有效增強混凝土與預應力筋之間的粘接強度，降低預應力損耗，避免銹蝕。

（2）該工程壓漿施工前，應先利用真空泵排除孔道內部空氣，然后利用負壓作用進行壓漿作業。實際施工時，抽氣和壓漿應同步進行，確保漿液完全充滿孔道[9]。

3 預應力混凝土橋梁施工質量控制措施

3.1 控制好混凝土配合比

混凝土配合比直接決定混凝土性能和質量，若配合比設計不合理，勢必會嚴重降低橋梁建設的整體質量，影響結構使用安全和使用年限，因此必須加強混凝土配合比控制。

（1）為有效提升橋梁結構早期強度，混凝土拌和時通常摻加適當的早強劑，并科學把控混凝土運輸、澆筑等環節。

（2）預應力混凝土橋梁配合比設計時，應嚴格控制用水量，以有效降低水化反應，防止混凝土裂縫等質量病害。

3.2 控制真空壓漿過程

預應力混凝土橋梁技術要求較為嚴苛，尤其對于孔道壓漿環節質量要求更高，必須采取科學手段進行嚴格控制。壓漿施工時應實時監測孔內氣壓和水壓情況，并及時修復橋面存在的質量缺陷，最大限度地保證預應力混凝土橋梁整體質量。

3.3 預防混凝土開裂問題

在混凝土澆筑完成后，應及時進行灑水養護，防止產生開裂病害。若養護不當，會造成混凝土內部水分散失過快，使水泥水化反應不充分，無法形成穩定結晶，強度發展緩慢，從而形成干縮裂縫。因此，加強混凝土養護工作尤為重要。

（1）預防混凝土開裂最關鍵的因素在于控制混凝土內外溫差，通常采取內外結合的方式進行控制。內部溫度控制主要在混凝土內部預埋循環冷卻水管，通過持續通水實現降溫的目的。外部溫度控制主要是在混凝土澆筑完成后，采用薄膜、毛氈等材料對混凝土表面實施覆蓋，有效降低混凝土內部溫差。

（2）結合工程實際情況，適當延長養護時間。由于該工程基礎在冬季進行施工，外部氣溫較低，混凝土內部水化反應速率及強度增長較慢，應合理延長養護時間。

（3）合理掌握拆模時機。混凝土拆模前，應全面了解混凝土強度及內外溫差狀況，當強度超過10 MPa，且溫差小于20 ℃時，方可進行拆模[10]。

3.4 孔道漏漿、堵塞、壓漿不飽滿問題

（1）預應力孔道產生漏漿、堵塞、壓漿不飽滿的具體原因如下：①預應力管道連接部位固定不牢固；②混凝土振搗過程中造成預應力管道破壞；③孔道壓漿前孔道未清理干凈；④漿液配合比不符合標準要求。

（2）防止孔道漏漿、堵塞、壓漿不飽滿的主要措施：①科學確定壓漿順序，壓漿施工時，先進行下部孔道壓漿，再進行上部孔道壓漿，并結合孔道長度科學布設通氣孔；②嚴格控制壓漿速度，勻速、緩慢壓漿；③壓漿時，應合理控制壓力，先采用較小壓力進行壓漿，后續逐步增大，將壓力控制在0.5～0.7 MPa范圍內。

3.5 降低斷絲問題的發生概率

預應力張拉施工中極易產生斷絲問題，嚴重降低橋梁建設質量，威脅使用安全。因此，張拉施工時應嚴格控制以下幾個方面：①對夾片張拉性能實施綜合檢測，并比較其與鋼絞線之間的直徑、硬度關系，確保滿足施工要求；②對夾片質量實施全面檢查，若存在質量問題應及時進行更換。

4 結論

綜上所述，預應力混凝土橋梁具有自重輕、跨度大、耐久性好、造價低等優點，已成為當前應用最為廣泛的橋梁結構形式，加強預應力混凝土橋梁施工質量控制具有重要意義。該文根據預應力混凝土橋梁工程實踐，全面總結了施工準備、支架搭設與預壓、箱梁底側膜安裝、鋼筋施工、箱梁混凝土澆筑、預應力張拉、孔道壓漿等各環節施工技術要點，通過優化混凝土配合比、加強真空壓漿過程質量控制、強化混凝土養護等措施，有效提升預應力混凝土橋梁施工質量，保證項目順利完成，取得了顯著的經濟和社會效益。

參考文獻

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