鐵路橋梁后張法預應力箱梁施工技術研究

朱志江

（鐵四院（湖北）工程監理咨詢有限公司，湖北 武漢 430000）

0 引言

后張法預應力箱梁技術在鐵路橋梁工程中得以廣泛應用，其能夠有效控制橋梁變形情況，同時能夠保證橋梁結構整體穩固性與安全性，該技術具有施工快速、簡便等特點，但其結構較為特殊且技術應用復雜，在施工過程中容易出現質量問題，從而影響鐵路橋梁整體施工質量，因此文章將深入探討鐵路橋梁后張法預應力箱梁施工技術，保障施工人員全面掌握其技術應用要點與注意事項，從而提升鐵路工程質量。

1 工程概況

某鐵路橋梁工程全長為1500m，橋梁寬度為12.6m，選擇以預應力混凝土箱梁為主的結構，同時在預制場內進行箱梁制作，使用后張法預應力箱梁施工技術，橋梁基礎采用鉆孔樁基礎，矩形承臺，雙線圓端形實體橋墩，墩身高2～18m，橋臺采用雙線一字型橋臺。

為保證橋梁施工質量，施工單位需要從不同層面嚴格控制后張法預應力箱梁施工技術應用，并對其施工工藝進行深入研究。

2 鐵路橋梁后張法預應力箱梁施工技術

2.1 臺座設置技術

該鐵路橋梁的梁身及張拉主構件均在預制場地內進行，因此施工單位需要在施工前對預制場地做好相應布置，并根據工程項目具體建設情況完成制梁臺的合理設置，具體如下：臺座使用C30 混凝土結構，考慮施工量與施工進度控制，選擇設置4 個臺座，其全長為32.6m，底座厚度為50cm，寬為5.5m，同時施工單位結合平臺與梁的實際荷載情況提高預制場地的承受能力，通過選擇加固方式保證預制場地有足夠的承受能力[1]。此外，施工人員需要及時鋪設C30 水泥混凝土墊層，要求鋪設均勻且平整，使整體的承載能力達到1600kPa，從而保證基礎承載能力符合相關要求。

2.2 鋼筋和鋼絞線安裝技術

2.2.1 鋼筋綁扎

基于臺座的合理布置，施工單位需要及時安排箱梁梁體的制作，注意先進行鋼筋綁扎，尤其在使用所需的鋼筋原材料時，應根據使用具體需要進行加工，可以在預制場內完成鋼筋長度和形狀的合理加工[2]。在長度與形狀加工完成后，施工單位需要深入分析施工圖紙內容，并根據圖紙要求對鋼筋進行相應的綁扎，使其能夠形成橋梁骨架。同時，施工人員應對該骨架的箍筋位置進行科學加固，并采用點焊定位筋在其位置上按要求綁扎相應的導向筋，再結合之前的定位筋和綁扎導向筋所在的具體位置進行橋梁鋼筋的逐一綁扎。

2.2.2 鋼絞線安裝

首先，在對鋼筋進行綁扎時，施工單位需要做好預應力孔道的適時安裝，結合該項目工程具體情況選擇所需的波紋管，考慮預應力孔道大小確定波紋管尺寸為80mm，并在定位筋和導向筋位置安裝波紋管，選擇長為10cm 的塑料布等材料對兩端位置進行反復多次纏繞，以達到所需固定效果。

其次，在管道成功就位后，施工單位需要進行穿束預應力筋作業，由于鐵路橋梁建設一般采用鋼絞線，因此應使用砂輪鋸完成鋼絞線的切割，以保證鋼絞線的長度符合實際使用需要。

再次，對于穿束完成的鋼絞線，施工人員應合理并規范使用穿孔器，并在具體穿束作業中重點保護波紋管，避免其在波紋管穿束時受損而無法發揮出真正作用，從而減少波紋管后期使用的安全隱患[3]。

最后，在完成穿束后，施工人員應觀察鋼絞線是否全部到位，并由專門監理工程師開展細致與嚴格的驗收工作，待其簽字后方可安排下一步的施工作業，以保證施工具有一定的連續性。

2.3 孔道預留與灌漿技術

2.3.1 孔道預留

首先，在孔道預留時，施工單位需要合理選擇孔道直徑。孔的直徑通常需大于所使用的鋼筋直徑，厚度為10～15mm，鋼制或鋼制鋼梁為6～10mm，孔的面積需要達到鋼筋面積的2 倍，以保證其輕松穿過單槽。基于孔直徑的確定，施工單位需要規定孔徑的具體偏差范圍，并做好嚴格檢驗，以保證鉆孔作業的規范性，如表1 所示。

表1 鉆孔樁鉆孔允許偏差和檢驗方法

其次，由于橋梁的預應力為后張拉法，因此施工單位在澆筑作業時需要對孔洞位置進行良好保存，并根據設計要求合理選擇預留管，該工程選擇金屬波紋管，并合理使用冷軋鋼螺紋，將其在軋管機上進行適當擠壓，以保證管徑和鋼筋直徑相同。

再次，在進行波紋管搬運時，施工人員應避免出現拖曳或隨意拋入等行為，在吊裝過程中使用繩子進行吊掛，無須進行夾緊操作，并使用帆布對鋼筋進行全面遮蓋，避免雨水滲漏給鋼筋帶來不利影響。同時，在拉力環節應注意嚴格控制波紋管的位置，施工單位需要結合摩擦力大小確定拉力值，以免因速度過快而損壞材料，并應注意電焊劑產生的火花，避免其燒壞管壁[4]。

最后，施工單位需要做好位置檢查工作，并注意鋼管彎曲形狀是否符合設計要求，確保橫梁位置的波紋管處于筆直狀態，同時要求梁的另一邊位置光滑且具有一定連續性。同時，施工單位應對波紋管的實際牢固性進行細致化檢查，并應檢查接頭位置的完好性，確保管壁位置沒有嚴重破損情況，波紋管的開口位置應使用金屬絲和塑料圓弧壓片完成固定，并選用噴嘴與海綿做好完美連接。

此外，施工單位應找到曲線最高點處和開口位置，并及時安裝專業和先進的探頭。

2.3.2 孔道灌漿

在孔道灌漿作業中，結合橋梁設計明確管道支架的材料是為M20 水泥泥漿，其主要原材料為525R，使用減水劑FDN 并注意用量，混合材料的水灰比應控制在0.38，水泥∶水∶減水劑=1∶0.38∶0.006，需要在配制中做到嚴格控制，保證材料比例符合標準。

同時，在壓漿之前應對孔洞進行處理，如用水泥砂漿填滿孔洞并選擇壓漿機完成壓實操作，泥漿流出注漿口時的壓力應控制在0.5MPa/2min，并及時封閉截口器。

2.4 混凝土澆筑技術

首先，結合該工程具體要求使用42.5 標號的普通硅酸鹽水泥充當混凝土所需材料，同時細砂細度模數應控制在2.3～3.0 之間，碎石材料的粒徑選擇應保持在1～3cm，混凝土材料所具有的含泥量不應超過2%，同時需要在預制場內的拌和站完成混凝土拌和作業，注意應合理控制每盤混凝土的拌和時間，一般應持續2min。其次，在完成拌和作業后，需要通過專用運輸車將混凝土安全運送至作業場地，并及時開始相應的澆筑作業[5]。在具體澆筑時，施工單位考慮使用分層方式完成高質量的澆筑，要求每層澆筑作業完成后應使用插入式的振搗棒對其做好全面與充分的振搗，振搗點位不應緊貼模板，而應離開30cm 以上，實際的振搗時間應嚴格控制在20～30s，并觀察振搗的混凝土表面，如果開始出現不同程度的泛漿情況且內部無氣泡時應停止進行振搗，并進行下一層的澆筑，待整個梁體澆筑完成后應對其進行溫潤養護，養護時間為7～14d，以提升混凝土的整體強度。

2.5 預應力張拉技術

2.5.1 選擇張拉設備

在該項目中預應力張拉施工選擇應使用以下設備：

第一，千斤頂。選擇穿心式千斤頂，要求最大拉力為1.2～1.5 倍。

第二，高壓油泵。油箱的實際容量要求是千斤頂總輸油量的1.5 倍，同時在使用之前應使用過濾網提前做好機油添加，機油型號為N32-N40。

第三，高壓油表。選擇防震型高壓油表完成數據讀取，要求其最大讀數應達到最大張力的1.2～2 倍，并定期對油表進行標定，1.0 級油表應每7d 進行1 次標定，0.4 級油表則應每30d 進行1 次標定，由于油表與千斤頂通常配套使用，因此其標定時間為1 次/1 月，注意控制配套使用次數，保證最大次數不超過200 次，若千斤頂需要維修，則應將其與油表設備進行重新標定。

2.5.2 開展張拉施工

首先，在預應力張拉作業開始前，施工單位需要將箱梁梁體兩側位置的模板進行科學與安全拆除，拆除時混凝土的實際強度是設計強度的60%，應采用預張拉方式，待混凝土強度為80%時應采用初張拉，要求在已設置好的臺座上完成兩次張拉，其中先張拉至設計控制應力的20%，持續保持5min，待無問題后繼續張拉至設計控制力的60%，持續保持5min，最后將力量加至100%。同時，施工單位在進行張拉作業時需要考慮作業質量的提升，通常選擇對稱式張拉操作，該張拉方式要求兩端位置均需要使用相同的張拉設備，結合其對稱性同步送油操作，并應保證位置調整環節的一致性。此外，施工人員需要對整個張拉的各種變化情況進行實時觀察與對比，并應實時與全面了解鋼絞線受力后的具體情況。在具體觀察時，施工人員應重點關注鋼絞線可能出現的松緊程度變化等情況。

其次，在張拉施工時，施工人員應在設備達到一定控制力時進行逐級加載，保證兩段張拉作業能夠同時同步開展，兩段位置均需保證持荷5min，并做好隨時補油。

最后，在張拉施工結束后，施工單位應重點關注24h 內的變化情況，并及時對箱梁位置的具體張拉情況進行科學與合理的檢測，以保證滑絲問題的出現情況滿足相關標準規定，同時鋼絞線數量不可超過總量的0.5%。若出現嚴重斷線或者超張等突發情況，必須及時采用小型前卡式千斤頂完成放張操作，并在一定范圍內做好安全警戒。

2.5.3 技術應用注意事項

首先，施工單位在預應力張拉施工中應考慮斷絲與超張等問題，并重視油表與油泵所顯示數據，對其進行正確讀取與詳細記錄，同時應對預應力孔道中所使用的鋼絞線進行全面檢查，保證其不能過度彎曲。

其次，在張拉環節結束后，施工單位必須檢查張拉設備，以預防伸長值的異常情況。

再次，施工單位應對千斤頂實際使用性能和所使用油表讀數的準確性做到明確與檢查，并應做好錨固裝置清理工作，以保證錨固裝置安裝和拆卸工序的合理性。

最后，應嚴格控制千斤頂回油速度，以保證張拉效果。

2.6 壓漿與封端技術

首先，孔道壓緊作業通常在預應力張拉后進行，施工單位需要使用適當的材料對孔道位置進行合理填充，并保證其具有一定密實性，使鋼絞線在使用過程不會出現過多銹蝕等情況，減輕錨固段承受壓力，從而有效解決預應力筋脫錨問題。

其次，在具體壓漿過程中，應使用高速攪拌機和真空泵等設備，高速攪拌機轉速必須在1000r/min 以上，真空泵的負壓力必須超過0.092MPa，保證抽出孔道內所有空氣達到真空標準，同時施工單位應全面檢查所有施工設備，保證施工設備狀態良好，以滿足壓漿施工作業的具體要求。

再次，在壓漿環節，施工單位應合理使用真空泵等設備完成空氣的抽取，保證內部處于真空狀態，此時施工單位開始處理孔道位置，并選擇水泥漿液將其注入孔道位置，如圖1 所示。該操作環節中，施工人員應持續進行漿液注入，以減少后續可能出現的質量問題，并應對壓力進行合理控制，一般為0.7MPa。在具體操作過程中，施工人員應對注入過程進行全方位觀察，了解孔道另一端可能出現的情況，在漿液能夠持續冒出時結束操作。

圖1 孔道壓漿管路連接

最后，在封端作業時，施工單位應做好材料選擇，使用收縮程度小的混凝土，同時錨圈與錨墊板結合的位置應進行科學防水處理，采用一次成型方式完成澆筑，待澆筑作業完成后及時對其進行養護，以減少收縮裂縫，從而全面提升梁體整體質量。

3 結語

綜上所述，鐵路橋梁的建設在我國交通運輸中發揮著重要作用，其施工技術的應用水平直接影響橋梁的功能性與安全性，因此施工單位應加大對后張法預應力箱梁施工技術應用的重視程度，并針對其容易產生的質量缺陷加強對施工技術應用的監控與管理，保證施工流程科學與合理，從而提高鐵路橋梁施工整體質量，為橋梁后續使用安全性提供有力保障。