淺析后張法預應力混凝土簡支梁橋施工

付 玫

(江西交通咨詢公司)

淺析后張法預應力混凝土簡支梁橋施工

付 玫

(江西交通咨詢公司)

預應力混凝土結(jié)構(gòu)以其良好的實用性能被廣泛的應用。江西南山一橋得工程實例，從施工方法及工藝幾個方面論述了后張法預應力混凝土簡支梁橋施工方法，具有一定的實際意義。

后張法;預應力混凝土簡支梁橋;施工工藝

1 工程概況

南山一橋是江西省永修至武寧(廬山西海)旅游高速公路上一座后張法部分預應力混凝土簡支梁橋，荷載等級為公路－I級。采用跨度為35 m的部分預應力混凝土空心板梁，梁長為31.58 m，計算跨度為31.18 m。橋跨通過拼裝預制梁、現(xiàn)場澆筑絞縫混凝土和橋面混凝土形成。預制梁高1.43 m，底面寬1.426 m、頂面寬1.391 m。預制梁混凝土采用C50混凝土;鉸縫及橋面現(xiàn)澆層(厚7 cm)采用C50混凝土;橋面鋪裝層采用改性瀝青混凝土(厚6 cm)。7 cm厚的C50橋面現(xiàn)澆層和絞縫完全參與梁的受力，橋面鋪裝層(改性瀝青混凝土層)不參與梁的受力。

2 施工方法及工藝

由于南山一橋是在完成混凝土構(gòu)件的制作之后再施加預應力，故把這種構(gòu)件稱作后張法預應力混凝土預制構(gòu)件。后張法又分為有粘結(jié)工藝和無粘結(jié)工藝兩大類。其中有粘結(jié)工藝又可分為先穿束法和后穿束法兩種做法。

先穿束法:將預應力鋼束先穿入管道，再一同預埋在后澆筑的混凝土中。優(yōu)點是不會產(chǎn)生堵管的現(xiàn)象，某些情況下可避免后期穿束的場地條件的限制。缺點是應在規(guī)定的時間內(nèi)張拉完畢，否則會引起預應力鋼束的銹蝕。且不能使用蒸汽養(yǎng)護。

后穿束法:將管道預埋在后澆筑的混凝土中。當達到張拉強度時，穿束并完成張拉。優(yōu)點張拉預應力的時間、地點較為機動靈活，能使用蒸汽養(yǎng)護。缺點:有時會產(chǎn)生堵管的現(xiàn)象。

后張法主要工序為:先澆筑混凝土構(gòu)件，并在構(gòu)件中配置預應力鋼筋的位置上預留孔道;養(yǎng)護混凝土至規(guī)定強度后，將預應力筋穿入孔道，利用構(gòu)件本身作為臺座，用張拉機具張拉鋼筋至控制應力;在張拉端用錨具將鋼筋錨固在構(gòu)件兩端，在孔道內(nèi)灌注水泥漿。

2.1 預留孔道

預留孔道是后張法梁體施工中的一項重要工序。預留孔道的尺寸與位置應正確，孔道應平順。端部的預埋墊板應垂直于孔道中心線，并用螺栓或釘子固定在模板上，以防止?jié)仓炷習r發(fā)生移動?？椎懒粼O的方法有埋置式與抽拔式兩種。

(1)埋置式制孔器

它主要采用薄鐵皮套管和鋁合金波紋管，可做成各種形狀的孔道。將管子按索筋的設計位置和形狀固定在鋼筋骨架中不再抽出，待混凝土澆筑后，即可形成預應力筋的孔道。此法具有成孔均勻、摩阻力小、連接容易、與混凝土豁結(jié)性能好等優(yōu)點，但管子的加工和安裝比較困難，使用后不能回收，因而成本高，鋼材耗用量大。

(2)抽拔式制孔器

它的最大優(yōu)點是能夠周轉(zhuǎn)重復使用，經(jīng)濟而節(jié)省鋼材，目前使用較廣我國常用的抽拔式制孔器有鋼管制孔器、金屬伸縮管制孔器和橡膠制孔器。

①鋼管抽拔法適用于留設直線的孔道?；炷翝仓?，每隔一定時間慢慢轉(zhuǎn)動鋼管，防止其與混凝土粘接。選用的鋼管要求平直、表面光滑、致設位置準確。較長的構(gòu)件可采用兩根鋼管，中間用套管連接。

②金屬收縮管制孔器是一種用金屬絲編織成的可伸縮網(wǎng)套，具有壓縮時直徑增大而拉伸時直徑減小的特性。為了防止翻漿和增強剛度，網(wǎng)套內(nèi)可襯以普通橡膠襯管、插入圓鋼或45 mm鋼絲束芯棒。

③膠管抽拔法可用于留設直線、曲線或折線的孔道，有5層或7層夾布膠管和鋼絲網(wǎng)橡皮管兩種。為增加膠管的剛度和控制位置的準確，需在橡膠管內(nèi)置一圓鑰筋(稱芯棒)，芯棒直徑應較膠管內(nèi)徑小8～10 mm，長度較膠管長1～2 m，以便于先抽拔芯棒。對于曲線束的孔道，宜用兩段膠管在跨中對接，對接接頭處套一段0.3～0.5 m鐵皮管。接頭要牢固緊密，以防澆筑混凝土時脫節(jié)和瀚漿，膠管從梁的兩端抽拔，鐵皮管則留在梁內(nèi)。

抽拔制孔器的時間是能否順利抽拔和保證成孔質(zhì)量的關(guān)鍵，它與水泥品種、環(huán)境氣溫和養(yǎng)護條件有關(guān)，必須嚴格掌握，一般在棍凝土初凝后、終凝前進行，以用手指按壓混凝土表面不顯指紋時為宜。如抽拔過早，則混凝土容易塌陷而堵塞孔道;如抽拔過遲，混凝土與膠管粘結(jié)牢固，抽管困難，甚至可能拔斷膠管或根本拔不出來。抽管可用人工逐根地進行，也可用機械(電動卷揚機或手搖絞車)分批地進行。抽管時必須速度均勻，邊抽邊轉(zhuǎn)并與孔道保持在一條直線上。

制孔器抽拔完畢后，應用比孔徑小4～7 mm的鋼制橄欖形通孔器進行通孔檢查，以防穿筋困難。如發(fā)現(xiàn)孔道堵塞，應及時用鋼筋芯棒通搗，若膠管因拉斷而殘留于孔道中，則應及時標出準確位置，從側(cè)面鑿孔取出并疏通管道、重設制孔器、修補缺口。無論采用何種制孔器，都應按設計要求或施工需求預留排氣、排水和灌漿用的孔眼。

2.2 張拉機具使用前的校檢

(1)目的:由于千斤頂?shù)幕钊c油缸壁的摩擦力，千斤頂?shù)恼鎸崗埨Σ坏扔诨钊娣eX油壓讀數(shù)，找到千斤頂?shù)膹埨瓏嵨慌c高壓油泵上的油表讀數(shù)(油壓讀數(shù))的對應關(guān)系，從而可利用油表讀數(shù)來方便、準確地控制張拉力。

(2)校檢方法:目前對預應力施工機具進行校檢的方法有應力環(huán)(測力計)校檢、壓力機校檢及電測傳感器校檢等方法，其中應力環(huán)(測力計)佼檢(標定)方便靈活，不受設備條件的限制，而壓力機法的優(yōu)點是千斤頂能夠真實地伸長，結(jié)果較為準確。

(3)校檢結(jié)果:利用“最小二乘法，求得大多數(shù)點所在的直線。校檢結(jié)果一式兩份，施工單位和監(jiān)理工程師各一份。施工期間，內(nèi)業(yè)計算與外業(yè)張拉時所用的千斤頂和油表必須經(jīng)過校檢，且均應按照校檢結(jié)果進行內(nèi)業(yè)計算和外業(yè)張拉，不得使用未經(jīng)校檢的設備組合。

(4)校檢頻度:200次以上的連續(xù)張拉;6個月以上的使用;新工程、新設備使用過程中有異常感覺。

2.3 預應力筋的張拉工藝

當梁體混凝土的強度達到設計強度的75%以上時，才可進行穿束張拉。穿筋工作一般采取直接穿筋，較長的鋼筋可借助長鋼絲作為引線，用卷揚機進行穿筋。

不同預應力筋構(gòu)件所采用的張拉程序按下列規(guī)定采用:

(1)對鋼筋、鋼筋束，張拉程序為:0→初應力→1.05(持荷2min)→0.9→6(錨固)。

(2)對于用夾片式等具有自錨性能的錨具張拉鋼絞線束和鋼絲束時，其張拉程序為。

①普通松弛力筋:0→初應力→1.03(錨固)。

②低松弛力筋:0→初應力→〔持荷2 min錨固)。

(3)對于用其他錨具張拉鋼絞線束和鋼絲束時，其張拉程序為:0→初應力→1.05(持荷2 min)→6(錨固)。

(4)對于精軋螺紋鋼筋，張拉程序為。

①直線配筋:0→初應力→ (持荷2 min)。

②曲線配筋時。0→(持荷)→0。(上述程序可反復幾次)→初應力→ (持荷2 min錨固)。

其中為張拉時的錨下控制應力。

張拉時應注意以下方面:張拉時嚴格按照設計張拉順序施工:孔道軸心、錨具軸心、千斤頂軸心在一條軸線上:控制張拉力達到設計張拉力，控制實測伸長量與理論伸長量的差值在理論伸長量的6%之內(nèi);施工中斷、滑絲的允許偏差:鋼絲、鋼絞線1束不超過1，1個斷面不超過1%，鋼筋則不允許出現(xiàn)上述情況。

2.4 孔道壓漿

孔道壓漿用專門的壓漿泵進行，壓漿后的漿體要求密實、飽滿，并應在張拉后盡早完成。孔道壓漿應采用強度等級不低于42.5普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥配置的水泥漿;對空隙大的孔道，可采用砂漿壓漿為了增加孔道壓漿的密實性。在水泥漿中可摻入專用微膨脹劑，但摻入量不得使混凝土自由膨脹率超過10%，且不得摻入氯化物或其他對預應力筋有腐蝕作用的外加劑。

壓漿前，應用壓力水沖洗孔道，確保孔道暢通，并吹去孔內(nèi)積水。壓漿順序應先下孔道后上孔道，以免上孔道漏漿把下孔道堵塞。直線孔道壓漿時，應從構(gòu)件的一端壓到另一端;曲線孔道壓漿時，應從孔道最低處開始向兩端進行。

3 結(jié)語

目前公路上預應力混凝土簡支梁的跨徑已做到50～60 m。我國編制了后張法裝配式預應力混凝土簡支梁橋的標準設計圖，標準跨徑為25 m、30 m、35 m、40 m。這就有利于在工廠內(nèi)或工地上廣泛采用工業(yè)化施工，組織大規(guī)模預制生產(chǎn)，采用裝配式的施工方法。近年來對于中小跨徑的橋梁.絕大部分均采用裝配式的預應力混凝土簡支梁橋。

［1］韓利濤.后張法施工技術(shù)分析［J］.中國房地產(chǎn)業(yè)，2011，(3).

［2］詹新偉.后張法預應力混凝土施工質(zhì)量控制［J］.中國城市經(jīng)濟，2011，(11).

U445

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1008－3383(2014)03－0134－01

2013－10－15

付玫(1979－)，女，江西南昌人，工程師，研究方向:路橋工程。