橋梁施工中后張法預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用

摘要：近年來后張法預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁施工中不斷的普及應(yīng)用，這一技術(shù)已經(jīng)成為工程技術(shù)人員以及橋梁施工人員所要重點(diǎn)考慮以及解決的技術(shù)問題。文章論述了后張法預(yù)應(yīng)力在橋梁施工中的幾道重要工序，包括穿孔、張拉、孔道設(shè)置＼質(zhì)量控制以及壓漿等，并主要闡述了在橋梁施工中預(yù)應(yīng)力后張法技術(shù)的施工工藝，并分析了預(yù)應(yīng)力后張法施工常易出現(xiàn)的質(zhì)量問題，提出了相應(yīng)的常用的預(yù)防措施，可供參考。

關(guān)鍵詞：橋梁施工；預(yù)應(yīng)力技術(shù)；后張法；施工工藝

1前言

近幾十年來，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)在各種工程項(xiàng)目中得到了廣泛的采用，而從施加預(yù)應(yīng)力的方法上來講，又以后張法預(yù)應(yīng)力和先張法預(yù)應(yīng)力為主。而二者相比較，后張法預(yù)應(yīng)力具備曲線配筋，而且不需要固定的張拉臺座，設(shè)備簡單，操作更為方便，故而這種方法能在施工現(xiàn)場得到廣泛應(yīng)用，尤其是在大量市政橋梁工程中，基本都是采用這種方法施加預(yù)應(yīng)力。預(yù)應(yīng)力技術(shù)是當(dāng)今橋梁施工領(lǐng)域發(fā)展速度最快、用途最為廣泛、最有發(fā)展?jié)摿Φ囊婚T科學(xué)技術(shù)。20世紀(jì)90年代以來，預(yù)應(yīng)力技術(shù)在國內(nèi)公路橋梁建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。

預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋是大跨徑橋梁中經(jīng)濟(jì)合理的型式之一，它具有正彎矩小、橋面接縫少、行車舒適、剛度大、整體性強(qiáng)、耐久耐震、外型美觀、便于養(yǎng)護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。但由于后張法預(yù)應(yīng)力板梁施工技術(shù)難度大，人員、材料和機(jī)械要求高，在現(xiàn)場施工中更易出現(xiàn)一些質(zhì)量技術(shù)問題。

2后張法預(yù)應(yīng)力技術(shù)施工工藝

2.1預(yù)應(yīng)力材料的檢驗(yàn)及試驗(yàn)

因預(yù)應(yīng)力施工的特殊性，預(yù)應(yīng)力材料必須經(jīng)過嚴(yán)格的試驗(yàn)檢驗(yàn)。鋼絞線成批驗(yàn)收，每批應(yīng)由同一批號、同一規(guī)格、同一生產(chǎn)工藝制作的鋼絞線組成，每批質(zhì)量不大于60t，從中任取3盤，進(jìn)行表面質(zhì)量、直徑偏差、捻距（鋼絞線擰起來后旋轉(zhuǎn)一周的長度）和力學(xué)性能試驗(yàn)。錨具進(jìn)場驗(yàn)收后，先進(jìn)行外觀檢查，合格后從每批中抽取5%并不小于5套錨具，對其中有硬度要求的夾片進(jìn)行硬度試驗(yàn)。除以上材料按規(guī)范取樣做試驗(yàn)外，還應(yīng)從試驗(yàn)合格的同批錨具中抽取5%，組成鋼絞線錨具組裝件進(jìn)行靜載錨固性能試驗(yàn)。靜載錨固性能試驗(yàn)合格后，方能在施工中用作錨具。

2.2孔道預(yù)設(shè)

孔道預(yù)設(shè)正確與否，是施工過程中的關(guān)鍵之一?？椎赖闹睆揭话惚阮A(yù)應(yīng)力筋（束）外徑、鋼筋對焊接頭處外徑或必須穿過孔道的錨具外徑大10mm～15mm，管道采用金屬波紋管事先預(yù)埋制孔。在波紋管接頭處一定要將波紋管接口用小錘整平，并用膠帶纏緊，同時(shí)要檢查波紋管是否因?yàn)殇摻詈附拥仍虍a(chǎn)生破損，一旦發(fā)現(xiàn)應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)，在澆筑混凝土?xí)r安排專人清孔，保證管道通暢，同時(shí)，在振搗時(shí)，應(yīng)注意不能破壞波紋管，且不允許管道位移，尤其應(yīng)避免管道上浮，以保證達(dá)到預(yù)應(yīng)力的預(yù)期效果。

2.3穿束

在橋梁施工中，穿束通常有兩種方法：一是在孔道成型前就將鋼束穿人波紋管中；二是在孔道成型后再進(jìn)行穿束。在此主要介紹第二種方法。在孔道長度較短的情況下，可采用單根編號穿束，即每根端部貼醫(yī)用膠布并編上號，逐根穿入孔道，并對應(yīng)安裝錨具。而當(dāng)孔道較長時(shí)，宜采用編束穿孔并需使用梳形板，以防鋼絞線打絞影響張拉操作和構(gòu)件的使用安全，此時(shí)需用卷揚(yáng)機(jī)拖拉穿束。為減小孔道摩阻力，可事先采用堿性肥皂水灌洗孔道，需注意不可在鋼絞線上涂潤滑油。

2.4預(yù)應(yīng)力張拉

（1）張拉設(shè)備的校核；預(yù)應(yīng)力施工中的各種設(shè)備、儀表，均需定期維護(hù)和校驗(yàn)，預(yù)應(yīng)力施工是以油表讀數(shù)和鋼絞線伸長值這二者來控制的（雙控），并以油表讀數(shù)為主，鋼絞線伸長值作校核。千斤頂多次使用后缸內(nèi)摩擦系數(shù)發(fā)生變化，油壓表靈敏度也發(fā)生變化，因此，必須根據(jù)使用情況進(jìn)行定期校驗(yàn)。

（2）張拉的原則；梁體強(qiáng)度到達(dá)設(shè)計(jì)要求后立即張拉，張拉后按規(guī)范要求壓漿和安裝，防止粱體因橫向剛度較小，張拉后又長時(shí)間放置而產(chǎn)生側(cè)彎?？紤]徐變等影響，該大橋需在混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%，彈性模量等于3.55×104MPa，且混凝土齡期>12d后方可進(jìn)行預(yù)應(yīng)力施工。后又因考慮到控制箱梁腹板的裂縫，經(jīng)設(shè)計(jì)變更，可在混凝土強(qiáng)度達(dá)到70%的設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)，進(jìn)行第一次張拉——張拉應(yīng)力達(dá)到（張拉控制應(yīng)力）的50%，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%，彈性模量等于3.55×104MPa后，進(jìn)行第二次張拉，達(dá)到的100%。

（3）張拉順序；預(yù)應(yīng)力筋的張拉順序應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，可采用分批、分階段對稱張拉，以免構(gòu)件承受過大的偏心壓力，同時(shí)應(yīng)盡量減少張拉設(shè)備的移動次數(shù)。

2.5孔道灌漿

后張法孔道灌漿的作用是保護(hù)預(yù)應(yīng)力筋和防止其銹蝕，使預(yù)應(yīng)力筋與構(gòu)件混凝土有效地粘結(jié)，以控制裂縫的開展。該大橋設(shè)計(jì)規(guī)定孔道灌漿為M20的水泥漿。在施工中，水泥漿的基本原材料采用了525R普通硅酸鹽水泥，減水劑采用了FDN型高效減水劑，以0.38的水灰比進(jìn)行配制。水泥漿的配合比為：水泥：水：減水劑=1：0.38：0.006。張拉完畢后，應(yīng)立即對梁體壓漿，防止預(yù)應(yīng)力值損失影響起拱度。壓漿前先將錨頭夾片縫隙用水泥砂漿堵住，再使用壓漿機(jī)壓水泥漿，壓漿最大壓力0.6MPa，俟排氣孔冒出濃漿后用木楔塊封堵，壓漿另一端流出濃漿后用截門封閉保壓至0.5MPa達(dá)2min，關(guān)掉截門，壓漿4～5h后，再拆除截門，每一孔道壓漿均一次完成，并根據(jù)規(guī)范要求制作用于鑒定水泥漿強(qiáng)度的試件。綜上所訴，該大橋的箱梁后張法施工，從確定施工方案起，就合理組織，嚴(yán)格要求，不僅對材料嚴(yán)格把關(guān)，且對所有施工人員進(jìn)行了培訓(xùn)，按照IS09001：2000質(zhì)量管理體系的要求，加強(qiáng)全面質(zhì)量意識，保證每道工序都按照操作規(guī)程施工，既滿足了設(shè)計(jì)要求，又創(chuàng)造了優(yōu)良的施工質(zhì)量。3.壓漿

2.6壓漿

壓漿要在預(yù)應(yīng)力筋張拉完畢后立即進(jìn)行，防止鋼筋銹蝕以及耐久性的降低。灌漿之前要保證孔道的潔凈與濕潤，如果是水平孔道應(yīng)該首先灌注下層的孔道，而豎直孔道要遵循自下而上的順序?qū)嵤┕嘧?，同時(shí)在下段的頂部以及上段的底部設(shè)置灌漿孔和排氣孔。灌漿選用0.5mpa—0.6mpa，進(jìn)行均勻緩慢的灌漿，中途不得停止。

2.7張拉過程中需要注意的問題。

進(jìn)行短預(yù)應(yīng)力鎖（張拉的伸長量不大于30mm）張拉之前要實(shí)現(xiàn)對千斤頂?shù)挠透坠┯?，使其外?0mm，防止出現(xiàn)故障工具錨拆卸困難時(shí)千斤頂不能完全的回程；安裝工具錨以及工作錨時(shí)要注意防止應(yīng)力筋的纏繞的發(fā)生，確保正常的錨固；在工具錨夾片外圓錐面墊一層塑料薄膜，以防止工具錨卡死；工作錨、夾片以及工具錨、夾片要配套，保證不出現(xiàn)斷絲以及滑絲現(xiàn)象；回油自錨時(shí)首先將一端進(jìn)行完畢，之后再進(jìn)行另一端。

2.8張拉錨固。

首先是工作錨的安裝：如果孔道的形狀為直線，錨環(huán)的中心要與孔道同軸，如果孔道的形狀為曲線，錨環(huán)要向曲率中心偏移4mm。然后使用手捶敲擊夾片，使錨環(huán)以夾片頂緊；其次是工具錨、千斤頂以及限位板的安裝。為了保證工具錨的拆卸，當(dāng)千斤頂?shù)膹埨铋L小于6cm時(shí)要將其活塞伸長3cm；之后是張拉缸進(jìn)油、回程缸回油以及張拉開始操作，此過程保證工具錨的夾片的外漏長度在3cm以下；最后是在張拉持荷后進(jìn)行回油自錨以及關(guān)閉電機(jī)、檢查鋼束的錨固情況。

2.9后張法預(yù)應(yīng)力混凝土施工的安全措施。

張拉作業(yè)時(shí)除了張拉作業(yè)人員外不準(zhǔn)其他人停留，并在現(xiàn)場樹立明顯的警告標(biāo)志。張拉作業(yè)的安全要遵循以下幾個原則：張拉之前對于所有的設(shè)備進(jìn)行檢查，及時(shí)的更換故障部件；使用到的液壓設(shè)備要配備安全閥，同時(shí)設(shè)定最大的安全負(fù)荷；在高壓液壓軟管以及千斤頂之間設(shè)置安全閥，防止軟管的破裂導(dǎo)致的千斤頂?shù)耐蝗粡椈兀粡埨O(shè)備要定期的進(jìn)行校準(zhǔn)；對承壓板以及錨具設(shè)備周圍的混凝土實(shí)施密切的關(guān)注；確保錨具以及相應(yīng)的輔助設(shè)施的良好狀態(tài)；關(guān)注張拉的全過程，防止意外事故的發(fā)生，同時(shí)佩戴防護(hù)眼鏡；最后是嚴(yán)禁在張拉設(shè)備的后方停留。

3預(yù)應(yīng)力后張法施工常易出現(xiàn)的質(zhì)量問題與預(yù)防措施

3.1張拉作業(yè)管理混亂

張拉設(shè)備使用混亂，表現(xiàn)為未經(jīng)標(biāo)定、檢驗(yàn)或超期使用；隨意配套組合使用，造成張拉力不準(zhǔn)確；操作人員沒有遵照原定的張拉順序進(jìn)行張拉，使結(jié)構(gòu)受力不均衡，造成構(gòu)件變形，出現(xiàn)不正常裂縫，嚴(yán)重時(shí)會使構(gòu)件失穩(wěn)。常用的預(yù)防措施如下：

（1）千斤頂、油泵及壓力表要經(jīng)編號配套后進(jìn)行標(biāo)定。每套設(shè)備標(biāo)定后應(yīng)及時(shí)繪出張拉力與壓力表讀數(shù)的關(guān)系曲系。

（2）標(biāo)定張拉設(shè)備用的試驗(yàn)機(jī)或測力計(jì)精度不得低于±2%，壓力表的直徑不得小于150mm，其精度不應(yīng)低于±1.5%。

（3）經(jīng)配套標(biāo)定的張拉設(shè)備，必須配套使用，不許隨便更換，隨意搭配組合使用。

（4）使用過程中，一旦其中某項(xiàng)設(shè)備發(fā)生故障，需要更換時(shí)仍須再行配套標(biāo)定。

3.2金屬波紋管孔道漏漿

現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)澆筑混凝土?xí)r，金屬波紋管（螺旋管）孔道漏進(jìn)水泥漿。輕則減小孔道截面面積，增加摩阻力；重則堵孔，使穿筋困難，甚至無法穿入。當(dāng)采用先穿工藝時(shí)，一旦漏入漿液將預(yù)應(yīng)力筋鑄固，造成無法張拉。常用的預(yù)防措施如下：

（1）金屬波紋管出廠時(shí)，應(yīng)有產(chǎn)品合格證并附有質(zhì)量檢驗(yàn)單，其各項(xiàng)指標(biāo)應(yīng)符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《預(yù)應(yīng)力混凝土用金屬螺旋管》（JG/T301394）的要求。

（2）搬運(yùn)時(shí)應(yīng)輕拿輕放，不得拋甩或在地上拖拉；吊裝時(shí)不得以一根繩索在當(dāng)中攔腰捆扎起吊。在室外保管的時(shí)間不可過長，應(yīng)架空堆放并用氈布遮蓋，防止雨露及各種腐蝕性氣體或介質(zhì)的影響。

（3）金屬波紋管的接長，可采用大一號同型波紋管。接頭管的長度為200mm～300mm，在接頭處波紋管與居中碰口；接頭管兩端用密封膠帶或塑料熱塑管封裹。

（4）波紋管與張拉端喇叭管連接時(shí)，波紋管應(yīng)埋入式固定端鋼絞線連接時(shí)，可采用水泥膠泥或棉絲與肢帶封堵。

3.3預(yù)應(yīng)力筋的滑絲和斷絲

后張法預(yù)應(yīng)力筋張拉時(shí)，預(yù)應(yīng)力鋼絲和鋼絞線發(fā)生斷絲和滑絲，使得構(gòu)件和預(yù)應(yīng)力筋受力不均勻或使構(gòu)件不能達(dá)到所要求的預(yù)應(yīng)力值。常用的預(yù)防措施有：

（1）預(yù)應(yīng)力鋼材與錨具應(yīng)當(dāng)具有良好的匹配性，因此，現(xiàn)場實(shí)際使用的預(yù)應(yīng)力鋼材與錨具，應(yīng)與預(yù)應(yīng)力筋—錨具組裝件錨固性能試驗(yàn)用的材料一致。如現(xiàn)場更換預(yù)應(yīng)力鋼材與錨具之一，應(yīng)重做組裝件錨固性能試驗(yàn)。

（2）預(yù)應(yīng)力鋼材下料時(shí)，應(yīng)隨時(shí)檢查其表面質(zhì)量，如局部線段不合格，則應(yīng)切除。

（3）預(yù)應(yīng)力筋編束時(shí)，應(yīng)逐根理順捆扎成束，不得紊亂。

（4）預(yù)應(yīng)力筋穿入孔道后，應(yīng)將其錨固夾持段及外端的浮銹和污物擦拭干凈，以免鋼絞線張拉錨固時(shí)夾片齒槽堵塞而引起鋼絞。

4結(jié)語

總之，我國的經(jīng)濟(jì)在不斷發(fā)展，城市化進(jìn)程亦在不斷推進(jìn)，人們對市政橋梁預(yù)應(yīng)力也越來越重視，后張法預(yù)應(yīng)力是市政橋梁工程施工中，使用的最為廣泛的施工技術(shù)，可以說是整個工程的重要環(huán)節(jié)。它的施工質(zhì)量是市政橋梁施工質(zhì)量的重要保障，為了保障整個工程的施工質(zhì)量，工程技術(shù)人員有必要了解與掌握預(yù)應(yīng)力施工的特點(diǎn)及后張法預(yù)應(yīng)力技術(shù)以及施工的方法，望其能從本文中得到些許參考。

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