后張法預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的施工關(guān)鍵技術(shù)分析

李萌

（中鐵十八局集團(tuán)有限公司，天津 300202）

后張法預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的施工技術(shù)的主要原理是預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁在建設(shè)過程中，通過在橋梁主要構(gòu)件承受應(yīng)力前，利用機(jī)械張拉的方式，張拉強(qiáng)度比較高的鋼材，然后把鋼筋錨固定在被張拉的構(gòu)件中，此時(shí)橋梁產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力，先對(duì)混凝土橋梁的受力范圍施加壓力，從而提高鋼筋混凝土橋梁的強(qiáng)度和剛度。大量橋梁工程實(shí)例表明，應(yīng)用此方法不但可以提高橋梁建設(shè)的質(zhì)量，而且還能很大程度上提高施工效率。但我國(guó)對(duì)此方面的研究還有待進(jìn)一步深入。因此，本文基于工程實(shí)例，對(duì)后張法預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的施工關(guān)鍵技術(shù)做了如下分析。

一、工程概述

某鋼筋混凝土橋梁工程的中心樁號(hào)為K25+734.0，橋跨為（5×30+3×30）米PC連續(xù)剛構(gòu)T梁。橋梁的下部結(jié)構(gòu)為柱式墩、肋臺(tái)、板凳臺(tái)、柱臺(tái)配樁基礎(chǔ)。該大橋位于R1=600米、R2=560米的圓曲線及其緩和曲線上。左幅橋?qū)挒?2.25米，右幅橋?qū)挒?2.0米。上部構(gòu)造T梁采用直梁設(shè)置，橋臺(tái)處均設(shè)置D-80伸縮縫、交接墩處設(shè)D160型伸縮縫；起點(diǎn)橋臺(tái)處設(shè)置L=8米搭板，終點(diǎn)橋臺(tái)處設(shè)置L=5米的搭板。

二、后張法預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的施工技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

（一）合理減輕橋梁自重，提高橋梁承受能力

該技術(shù)在具體應(yīng)用過程中，在鋼筋混凝土橋梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)部填加了大量高強(qiáng)度鋼筋，在混凝土施工前就已經(jīng)承受了一些張力。因此和普通混凝土結(jié)構(gòu)相比，其承受能力更強(qiáng)，可以實(shí)現(xiàn)大跨度施工，很大程度上節(jié)約了材料，橋梁的自重也就減輕了，既提高了橋梁的承受能力，而且還降低了工程總價(jià)。

（二）提高橋梁耐久性，保持橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性

腐蝕破壞是影響橋梁工程質(zhì)量的主要因素，通常情況下，當(dāng)雨雪天氣過后，空氣中的水分和有機(jī)物會(huì)對(duì)橋梁造成一定程度的腐蝕，從而破壞鋼筋混凝土橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。而結(jié)構(gòu)腐蝕對(duì)橋梁工程的影響往往是致命的，一旦發(fā)生腐蝕現(xiàn)象，腐蝕就會(huì)快速蔓延，如果不進(jìn)行科學(xué)合理的控制，甚至?xí)l(fā)生橋面斷裂和坍塌等現(xiàn)象。而后張法預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的施工技術(shù)能夠促使橋梁結(jié)構(gòu)在前期就受到預(yù)應(yīng)力的作用，同時(shí)采用鋼筋外包的方式進(jìn)行防腐處理，大大提高了混凝土橋梁的穩(wěn)定性，也提高了耐腐蝕性。

（三）有效控制橋梁裂縫，提高橋梁工程的質(zhì)量

在混凝土橋梁工程施工中，應(yīng)用后張法預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的施工技術(shù)，能夠促使鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)始終處于應(yīng)力狀態(tài)，在應(yīng)力的作用下，能夠抵消一定的外部荷載。通過實(shí)驗(yàn)研究表明，該方法可以承受的最大拉力值是普通混凝土的5～10倍。當(dāng)承受拉力遠(yuǎn)大于最大拉應(yīng)力時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生裂縫，而該施工技術(shù)采用了機(jī)械張拉的方式，通過把鋼筋固定在構(gòu)件當(dāng)中，就可以產(chǎn)生預(yù)壓力，從而有效避免裂縫的產(chǎn)生。

三、后張法預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的施工關(guān)鍵技術(shù)

（一）后張法預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)準(zhǔn)備

1.全方面檢查張拉設(shè)備

就該橋梁工程而言，由于施工工期比較短，工作緊張，施工工藝比較繁瑣，為保證后期施工能順利進(jìn)行，施工單位要對(duì)張拉設(shè)備的存放和應(yīng)用進(jìn)行科學(xué)合理的管理和控制。比如：派遣專門人員負(fù)責(zé)張拉設(shè)備的看護(hù)和應(yīng)用，確保相關(guān)設(shè)備時(shí)刻處于最佳的工作狀態(tài)。千斤頂和油壓表每使用一次，都要用精密儀器進(jìn)行一次全方位檢查和校準(zhǔn)。在油壓表檢查時(shí)，要通過壓力試驗(yàn)機(jī)或者相應(yīng)的傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)，最大程度上降低儀器誤差。

2.詳細(xì)檢查原材料

原材料質(zhì)量對(duì)混凝土橋梁工程總體質(zhì)量的影響程度高達(dá)85%以上，因此，在施工前要按照預(yù)應(yīng)力技術(shù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，對(duì)原材料進(jìn)行詳細(xì)檢查。凡是檢驗(yàn)后質(zhì)量沒有達(dá)到規(guī)定要求的原材料，一律禁止運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)。同時(shí)，也要加強(qiáng)對(duì)原材料儲(chǔ)備的控制，比如：要對(duì)原材料中氯離子的含量進(jìn)行嚴(yán)格控制，并詳細(xì)檢查混凝土的外加劑的質(zhì)量，確?；炷僚浜媳鹊恼_性。就該橋梁工程而言，水泥的含堿量要控制在0.4%以下，石料中硅的含量要控制在1%以下，避免發(fā)生集料反應(yīng)。

3.各張拉機(jī)具的預(yù)應(yīng)力檢測(cè)

在橋梁中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)時(shí)，施工單位要選擇專業(yè)的機(jī)構(gòu)對(duì)張力機(jī)具進(jìn)行科學(xué)合理的預(yù)應(yīng)力檢測(cè)，及時(shí)解決千斤頂和油泵的漏油問題。在開始施工前，要對(duì)派遣專業(yè)的施工人員進(jìn)行培訓(xùn)和教育，促使每位施工人員都能掌握相關(guān)設(shè)備的使用技術(shù)，在提高施工效率的基礎(chǔ)上，避免發(fā)生誤操作的問題。

（二）預(yù)應(yīng)力工程施工

就該混凝土橋梁工程而言，張拉力分初張拉和終張拉兩個(gè)階段進(jìn)行，預(yù)應(yīng)力工程施工流程如圖1所示。

圖1 預(yù)應(yīng)力工程施工流程圖

1.初張拉

當(dāng)橋梁梁體的混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值90%，并拆模完成以后，就可以開始初張拉施工，為確保初張拉不會(huì)對(duì)橋梁其他工程造成影響，需要在預(yù)制臺(tái)上開展，初張拉施工各項(xiàng)都施工完成以后，再移除預(yù)制臺(tái)。

2.終張拉

終張拉是后張法預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工的主要技術(shù)，也是關(guān)鍵技術(shù)。當(dāng)混凝土澆筑后的強(qiáng)度達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)以后，才能進(jìn)行終張拉；當(dāng)終張拉持續(xù)30天以后，由專業(yè)的質(zhì)檢人員進(jìn)行測(cè)量；當(dāng)測(cè)量值達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)以后，才能進(jìn)行下一步施工。

（三）支架安裝和模板搭設(shè)

在支架安裝和模板搭設(shè)前，必須對(duì)地質(zhì)土壤的承受能力進(jìn)行綜合分析，如果土壤檢測(cè)質(zhì)量沒有達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)要求，要進(jìn)行科學(xué)合理的處理，然后才能進(jìn)行支架安裝和模板搭設(shè)。模板搭設(shè)的原則是先底模、后側(cè)模、最后頂模。為降低預(yù)應(yīng)對(duì)橋梁工程的影響，在支架安全和模板搭設(shè)過程，要預(yù)留出足夠的拱度，并在下方設(shè)置6～8個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)，以便隨時(shí)觀測(cè)支架和模板施工的安全性。

（四）鋼筋綁扎

在鋼筋混凝土橋梁工程施工過程中，鋼筋綁扎是一個(gè)非常重要的工序，鋼筋綁扎的具體形式，要根據(jù)橋梁工程施工的實(shí)際情況進(jìn)行確定。就該橋梁工程而言，采用了架立鋼筋的綁扎方式。具體綁扎步驟如圖2所示：

圖2 架立鋼筋的綁扎步驟

架立鋼筋的綁扎方式的主要優(yōu)點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)在綁扎后平面和立體骨架的對(duì)稱性，綁扎完成以后通過閃光對(duì)焊的方式進(jìn)行焊接，鋼筋綁扎所應(yīng)用的鐵絲進(jìn)行合理規(guī)定，嚴(yán)禁伸入保護(hù)層中。具體要求如附表1所示。

附表1 后張梁預(yù)留管道及鋼筋綁扎要求

（五）安裝孔道和鋼絞線

預(yù)應(yīng)力鋼束通過混凝土管道，采用抽拔管或金屬波紋管形成。首先，確定預(yù)應(yīng)力孔道的具體位置，再進(jìn)行固定。其次，清除孔道內(nèi)部的其他雜物，根據(jù)孔道的具體長(zhǎng)度確定孔道套管的長(zhǎng)度，如果有的套管中存在接頭，則要進(jìn)行封口處理，避免發(fā)生漏漿現(xiàn)象，波紋管安裝完成以后，要對(duì)其定位進(jìn)行檢查，超出誤差允許范圍要進(jìn)行校正處理。

孔道安裝完成以后，就可以進(jìn)行鋼絞線的安裝，先對(duì)鋼絞線的質(zhì)量和外觀進(jìn)行檢查，凡是斷股、被腐蝕的鋼絞線嚴(yán)禁使用。由于鋼絞線的彈性非常大，所以在下料前要做好充分的準(zhǔn)備工作。最常用的方法是通過鐵籠來限制鋼絞線的彈性，確保相關(guān)工作能順利進(jìn)行，避免鋼絞線在下料時(shí)回彈發(fā)生安全事故。

（六）混凝土澆筑

混凝土澆筑是后張法預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的施工的關(guān)鍵技術(shù)，大量工程實(shí)例表明，混凝土施工質(zhì)量對(duì)橋梁工程整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和質(zhì)量的影響程度長(zhǎng)達(dá)85%以上，因此，在混凝土澆筑過程中，必須根據(jù)相應(yīng)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行操作，從根本上保證混凝土施工的安全性和穩(wěn)定性。由于該橋梁工程混凝土澆筑量比較大，一次澆筑很難保證混凝土成型質(zhì)量，因此應(yīng)采用分層澆筑的方法。在混凝土澆筑時(shí)要遵循限制腹板、后底板，最后頂板的澆筑順序。為提高混凝土的質(zhì)量，可采用邊振搗邊澆筑的方式，并合理控制混凝土的坍落度。當(dāng)混凝土澆筑完成以后，還要進(jìn)行科學(xué)合理的養(yǎng)護(hù)，且養(yǎng)護(hù)時(shí)間不能低于30天。

（七）支架和模板拆除

在拆除過程中，會(huì)受到很多因素的影響。如果拆除不當(dāng)，就會(huì)影響混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和質(zhì)量。因此在混凝土拆除前，要對(duì)內(nèi)部混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求進(jìn)行合理檢查，用戶支架和模板在混凝土橋梁中的作用不同，拆除的方法和部位也不盡相同。拆除前要對(duì)混凝土的質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，確保其達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求后，才能拆除。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在混凝土公路橋梁施工中，后張法預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)是一種最常用的施工技術(shù)，取得了良好效果。本文結(jié)合工程實(shí)例，詳細(xì)分析了后張法預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的施工關(guān)鍵技術(shù)。要想最大程度上保證預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的施工質(zhì)量，需要從初張拉、終張拉、鋼筋綁扎、模板和支架的搭設(shè)、混凝土澆筑等多個(gè)方面進(jìn)行入手。實(shí)例表明，后張法預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)具有良好的性能，可以有效控制鋼絞線施工的各個(gè)環(huán)節(jié)，值得在橋梁施工中推廣運(yùn)用。

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