論后張法預(yù)應(yīng)力箱梁施工及質(zhì)量控制

韓帥

【摘要】后張法預(yù)應(yīng)力箱梁施工是最近幾年在鐵路與公路的橋梁上最為常見(jiàn)的橋梁上部結(jié)構(gòu)方式之一。后張法預(yù)應(yīng)力箱梁的技術(shù)逐漸成熟，有力地推動(dòng)了我國(guó)城市道路交通的快速發(fā)展。本文筆者結(jié)合某工程實(shí)例，主要從后張法預(yù)應(yīng)力箱梁施工工藝及質(zhì)量控制要點(diǎn)兩方面進(jìn)行了研究探討，以保證施工工序的順利進(jìn)行。

【關(guān)鍵詞】后張法；箱梁；施工；質(zhì)量控制

1、工程概況

某市政公路，橋梁分7聯(lián)，上部結(jié)構(gòu)橋跨布置形式為2*（3-30）+4*（4-30）+（3-30）m，總長(zhǎng)762m。橋梁主橋上部結(jié)構(gòu)采用30m先簡(jiǎn)支后連續(xù)預(yù)應(yīng)力箱梁跨越兗石電氣化鐵路。

2、后張法預(yù)應(yīng)力箱梁施工工藝

2.1施工工藝的流程

工藝的流程步驟如下：制安臺(tái)座→底板和腹板鋼筋的綁扎→波紋管、錨墊板固定及外模就位→安裝內(nèi)模板→頂板鋼筋的綁扎→砼澆筑與拆?！B(yǎng)生。

2.2 施工的工藝

（1）臺(tái)座

根據(jù)工程規(guī)模的大小，決定工程現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)當(dāng)建立多少現(xiàn)澆砼的臺(tái)座。為了減少臺(tái)座的重復(fù)使用導(dǎo)致其形成粘膜，應(yīng)當(dāng)在每個(gè)臺(tái)座上方鋪設(shè)一層5mm厚的鋼板，鋼板的拼裝隙縫應(yīng)當(dāng)經(jīng)過(guò)細(xì)致的處理，使用之前應(yīng)當(dāng)對(duì)其徹底地清除表面銹跡，以保證其滿(mǎn)足施工的要求。

（2）底板和腹板鋼筋的綁扎與墊保護(hù)層墊塊

為了能夠按照施工的圖紙以及相關(guān)的規(guī)定進(jìn)行施工，要求對(duì)底板和腹板鋼筋進(jìn)行焊接、綁扎。底板與腹板綁扎的時(shí)候應(yīng)當(dāng)在臺(tái)座上方將鋼筋的布置位置標(biāo)注出來(lái)，確保能夠準(zhǔn)確地控制鋼筋的間距。為了保證保護(hù)層墊塊的厚度，依照其設(shè)計(jì)以及有關(guān)規(guī)范的要求進(jìn)行不同的厚度塑料墊板的購(gòu)買(mǎi)，并且將鐵絲固定于鋼筋的外側(cè)。

（3）正彎矩鋼絞線波紋管、錨墊板固定及外模就位

底板與腹板鋼筋綁扎好后，即可進(jìn)行波紋管、錨墊板定位。嚴(yán)格按照施工圖紙給定坐標(biāo)準(zhǔn)確安設(shè)就位。波紋管安設(shè)前注意檢查波紋管有無(wú)孔洞、壓扁現(xiàn)象，波紋管彎折處要圓順過(guò)渡。波紋管固定鋼筋設(shè)計(jì)采用φ8井字架鋼筋，為加工方便，現(xiàn)場(chǎng)采用了U型架固定筋，曲線部分按間距50CM設(shè)置，直線段部分按間距100CM設(shè)置，澆筑砼時(shí)振搗棒不要緊靠波紋管以防損傷波紋管。錨墊板用螺栓固定于端頭模板上，安裝錨墊板時(shí)應(yīng)注意錨墊板面與鋼束相垂直，同時(shí)應(yīng)注意錨下螺旋筋的安設(shè)。

以上各工序檢查合格后，即可安裝外側(cè)模板。安裝外側(cè)模板前要認(rèn)真細(xì)致地打磨，并在安裝前拼裝成型，統(tǒng)一編號(hào)，外模安裝時(shí)必須牢固，拼裝時(shí)盡量消除模板錯(cuò)臺(tái)，并保證模板線條順直。為防止臺(tái)座與外模接合處漏漿，施工時(shí)加5MM軟橡膠條，以雙面膠帶貼在底座兩側(cè)上，模板拼接縫用雙面膠加密以防漏漿。

（4）內(nèi)模板的安裝

加工過(guò)后的內(nèi)模板除了需要滿(mǎn)足強(qiáng)度和穩(wěn)定性的要求以外，還應(yīng)當(dāng)考慮其拆除的便捷性。為了確保內(nèi)模板底的高度，于底板上方可焊接符合其高度要求的支撐鋼筋，并將內(nèi)模板安置于支撐鋼筋上方，內(nèi)模板的兩側(cè)可采用綁扎在腹板鋼筋上方的塑料墊塊加以鞏固，以確保其定位準(zhǔn)確、拼縫嚴(yán)密。

（5）頂板鋼筋的綁扎及固定負(fù)彎距波紋管、錨墊板

內(nèi)模板固定完成以后，按照設(shè)計(jì)圖紙的要求進(jìn)行箱梁頂板的鋼筋綁扎。安裝時(shí)，應(yīng)當(dāng)留意錨墊板處的波紋管必須圓順，為了防止砼澆筑的過(guò)程當(dāng)中波紋管由于變形過(guò)大或者導(dǎo)致其破損漏漿，可于管內(nèi)事先安置圓鋼筋。

（6）砼澆筑與拆模和養(yǎng)生

在進(jìn)行砼澆筑之前應(yīng)當(dāng)對(duì)其各個(gè)部分進(jìn)行全方位的檢查，以此同時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)各個(gè)小型機(jī)具進(jìn)行檢查是否運(yùn)轉(zhuǎn)情況良好，參與施工的人員分工是否明確，拌合的設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，砂石等原材料質(zhì)量和數(shù)量能否滿(mǎn)足工程的需求。澆筑施工應(yīng)當(dāng)從以下兩個(gè)步驟進(jìn)行：澆筑底板；澆筑腹板和頂板。砼的拌合質(zhì)量對(duì)砼澆筑有著直接的影響，因此，拌合的時(shí)間應(yīng)在2分鐘之上。底板的砼澆筑時(shí)，可組織一定數(shù)量的工人，用小桶把砼運(yùn)到底板所指定的位置，再用振搗棒進(jìn)行到位且充分地振搗，保證底板的砼澆筑量充實(shí)。腹板砼澆筑時(shí)，砼應(yīng)該均勻地倒進(jìn)腹板當(dāng)中，于兩側(cè)的腹板進(jìn)行對(duì)稱(chēng)倒料。與此同時(shí)，進(jìn)行振搗時(shí)應(yīng)防止內(nèi)模板向另外一邊位移，振搗段的長(zhǎng)度通?？刂圃?m～6m。振搗的時(shí)候插入式振搗器必須避免其觸碰到波紋管，砼澆筑的時(shí)候，按照要求可做好試件，并且進(jìn)行同梁養(yǎng)生，以作為控制檢驗(yàn)砼的質(zhì)量與張拉的有效依據(jù)。澆筑砼的過(guò)程中應(yīng)經(jīng)常性地抽拉波紋管內(nèi)部的鋼絞線或者塑料管，以確保其暢通。

3、后張法預(yù)應(yīng)力箱梁施工的質(zhì)量控制要點(diǎn)

3.1 橋梁外觀質(zhì)量問(wèn)題

水紋、魚(yú)鱗紋是混凝土表面經(jīng)常出現(xiàn)的外觀缺陷，這些外觀缺陷的克服必須從原材料、混凝土配合比及混凝土施工工藝上去找原因，加以排除處理，事前采取措施加以控制。（1）水紋。主要是由于混凝土拌和過(guò)程中，水灰比未控制好，水量過(guò)大，引起坍落度過(guò)大，澆筑時(shí)經(jīng)振搗后混凝土離析，水泥稀漿浮到混凝土的表面，水泥含量較多，終凝后在混凝土表面出現(xiàn)形成的水泥石顏色較深，形成的形狀似水波紋狀，此外混凝土分層澆筑時(shí)，由于振搗上層混凝土?xí)r振動(dòng)棒沒(méi)有深入到下層足夠的深度，往往也會(huì)產(chǎn)生水波紋現(xiàn)象。（2）魚(yú)鱗紋。主要由于新拌和混凝土離析，或放置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)造成泌水，形成水膜及水泥稀漿擠占骨料間空隙，并分散、包裹于骨料表面，水份遷移形成水膜痕跡及淺表層多孔低強(qiáng)度的硬化水泥石，低強(qiáng)度硬化水泥石在拆模時(shí)易與模板粘連、脫落，從而形成表面粗糙、色差等魚(yú)鱗紋。當(dāng)混凝土過(guò)振形成離析時(shí)，石料擠壓形成一部分骨料少，一部分骨料多，外觀顏色不一形成色差，骨料多的地方外觀便形成魚(yú)鱗紋。另外，當(dāng)芯模反壓固定及芯模底部未封閉，澆筑時(shí)芯模上浮，混凝土出現(xiàn)塑性變形并向下滑移，也將會(huì)在表面出現(xiàn)魚(yú)鱗紋。

3.2 管道敷設(shè)質(zhì)量問(wèn)題

預(yù)應(yīng)力管道施工常遇到的通?。憾ㄎ徊粶?zhǔn)、管道位置固定不牢、管道漏漿、預(yù)埋錨墊板偏位。（1）定位不準(zhǔn)確。一般用管道某點(diǎn)至模板的相對(duì)位置定位，從模板底向上測(cè)量確定高程，以模板端頭的位置確定水平縱模坐標(biāo)。施工過(guò)程中嚴(yán)格控制管道坐標(biāo)的方法是將每根管道定位數(shù)據(jù)復(fù)核后列表，經(jīng)批準(zhǔn)后用于施工操作和施工檢查。有時(shí)候預(yù)應(yīng)力管道和鋼筋位置的沖突，可能導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力管道“讓位”于普通鋼筋，這是錯(cuò)誤的。正確操作方法是讓鋼筋給管道“讓位”，保證管道坐標(biāo)曲線位置的正確，預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)中，預(yù)應(yīng)力筋的位置比普通筋的更為重要。（2）管道位置固定不牢。盡管施工時(shí)要采取措施盡量避免砼灌入和振搗時(shí)的沖擊，但管道的牢固必須能夠抵抗這種沖擊。否則預(yù)應(yīng)力管道會(huì)發(fā)生移位，有時(shí)甚至很?chē)?yán)重。單放波紋管而不穿入鋼束時(shí)，應(yīng)考慮抵抗浮力。避免方法：選擇優(yōu)質(zhì)預(yù)應(yīng)力管道，適當(dāng)縮短固定環(huán)的間距，嚴(yán)格遵守規(guī)范規(guī)定（直線段間距1.0m，曲線段間距0.5m）。（3）管道漏漿。在澆筑混凝土?xí)r，施工中對(duì)管道的碰撞和擠壓是不可避免的。碰撞造成管道破損，導(dǎo)致漏漿。管道接頭處理不當(dāng)亦是漏漿的原因。由于鋼筋結(jié)構(gòu)復(fù)雜，直徑小于1cm的漏洞不易被檢查出來(lái)，尤其是管道的陰面。漏漿會(huì)導(dǎo)致穿束困難或預(yù)應(yīng)力損失增加，嚴(yán)重的情況是使用聯(lián)接器的長(zhǎng)束在漏漿處被錨固，使局部預(yù)應(yīng)力為零，而直到張拉時(shí)才會(huì)被發(fā)現(xiàn)，防止漏漿的唯一辦法是在澆筑之前由專(zhuān)門(mén)人員仔細(xì)檢查。對(duì)于兩端張拉的預(yù)應(yīng)力筋，補(bǔ)救辦法是在正式張拉前單向拉動(dòng)預(yù)應(yīng)力筋，或先穿鋼絞線，在砼終凝前兩端用微力輕輕拉動(dòng)鋼束，可以減免漏漿造成的堵管，如有漏漿也可發(fā)現(xiàn)。（4）預(yù)埋錨墊板偏位。預(yù)埋鋼墊板通常是被固定在端模板上的，但其軸線往往與鋼絞線端部的軸線不一致，這種問(wèn)題在工地上常常遇到。加工端模時(shí)，依據(jù)設(shè)計(jì)準(zhǔn)確計(jì)算出錨墊板上下端水平誤差，逐個(gè)檢查，保證錨墊板與鋼絞線軸線垂直。

3.3 張拉施工過(guò)程中質(zhì)量問(wèn)題及防治措施

（1）千斤頂軸線與預(yù)應(yīng)力筋軸線不一致。千斤頂軸線與預(yù)應(yīng)力筋軸線不一致時(shí)會(huì)出現(xiàn)錨板背面與千斤頂支腳端面形成夾角的情形，千斤頂給油時(shí)處于下緣的鋼絲束先受力，而上緣的鋼絲束直到縫隙閉合才會(huì)受力，使得同一束內(nèi)各根鋼絞線的張拉力不均勻。當(dāng)分級(jí)張拉時(shí)，如此重復(fù)幾次，就會(huì)導(dǎo)致很大的誤差積累。另外千斤頂開(kāi)始給油前，工具錨上的夾片未被頂緊或被頂緊的程度不一，也會(huì)產(chǎn)生類(lèi)似的結(jié)果。

（2）彈性模量的影響。鋼絞線的理論伸長(zhǎng)值應(yīng)按照規(guī)范規(guī)定的計(jì)算公式來(lái)計(jì)算。對(duì)于鋼絞線，應(yīng)使用其工地現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際檢測(cè)的彈性模量值。我國(guó)的預(yù)應(yīng)力鋼絞線產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)對(duì)彈性模量的要求為（195±10）GPa。規(guī)范要求“實(shí)際值與理論伸長(zhǎng)值的差值應(yīng)控制在6%以?xún)?nèi)”，可見(jiàn)，若取鋼絞線的理論彈性模量值195GPa，鋼絞線實(shí)際彈性模量變化的影響已接近施工規(guī)范的要求值，再加上其它施工誤差的影響，伸長(zhǎng)值控制一定會(huì)超出規(guī)范要求值。另外，氣溫對(duì)伸長(zhǎng)值影響也較大，尤其是夏季高溫季節(jié)施工張拉要特別注意。

（3）張拉順序。設(shè)計(jì)通常會(huì)給出張拉順序或張拉先后原則，具體每次張拉哪一束仍需做出明確的安排。未提供張拉順序的，施工單位不能擅自張拉，應(yīng)報(bào)設(shè)計(jì)單位獲得批準(zhǔn)，這是避免張拉過(guò)程中出現(xiàn)局部應(yīng)力過(guò)大的有效措施。

（4）理論伸長(zhǎng)值與實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)值差值較大的原因：一是錨固端松弛，伸長(zhǎng)值增大；二是預(yù)應(yīng)力筋在混凝土澆筑之前放入管道，如果管道漏漿會(huì)造成預(yù)應(yīng)力損失偏大，造成實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)量偏小；三是管道固定不牢固，管道變形，位置不準(zhǔn)，預(yù)應(yīng)力損失過(guò)大或者過(guò)??；四是計(jì)算理論伸長(zhǎng)量時(shí)，未按實(shí)際的預(yù)應(yīng)力筋彈性模量計(jì)算而造成的誤差；五是預(yù)應(yīng)力筋截面面積的偏差可能導(dǎo)致理論伸長(zhǎng)計(jì)算誤差；六是避免千斤和壓力表配套使用時(shí)間較長(zhǎng)或發(fā)生意外而造成測(cè)定的拉力不準(zhǔn)，依據(jù)規(guī)范定期校驗(yàn)。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，后張法預(yù)應(yīng)力箱梁施工工序較為復(fù)雜，每一個(gè)環(huán)節(jié)都將影響到質(zhì)量。特別是在張拉過(guò)程中，鋼絞線伸長(zhǎng)值的測(cè)量和記錄尤為重要，因此，我們需要認(rèn)真做好記錄，并嚴(yán)格遵守相關(guān)規(guī)范要求，對(duì)各道工序均嚴(yán)格控制，以便今后更好的指導(dǎo)施工。

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