橋梁施工中后張法預(yù)應(yīng)力混凝土施工技術(shù)分析

彭超、萬巧

（江西交通工程集團(tuán)建設(shè)有限公司，江西南昌330000）

0 引言

在當(dāng)前的橋梁施工中，后張法施工技術(shù)得到了極為廣泛的應(yīng)用。作為工程中極為重要的部分，后張法的實(shí)施直接影響著整個(gè)橋梁的穩(wěn)定性和安全性。因此，具體施工的過程中務(wù)必要加強(qiáng)該施工工藝的控制，尤其是細(xì)節(jié)方面，只有落實(shí)好整個(gè)的技術(shù)處理工作，才能達(dá)到理想的施工效果。

1 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的基本原理

預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，在構(gòu)件施加荷載的過程中起著極為重要的作用。因此，應(yīng)該更加精細(xì)、規(guī)范地處理。具體來說，通過對(duì)混凝土或鋼筋混凝土構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力，使其達(dá)到既定的應(yīng)力狀態(tài)，從而為其荷載的穩(wěn)定提供基礎(chǔ)保障。這樣一來，混凝土結(jié)構(gòu)即處在一個(gè)較為穩(wěn)定的應(yīng)力狀態(tài)，而預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)即在這樣的狀態(tài)下基本形成。

對(duì)于普通規(guī)格的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)來說，混凝土的抗拉強(qiáng)度明顯低于鋼筋，這使得其在應(yīng)用的過程中存在很大的不適應(yīng)性，極易出現(xiàn)裂縫等問題。因此，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注混凝土受拉的極限形變，在具體操作的過程中，應(yīng)加強(qiáng)精細(xì)、穩(wěn)定控制，從而高效推進(jìn)整個(gè)混凝土施工項(xiàng)目，同時(shí)也能切實(shí)避免裂縫、變形問題。如果采用增加構(gòu)件截面尺寸的方式，往往會(huì)造成構(gòu)件自重增加、經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)下降等問題；而如果采用高強(qiáng)度混凝土和高強(qiáng)度鋼筋，則起不到提升抗拉強(qiáng)度的效果。在保障構(gòu)件正常使用以及確保構(gòu)件耐久性穩(wěn)定的處理方式上，盡管裂縫得到了根本限制，但是鋼筋的作用不能得到有效發(fā)揮。由此可見，高強(qiáng)度混凝土并不能起到良好的改進(jìn)效果[1]。

通過高強(qiáng)鋼筋和混凝土等進(jìn)行結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力提升的處理方式，在控制裂縫方面有著突出的表現(xiàn)，且有效提升了結(jié)構(gòu)的承載能力，同時(shí)其整體強(qiáng)度也得到極大程度的增強(qiáng)。

具體操作的過程中，往往是通過機(jī)械張拉的方式來實(shí)現(xiàn)的，且應(yīng)注意鋼筋錨固的使用規(guī)范，這樣才能切實(shí)保障應(yīng)力布置的穩(wěn)定與高效。對(duì)于處在正常荷載條件的情況來說，構(gòu)件受壓區(qū)的應(yīng)力主要來自混凝土，而受拉區(qū)的應(yīng)力則來自高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力鋼筋，該處的鋼筋基本不受拉應(yīng)力等因素的影響。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，使得兩種高強(qiáng)材料都發(fā)揮出了應(yīng)有的作用，且有效規(guī)避了裂縫等問題，較之于普通規(guī)格的鋼筋，其剛度和結(jié)構(gòu)的持久性明顯更高。由此可見，通過預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的布置比較理想，而采用高強(qiáng)混凝土和鋼筋等形成的組合也比較適合現(xiàn)實(shí)中的結(jié)構(gòu)施工[2]。

2 后張法預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工工藝

2.1 后張法預(yù)應(yīng)力張拉前的準(zhǔn)備工作

2.1.1 構(gòu)件檢查、清理

（1）進(jìn)行預(yù)應(yīng)力的施加處理前，應(yīng)先對(duì)混凝土構(gòu)件進(jìn)行仔細(xì)地檢查，以確保其外觀/尺寸等符合質(zhì)量要求；應(yīng)確?；炷翉?qiáng)度等達(dá)標(biāo)，一般應(yīng)將其控制在不低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)的75%。

（2）進(jìn)行穿束處理前，應(yīng)對(duì)錨墊板、孔道等的基本情況進(jìn)行檢查，確定其符合要求。灌漿孔、排氣孔等也應(yīng)符合施工要求，孔道等相關(guān)部分都應(yīng)確保合理，為后續(xù)的技術(shù)處理提供便利的條件。

2.2 張拉方向、方式的確定

2.2.1 分段張拉。對(duì)于該部分的處理，通常是在多跨連續(xù)梁施工過程中，通過逐步張拉的方式進(jìn)行。相關(guān)的處理工作應(yīng)保證穩(wěn)定有序，每個(gè)階段的混凝土澆筑、預(yù)應(yīng)力筋張拉等都應(yīng)科學(xué)、規(guī)范，如此最終所達(dá)到的施工效果才會(huì)更為理想，而整體張拉處理也會(huì)更為穩(wěn)定、高效。

2.2.2 分批張拉。這樣的處理方式，通常被應(yīng)用于對(duì)后張構(gòu)件或結(jié)構(gòu)的處理過程中，通過多根預(yù)應(yīng)力筋的分批張拉進(jìn)行。由于這樣的處理方式會(huì)造成預(yù)應(yīng)力損失，因此應(yīng)做好精細(xì)的計(jì)算和精準(zhǔn)的把控。

2.2.3 分階段張拉。這樣的處理方式同樣被應(yīng)用于對(duì)后張結(jié)構(gòu)等的處理中，要想切實(shí)保障各個(gè)階段荷載的平衡，就應(yīng)采用這樣的處理方式。在具體的處理過程中，應(yīng)做好各個(gè)部分的精細(xì)布置，例如結(jié)構(gòu)內(nèi)部體積的變化等，以切實(shí)保障整個(gè)處理的科學(xué)、高效。

2.2.4 補(bǔ)償張拉。這樣的處理方式，往往是在早期預(yù)應(yīng)力損失完成后進(jìn)行的，通過這樣的補(bǔ)償，能夠克服彈性壓縮的損失，在預(yù)應(yīng)力處理方面的效果較為理想。

2.3 張拉順序的確定

應(yīng)根據(jù)既定的設(shè)計(jì)方案及設(shè)計(jì)圖的操作順序來進(jìn)行具體操作。如果設(shè)計(jì)中沒有指明張拉順序，則應(yīng)按照均勻?qū)ΨQ、偏心荷載小的基本原則進(jìn)行操作，但應(yīng)注意以下的細(xì)節(jié)：

2.3.1 要想有效避免混凝土產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，應(yīng)先進(jìn)行靠近截面形心軸部分的鋼束，且應(yīng)與現(xiàn)實(shí)的工作條件等保持一致。

2.3.2 錨固在梁端的鋼束應(yīng)由上到下進(jìn)行張拉，相關(guān)的處理應(yīng)穩(wěn)定、有序地推進(jìn)。

2.3.3 在梁端布置雙排預(yù)應(yīng)力鋼束時(shí)，為避免產(chǎn)生較大的偏心荷載，應(yīng)分別張拉。

2.3.4 在梁端布置三排預(yù)應(yīng)力鋼束時(shí)，布置在正中間一排的鋼束應(yīng)全部張拉，而后再進(jìn)行左右交替張拉。

2.3.5 箱形截面的相應(yīng)張拉也可進(jìn)行同樣的處理，但應(yīng)注意對(duì)橫向荷載的控制，具體可根據(jù)所用的千斤頂數(shù)量而定。

2.4 張拉設(shè)備的選擇和檢查

對(duì)于張拉設(shè)備的選擇，應(yīng)通過對(duì)構(gòu)件特點(diǎn)、所用預(yù)應(yīng)力筋、錨夾具等的類型來確定，選擇參數(shù)主要包括設(shè)備的噸位、行程、壓力表等。設(shè)備確定后，對(duì)其展開精細(xì)的校驗(yàn)，張拉力等的油壓表讀數(shù)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注，為后續(xù)處理提供切實(shí)保障。

其中所用到的油壓千斤頂、高壓油泵等設(shè)備都應(yīng)進(jìn)行試車檢查，對(duì)出現(xiàn)漏油或其他不良情況的，應(yīng)及時(shí)查明原因并做出有針對(duì)性的處理。使用紫銅管連接千斤頂與油泵時(shí)，應(yīng)對(duì)彎曲部分進(jìn)行仔細(xì)檢查，確定其是否存在裂紋和損壞的情況，如存在應(yīng)及時(shí)修理[3]。

3 后張法的張拉程序及工藝

3.1 搭設(shè)支架和安裝模板

以現(xiàn)澆箱梁的處理為例，進(jìn)行支架搭設(shè)前，應(yīng)先對(duì)該區(qū)域的地基進(jìn)行承載力檢驗(yàn)，如有不達(dá)標(biāo)的情況應(yīng)及時(shí)處理，可采用砂礫換填、水泥攪拌樁等方式進(jìn)行處理，以確保支架底部承載力達(dá)標(biāo)。支架搭設(shè)完成以后，務(wù)必要對(duì)模板的安全性進(jìn)行驗(yàn)算，還應(yīng)進(jìn)行一定的預(yù)壓，做好預(yù)拱度的設(shè)置。具體操作過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照既定的施工工序進(jìn)行，每個(gè)部分的處理都應(yīng)確保精細(xì)、規(guī)范，模板與模板間的接縫應(yīng)保證順直、平整[4]。

3.2 孔道安裝

在進(jìn)行鋼筋綁扎時(shí)所涉及的預(yù)應(yīng)力的孔道，應(yīng)通過軌道固定法進(jìn)行固定，以確保其結(jié)構(gòu)圓順。綁扎時(shí)，應(yīng)確保所用塑料波紋管的剛度及強(qiáng)度達(dá)標(biāo)，套管的長度應(yīng)與管道的長度保持協(xié)調(diào)。

同時(shí)，還應(yīng)做好接頭部分的漏漿防范處理；對(duì)于按照既定設(shè)計(jì)要求布置的波紋管，應(yīng)做好細(xì)節(jié)部分的精細(xì)處理，避免細(xì)小的差錯(cuò)。波紋管安裝完成后，對(duì)其加固處理的過程應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注。通常情況下，波紋管應(yīng)安裝在拐彎處，具體定位應(yīng)確保精準(zhǔn)，同時(shí)，波紋管的形狀上保證圓滑，這樣才能切實(shí)保障其在后續(xù)使用中的質(zhì)量及穩(wěn)定性。

3.3 鋼筋、鋼絞線裝置

鋼筋和鋼絞線裝置中，涉及的鋼梁和鋼筋應(yīng)分次進(jìn)行安裝。安裝完底模以后，就應(yīng)盡快進(jìn)行底板和腹板的捆扎，整個(gè)過程應(yīng)保證嚴(yán)謹(jǐn)、規(guī)范。而后，有序推進(jìn)混凝土的澆筑，其中所涉及的頂板的捆扎，應(yīng)在頂板安裝完成后進(jìn)行。在完成上述操作以后，就應(yīng)嚴(yán)格按照后張法對(duì)支座鋼墊板、防撞欄預(yù)埋鋼筋等預(yù)埋件實(shí)施安裝。在預(yù)埋鋼絞線和波紋管之前，應(yīng)先對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行校驗(yàn)，確定是否存在損壞和銹蝕的情況。在定位筋的布置環(huán)節(jié)，應(yīng)使其與波紋管和管間接頭的部位相固定。穿束作業(yè)通常應(yīng)在完成澆筑的三天后進(jìn)行，操作時(shí)應(yīng)保證精細(xì)、嚴(yán)謹(jǐn)，以確保張拉的高效進(jìn)行[5]。

3.4 混凝土澆筑和養(yǎng)護(hù)

在進(jìn)行混凝土澆筑前，應(yīng)再次對(duì)波紋管及預(yù)埋件進(jìn)行驗(yàn)收，確定達(dá)標(biāo)后才可進(jìn)行；混凝土澆筑時(shí)間應(yīng)經(jīng)過科學(xué)分析，以切實(shí)保障混凝土的澆筑質(zhì)量，在夏季或冬季澆筑時(shí)，應(yīng)做好相應(yīng)的溫度控制；混凝土的澆筑通常應(yīng)分為兩次進(jìn)行，首次進(jìn)行底板和腹板的混凝土澆筑，而后是頂板和翼板的混凝土澆筑，整個(gè)過程應(yīng)保證穩(wěn)定、有序。遇到混凝土厚度較大的情況，應(yīng)分層澆筑，段前、段后的間距應(yīng)確保合理，以切實(shí)保障相關(guān)澆筑及后續(xù)振搗等施工的穩(wěn)定與高效；混凝土澆筑后，應(yīng)盡快進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，具體的操作過程中應(yīng)做好溫度和濕度的控制，可通過灑水、蒸汽的方式進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)過程應(yīng)保證規(guī)范、合理，以確保養(yǎng)護(hù)質(zhì)量。

3.5 對(duì)預(yù)應(yīng)力實(shí)施張拉

對(duì)預(yù)應(yīng)力實(shí)施張拉的處理時(shí)，首先應(yīng)確保施工后的混凝土達(dá)到強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)，確保強(qiáng)度達(dá)到90%，時(shí)間大于7d 為宜。與此同時(shí)，還應(yīng)做好鋼束、錨具等的整理工作，確保后續(xù)的張拉能有序展開。張拉應(yīng)分次進(jìn)行，每次的強(qiáng)度都應(yīng)與既定的標(biāo)準(zhǔn)保持一致，達(dá)到科學(xué)、規(guī)范的操作。想要有效地消除松弛狀態(tài)，進(jìn)行張拉時(shí)應(yīng)稍加張拉鋼絞線，還應(yīng)對(duì)千斤頂、錨具等的軸線進(jìn)行校驗(yàn)，以確保其處在同一直線上。需要注意的是，張拉過程中應(yīng)多次進(jìn)行校驗(yàn)，尤其應(yīng)落實(shí)好對(duì)張拉油壓差的控制，同時(shí)還應(yīng)做好鋼絞線的安全防控，為后續(xù)工作提供保障。

3.6 壓漿

在壓漿環(huán)節(jié)中，應(yīng)先從下層最低點(diǎn)的孔道開始，而后緩慢、有序地向上推進(jìn)，最終達(dá)到孔道內(nèi)排氣順暢的要求。對(duì)于那些集中且臨近的孔道，壓漿應(yīng)持續(xù)進(jìn)行，對(duì)于無法連續(xù)處理的情況，應(yīng)在壓漿處理前做好孔道的沖洗工作。具體的操作過程中，應(yīng)先對(duì)壓漿進(jìn)行既定處理，通常應(yīng)經(jīng)過中和壓漿后48h 內(nèi)，相應(yīng)的結(jié)構(gòu)物應(yīng)控制在不低于5℃的狀態(tài)。在完成這方面的處理后，就應(yīng)對(duì)壓漿的密度進(jìn)行校驗(yàn)，如果存在不良情況，應(yīng)及時(shí)處理。此外，還應(yīng)對(duì)管道內(nèi)是否存在串漿、漏漿等不良情況進(jìn)行校驗(yàn)，如果存在應(yīng)及時(shí)處理，為管道的穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。

4 張拉要點(diǎn)

應(yīng)盡量避免預(yù)應(yīng)力筋與孔道之間的摩擦，否則會(huì)造成較大的應(yīng)力損失，甚至還會(huì)使構(gòu)件出現(xiàn)裂縫。張拉應(yīng)嚴(yán)格按照既定的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，遇到?jīng)]有規(guī)定的情況，應(yīng)綜合以下兩方面的因素進(jìn)行處理：

首先，應(yīng)避免張拉過程中構(gòu)件截面出現(xiàn)過大的偏心受力，操作時(shí)應(yīng)確保在既定的受壓范圍內(nèi)，且應(yīng)保證邊緣部分沒有拉應(yīng)力。

其次，還應(yīng)對(duì)張拉的預(yù)應(yīng)力損失值進(jìn)行精細(xì)的計(jì)算，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋的精細(xì)控制，相關(guān)的處理應(yīng)保證嚴(yán)謹(jǐn)、規(guī)范。需要注意的是，對(duì)于長度大于或等于25m 的直線和曲線預(yù)應(yīng)力筋來說，通常應(yīng)通過兩端張拉的方式進(jìn)行，在設(shè)備不能支持的情況下，可先張拉一端，而后再張拉另一端。對(duì)于長度小于25m 但仍較長的預(yù)應(yīng)力筋，也應(yīng)通過這樣的處理方式進(jìn)行處理，操作時(shí)應(yīng)注意力度和升降的精細(xì)控制，各個(gè)部分的處理應(yīng)保證嚴(yán)謹(jǐn)、規(guī)范，為預(yù)應(yīng)力的科學(xué)布置提供基礎(chǔ)性保障。

在張拉過程中涉及的千斤頂以及插墊，應(yīng)與現(xiàn)實(shí)的施工環(huán)境等保持一致，細(xì)節(jié)方面的處理應(yīng)符合既定的施工要求。對(duì)于兩端同時(shí)張拉成束預(yù)應(yīng)力筋的情況，想要減少應(yīng)力方面的損失，通常應(yīng)落實(shí)好其中涉及的細(xì)節(jié)，例如錨塞是否壓緊。相應(yīng)的在對(duì)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行精細(xì)處理及合理控制下，既能夠可以很好地確保張拉的質(zhì)量，又能夠有效地規(guī)避以往技術(shù)操作過程中出現(xiàn)的不良情況，這樣一來，預(yù)應(yīng)力技術(shù)所帶來的價(jià)值也能最大程度地體現(xiàn)出來。

5 結(jié)語

綜合以上敘述，在后張法預(yù)應(yīng)力混凝土施工技術(shù)的應(yīng)用階段，需要按照橋梁工程項(xiàng)目的施工標(biāo)準(zhǔn)，做好施工方案的優(yōu)化，同時(shí)還應(yīng)在技術(shù)應(yīng)用階段，在施工材料、施工工藝、張拉控制等方面做好技術(shù)的管理，這樣才能夠?qū)⒓夹g(shù)的作用和價(jià)值發(fā)揮出來，滿足橋梁工程項(xiàng)目的建設(shè)需求。