铁路桥梁后张法预应力箱梁施工技术研究

朱志江

（铁四院（湖北）工程监理咨询有限公司，湖北 武汉 430000）

0 引言

后张法预应力箱梁技术在铁路桥梁工程中得以广泛应用，其能够有效控制桥梁变形情况，同时能够保证桥梁结构整体稳固性与安全性，该技术具有施工快速、简便等特点，但其结构较为特殊且技术应用复杂，在施工过程中容易出现质量问题，从而影响铁路桥梁整体施工质量，因此文章将深入探讨铁路桥梁后张法预应力箱梁施工技术，保障施工人员全面掌握其技术应用要点与注意事项，从而提升铁路工程质量。

1 工程概况

某铁路桥梁工程全长为1500m，桥梁宽度为12.6m，选择以预应力混凝土箱梁为主的结构，同时在预制场内进行箱梁制作，使用后张法预应力箱梁施工技术，桥梁基础采用钻孔桩基础，矩形承台，双线圆端形实体桥墩，墩身高2～18m，桥台采用双线一字型桥台。

为保证桥梁施工质量，施工单位需要从不同层面严格控制后张法预应力箱梁施工技术应用，并对其施工工艺进行深入研究。

2 铁路桥梁后张法预应力箱梁施工技术

2.1 台座设置技术

该铁路桥梁的梁身及张拉主构件均在预制场地内进行，因此施工单位需要在施工前对预制场地做好相应布置，并根据工程项目具体建设情况完成制梁台的合理设置，具体如下：台座使用C30 混凝土结构，考虑施工量与施工进度控制，选择设置4 个台座，其全长为32.6m，底座厚度为50cm，宽为5.5m，同时施工单位结合平台与梁的实际荷载情况提高预制场地的承受能力，通过选择加固方式保证预制场地有足够的承受能力[1]。此外，施工人员需要及时铺设C30 水泥混凝土垫层，要求铺设均匀且平整，使整体的承载能力达到1600kPa，从而保证基础承载能力符合相关要求。

2.2 钢筋和钢绞线安装技术

2.2.1 钢筋绑扎

基于台座的合理布置，施工单位需要及时安排箱梁梁体的制作，注意先进行钢筋绑扎，尤其在使用所需的钢筋原材料时，应根据使用具体需要进行加工，可以在预制场内完成钢筋长度和形状的合理加工[2]。在长度与形状加工完成后，施工单位需要深入分析施工图纸内容，并根据图纸要求对钢筋进行相应的绑扎，使其能够形成桥梁骨架。同时，施工人员应对该骨架的箍筋位置进行科学加固，并采用点焊定位筋在其位置上按要求绑扎相应的导向筋，再结合之前的定位筋和绑扎导向筋所在的具体位置进行桥梁钢筋的逐一绑扎。

2.2.2 钢绞线安装

首先，在对钢筋进行绑扎时，施工单位需要做好预应力孔道的适时安装，结合该项目工程具体情况选择所需的波纹管，考虑预应力孔道大小确定波纹管尺寸为80mm，并在定位筋和导向筋位置安装波纹管，选择长为10cm 的塑料布等材料对两端位置进行反复多次缠绕，以达到所需固定效果。

其次，在管道成功就位后，施工单位需要进行穿束预应力筋作业，由于铁路桥梁建设一般采用钢绞线，因此应使用砂轮锯完成钢绞线的切割，以保证钢绞线的长度符合实际使用需要。

再次，对于穿束完成的钢绞线，施工人员应合理并规范使用穿孔器，并在具体穿束作业中重点保护波纹管，避免其在波纹管穿束时受损而无法发挥出真正作用，从而减少波纹管后期使用的安全隐患[3]。

最后，在完成穿束后，施工人员应观察钢绞线是否全部到位，并由专门监理工程师开展细致与严格的验收工作，待其签字后方可安排下一步的施工作业，以保证施工具有一定的连续性。

2.3 孔道预留与灌浆技术

2.3.1 孔道预留

首先，在孔道预留时，施工单位需要合理选择孔道直径。孔的直径通常需大于所使用的钢筋直径，厚度为10～15mm，钢制或钢制钢梁为6～10mm，孔的面积需要达到钢筋面积的2 倍，以保证其轻松穿过单槽。基于孔直径的确定，施工单位需要规定孔径的具体偏差范围，并做好严格检验，以保证钻孔作业的规范性，如表1 所示。

表1 钻孔桩钻孔允许偏差和检验方法

其次，由于桥梁的预应力为后张拉法，因此施工单位在浇筑作业时需要对孔洞位置进行良好保存，并根据设计要求合理选择预留管，该工程选择金属波纹管，并合理使用冷轧钢螺纹，将其在轧管机上进行适当挤压，以保证管径和钢筋直径相同。

再次，在进行波纹管搬运时，施工人员应避免出现拖曳或随意抛入等行为，在吊装过程中使用绳子进行吊挂，无须进行夹紧操作，并使用帆布对钢筋进行全面遮盖，避免雨水渗漏给钢筋带来不利影响。同时，在拉力环节应注意严格控制波纹管的位置，施工单位需要结合摩擦力大小确定拉力值，以免因速度过快而损坏材料，并应注意电焊剂产生的火花，避免其烧坏管壁[4]。

最后，施工单位需要做好位置检查工作，并注意钢管弯曲形状是否符合设计要求，确保横梁位置的波纹管处于笔直状态，同时要求梁的另一边位置光滑且具有一定连续性。同时，施工单位应对波纹管的实际牢固性进行细致化检查，并应检查接头位置的完好性，确保管壁位置没有严重破损情况，波纹管的开口位置应使用金属丝和塑料圆弧压片完成固定，并选用喷嘴与海绵做好完美连接。

此外，施工单位应找到曲线最高点处和开口位置，并及时安装专业和先进的探头。

2.3.2 孔道灌浆

在孔道灌浆作业中，结合桥梁设计明确管道支架的材料是为M20 水泥泥浆，其主要原材料为525R，使用减水剂FDN 并注意用量，混合材料的水灰比应控制在0.38，水泥∶水∶减水剂=1∶0.38∶0.006，需要在配制中做到严格控制，保证材料比例符合标准。

同时，在压浆之前应对孔洞进行处理，如用水泥砂浆填满孔洞并选择压浆机完成压实操作，泥浆流出注浆口时的压力应控制在0.5MPa/2min，并及时封闭截口器。

2.4 混凝土浇筑技术

首先，结合该工程具体要求使用42.5 标号的普通硅酸盐水泥充当混凝土所需材料，同时细砂细度模数应控制在2.3～3.0 之间，碎石材料的粒径选择应保持在1～3cm，混凝土材料所具有的含泥量不应超过2%，同时需要在预制场内的拌和站完成混凝土拌和作业，注意应合理控制每盘混凝土的拌和时间，一般应持续2min。其次，在完成拌和作业后，需要通过专用运输车将混凝土安全运送至作业场地，并及时开始相应的浇筑作业[5]。在具体浇筑时，施工单位考虑使用分层方式完成高质量的浇筑，要求每层浇筑作业完成后应使用插入式的振捣棒对其做好全面与充分的振捣，振捣点位不应紧贴模板，而应离开30cm 以上，实际的振捣时间应严格控制在20～30s，并观察振捣的混凝土表面，如果开始出现不同程度的泛浆情况且内部无气泡时应停止进行振捣，并进行下一层的浇筑，待整个梁体浇筑完成后应对其进行温润养护，养护时间为7～14d，以提升混凝土的整体强度。

2.5 预应力张拉技术

2.5.1 选择张拉设备

在该项目中预应力张拉施工选择应使用以下设备：

第一，千斤顶。选择穿心式千斤顶，要求最大拉力为1.2～1.5 倍。

第二，高压油泵。油箱的实际容量要求是千斤顶总输油量的1.5 倍，同时在使用之前应使用过滤网提前做好机油添加，机油型号为N32-N40。

第三，高压油表。选择防震型高压油表完成数据读取，要求其最大读数应达到最大张力的1.2～2 倍，并定期对油表进行标定，1.0 级油表应每7d 进行1 次标定，0.4 级油表则应每30d 进行1 次标定，由于油表与千斤顶通常配套使用，因此其标定时间为1 次/1 月，注意控制配套使用次数，保证最大次数不超过200 次，若千斤顶需要维修，则应将其与油表设备进行重新标定。

2.5.2 开展张拉施工

首先，在预应力张拉作业开始前，施工单位需要将箱梁梁体两侧位置的模板进行科学与安全拆除，拆除时混凝土的实际强度是设计强度的60%，应采用预张拉方式，待混凝土强度为80%时应采用初张拉，要求在已设置好的台座上完成两次张拉，其中先张拉至设计控制应力的20%，持续保持5min，待无问题后继续张拉至设计控制力的60%，持续保持5min，最后将力量加至100%。同时，施工单位在进行张拉作业时需要考虑作业质量的提升，通常选择对称式张拉操作，该张拉方式要求两端位置均需要使用相同的张拉设备，结合其对称性同步送油操作，并应保证位置调整环节的一致性。此外，施工人员需要对整个张拉的各种变化情况进行实时观察与对比，并应实时与全面了解钢绞线受力后的具体情况。在具体观察时，施工人员应重点关注钢绞线可能出现的松紧程度变化等情况。

其次，在张拉施工时，施工人员应在设备达到一定控制力时进行逐级加载，保证两段张拉作业能够同时同步开展，两段位置均需保证持荷5min，并做好随时补油。

最后，在张拉施工结束后，施工单位应重点关注24h 内的变化情况，并及时对箱梁位置的具体张拉情况进行科学与合理的检测，以保证滑丝问题的出现情况满足相关标准规定，同时钢绞线数量不可超过总量的0.5%。若出现严重断线或者超张等突发情况，必须及时采用小型前卡式千斤顶完成放张操作，并在一定范围内做好安全警戒。

2.5.3 技术应用注意事项

首先，施工单位在预应力张拉施工中应考虑断丝与超张等问题，并重视油表与油泵所显示数据，对其进行正确读取与详细记录，同时应对预应力孔道中所使用的钢绞线进行全面检查，保证其不能过度弯曲。

其次，在张拉环节结束后，施工单位必须检查张拉设备，以预防伸长值的异常情况。

再次，施工单位应对千斤顶实际使用性能和所使用油表读数的准确性做到明确与检查，并应做好锚固装置清理工作，以保证锚固装置安装和拆卸工序的合理性。

最后，应严格控制千斤顶回油速度，以保证张拉效果。

2.6 压浆与封端技术

首先，孔道压紧作业通常在预应力张拉后进行，施工单位需要使用适当的材料对孔道位置进行合理填充，并保证其具有一定密实性，使钢绞线在使用过程不会出现过多锈蚀等情况，减轻锚固段承受压力，从而有效解决预应力筋脱锚问题。

其次，在具体压浆过程中，应使用高速搅拌机和真空泵等设备，高速搅拌机转速必须在1000r/min 以上，真空泵的负压力必须超过0.092MPa，保证抽出孔道内所有空气达到真空标准，同时施工单位应全面检查所有施工设备，保证施工设备状态良好，以满足压浆施工作业的具体要求。

再次，在压浆环节，施工单位应合理使用真空泵等设备完成空气的抽取，保证内部处于真空状态，此时施工单位开始处理孔道位置，并选择水泥浆液将其注入孔道位置，如图1 所示。该操作环节中，施工人员应持续进行浆液注入，以减少后续可能出现的质量问题，并应对压力进行合理控制，一般为0.7MPa。在具体操作过程中，施工人员应对注入过程进行全方位观察，了解孔道另一端可能出现的情况，在浆液能够持续冒出时结束操作。

图1 孔道压浆管路连接

最后，在封端作业时，施工单位应做好材料选择，使用收缩程度小的混凝土，同时锚圈与锚垫板结合的位置应进行科学防水处理，采用一次成型方式完成浇筑，待浇筑作业完成后及时对其进行养护，以减少收缩裂缝，从而全面提升梁体整体质量。

3 结语

综上所述，铁路桥梁的建设在我国交通运输中发挥着重要作用，其施工技术的应用水平直接影响桥梁的功能性与安全性，因此施工单位应加大对后张法预应力箱梁施工技术应用的重视程度，并针对其容易产生的质量缺陷加强对施工技术应用的监控与管理，保证施工流程科学与合理，从而提高铁路桥梁施工整体质量，为桥梁后续使用安全性提供有力保障。