预应力后张法在桥梁施工中的应用探讨

宁 波

（广西桂通公路工程监理咨询有限责任公司，广西 南宁 530021）

预应力技术是当今桥梁施工领域发展速度最快、用途最为广泛、最有发展潜力的一门科学技术。20世纪90年代以来，预应力技术在国内公路桥梁建设中得到广泛应用。目前，预用力混凝土结构采用较多的是先张法和后张法预应力结构，相比较而言，后张法具有可以曲线配筋、不需要永久性的张拉台座、张拉设备简单、便于现场施工等优势，所以后张法是大型预应力混凝土结构施工的主要方法。但由于后张法预应力板梁施工技术难度大，人员、材料和机械要求高，在现场施工中更易出现一些质量技术问题。笔者结合工作经验，简要阐述预应力后张法在桥梁施工过程中的应用及施工中常易出现的质量问题和防治对策，以供参考。

1 预应力后张法在桥梁施工中的应用

在桥梁施工中运用预应力后张法，一般包括孔道预设、穿束、张拉和压浆等工序。

1.1 孔道预设

孔道预设正确与否，是施工过程中的关键之一。孔道的直径一般比预应力筋（束）外径、钢筋对焊接头处外径或必须穿过孔道的锚具外径大10 mm～15 mm，管道采用金属波纹管事先预埋制孔。在波纹管接头处一定要将波纹管接口用小锤整平，并用胶带缠紧，同时要检查波纹管是否因为钢筋焊接等原因产生破损，一旦发现应及时修补，在浇筑混凝土时安排专人清孔，保证管道通畅，同时，在振捣时，应注意不能破坏波纹管，且不允许管道位移，尤其应避免管道上浮，以保证达到预应力的预期效果。

1.2 穿束

在桥梁施工中，穿束通常有两种方法：一是在孔道成型前就将钢束穿人波纹管中；二是在孔道成型后再进行穿束。在此主要介绍第二种方法。在孔道长度较短的情况下，可采用单根编号穿束，即每根端部贴医用胶布并编上号，逐根穿入孔道，并对应安装锚具。而当孔道较长时，宜采用编束穿孔并需使用梳形板，以防钢绞线打绞影响张拉操作和构件的使用安全，此时需用卷扬机拖拉穿束。为减小孔道摩阻力，可事先采用碱性肥皂水灌洗孔道，需注意不可在钢绞线上涂润滑油。

1.3 张拉

应注意两个方面的问题：一是张拉设备的校核。预应力施工中的各种设备、仪表，均需定期维护和校验，预应力施工是以油表读数和钢绞线伸长值这二者来控制的（双控），并以油表读数为主，钢绞线伸长值作校核。千斤顶多次使用后缸内摩擦系数发生变化，油压表灵敏度也发生变化，因此，必须根据使用情况进行定期校验；二是张拉的原则。梁体强度到达设计要求后立即张拉，张拉后按规范要求压浆和安装，防止梁体闶横向刚度较小，张拉后又长时间放置而产生侧弯。

1.4 压浆

预应力筋张拉完成后，应立即进行孔道压浆工作，以防锈蚀，增加结构的耐久性。灌浆用的水泥浆，除应满足强度和粘结力的要求外，应具有较大的流动性、泌水性。按规范规定，孔道灌浆应采用不低于32.5级普通硅酸盐水泥配制的水泥浆或砂浆，其强度不应低于20 N／mm2，搅拌后3 h的泌水率宜控制在2 %，最大不超过3 %。为提高水泥浆强度，可使用水泥重0.5 %～1 %的减水剂；为增加灌浆密实度，可使用一定比例的膨胀剂。灌浆前孔道应湿润、洁净。灌浆压力以0.5 MPa～0.6 MPa为宜。灌浆应缓慢均匀进行，不得中断，并应排气通畅。

2 预应力后张法施工常易出现的质量问题及防治对策

2.1 张拉作业管理混乱

张拉设备使用混乱，表现为未经标定、检验或超期使用；随意配套组合使用，造成张拉力不准确；操作人员没有遵照原定的张拉顺序进行张拉，使结构受力不均衡，造成构件变形，出现不正常裂缝，严重时会使构件失稳。预防措施如下：

（1）千斤顶、油泵及压力表要经编号配套后进行标定。每套设备标定后应及时绘出张拉力与压力表读数的关系曲系。

（2）标定张拉设备用的试验机或测力计精度不得低于±2 %，压力表的直径不得小于150 mm，其精度不应低于±1.5 %。

（3）经配套标定的张拉设备，必须配套使用，不许随便更换，随意搭配组合使用。

（4）使用过程中，一旦其中某项设备发生故障，需要更换时仍须再行配套标定。

2.2 金属波纹管孔道漏浆

现浇预应力混凝土结构浇筑混凝土时，金属波纹管（螺旋管）孔道漏进水泥浆。轻则减小孔道截面面积，增加摩阻力；重则堵孔，使穿筋困难，甚至无法穿入。当采用先穿工艺时，一旦漏入浆液将预应力筋铸固，造成无法张拉。

2.2.1 预防措施

（1）金属波纹管出厂时，应有产品合格证并附有质量检验单，其各项指标应符合行业标准《预应力混凝土用金属螺旋管》（JG/T301394）的要求。

（2）搬运时应轻拿轻放，不得抛甩或在地上拖拉；吊装时不得以一根绳索在当中拦腰捆扎起吊。在室外保管的时间不可过长，应架空堆放并用毡布遮盖，防止雨露及各种腐蚀性气体或介质的影响。

（3）金属波纹管的接长，可采用大一号同型波纹管。接头管的长度为200 mm～300 mm，在接头处波纹管与居中碰口；接头管两端用密封胶带或塑料热塑管封裹。

（4）波纹管与张拉端喇叭管连接时，波纹管应埋入式固定端钢绞线连接时，可采用水泥胶泥或棉丝与肢带封堵。

（5）灌桨泌水管与波纹管的连接，可在波纹管上开洞用带嘴的塑料弧形压板与海绵垫片覆盖并用铁丝扎牢，再接增强塑料管，外径20 mm，内径16 mm，并伸出梁面约400 mm。为防止泌水管与波纹管连接处漏浆，波纹管上可先不开洞并在外接塑料管内插一根钢筋，待孔道灌桨前再用钢筋打穿波纹。

2.2.2 治理方法

（1）对后穿筋孔道，浇筑混凝土过程中在混凝土凝固前，可用通孔器通孔或用水冲孔，及时将漏进孔道的水泥浆散开或冲出。

（2）对先穿筋的孔道，应在混凝土终凝前，用倒链拉动孔道内的预应力筋，避免水泥浆堵孔。

（3）如金属波纹管孔道堵塞，应查明堵塞位置，凿开疏通。对后穿筋的孔道，可采用细钢筋插入孔道探出堵塞位置。对先穿筋的孔道，细钢筋不易插入，可改用张拉千斤顶从一端试拉，利用实测伸人值推算堵塞位置。

2.3 预应力筋的滑丝和断丝

后张法预应力筋张拉时，预应力钢丝和钢绞线发生断丝和滑丝，使得构件和预应力筋受力不均匀或使构件不能达到所要求的预应力值。

2.3.1 预防措施

（1）预应力钢材与锚具应当具有良好的匹配性，因此，现场实际使用的预应力钢材与锚具，应与预应力筋—锚具组装件锚固性能试验用的材料一致。如现场更换预应力钢材与锚具之一，应重做组装件锚固性能试验。

（2）预应力钢材下料时，应随时检查其表面质量，如局部线段不合格，则应切除。

（3）预应力筋编束时，应逐根理顺捆扎成束，不得紊乱。

（4）预应力筋穿入孔道后，应将其锚固夹持段及外端的浮锈和污物擦拭干净，以免钢绞线张拉锚固时夹片齿槽堵塞而引起钢绞。

2.3.2 治理方法

根据公路桥涵施工技术规范第11.7.6条的规定：后张预应力钢材断丝、滑丝的数量，对每束钢丝或钢绞线不得超过一根，每个断面断丝之和不得超过该断面钢丝总数的1 %，且严禁相邻两根断裂或滑脱。超过上述限制，应更换钢绞线及锚具重新张拉。

2.4 曲线孔道竖向位置偏差

在多跨连续预应力混凝土桥梁中，曲线预应力筋的竖向坐标是以预埋的波纹管中心线为准。在实际施工中，检查曲线孔道竖向坐标时经常遇到跨中处坐标偏高与支座处坐标偏低的现象，降低了预应力筋的有效高度，影响梁的承载力和抗裂要求。

2.4.1 预防措施

（1）在编制施工组织设计期间，应核对曲线预应力筋的坐标高度是否会引起波纹管与梁的钢筋相碰。如在内支座处遇到这种情况，应与设计人员商讨，看能否调整钢筋的规格和排列方式，不得已时考虑降低波纹管的坐标高度。在跨中处也可参照处理。至于在其他部位，钢筋应避开波纹管，不得影响波纹管的曲线形状。

（2）施工单位应分解绘制预应力筋曲线坐标图、支座（跨中）处钢筋与预应力筋孔道排列详图，并交待给有关操作人员。施工中加强督促检查，严格按图施工。

（3）金属小波纹管可采用钢筋支托定位，钢筋支托可点焊在箍筋上，间距0.5 m～1 m，防止混凝土浇注后波纹管上浮。

2.4.2 治理方法

（1）金属波纹管的坐标高度超出允许偏差，但不大于10 mm，可不必调整。

（2）金属波纹管的坐标高度如超出允许偏差大于10 mm，应局部拆开调整至允许偏差内。

（3）金属波纹管的坐标高度超出允许偏差较大而无法调整时，应会同设计人员根据实际受力情况商讨解决办法。

3 结束语

预应力技术从理论到工程实践经过几代人的研究和不断创新，已发展为比较成熟的技术，然而在具体的施工过程中，因为不同的施工条件和情况，出现的问题也五花八门、复杂多样，除以上所列举的几种外，常见的质量问题还有预应力筋改变方向处混凝土开裂、曲线孔道灌浆密实等，这就需要我们一线的施工人员严格遵循各工序操作规程，确保预应力施工质量。

1 胡来平、杜 航.浅析后张法预应力技术在桥梁施工中的应用.科技创新导报，2010（4）

2 李 明.预应力后张法施工的质量控制.中国建筑出版社，2008