大跨度预应力桥梁施工工艺及质量控制分析

武文婕

(山西省交通科学研究院，山西太原 030006)

大跨度预应力桥梁施工工艺及质量控制分析

武文婕

(山西省交通科学研究院，山西太原 030006)

介绍了大跨度预应力混凝土桥梁的施工工艺流程与质量要求，分别从后张预应力施工、预应力筋张拉、预应力筋预留孔道压浆等方面，阐述了预应力桥梁的施工技术要点，确保了大跨度预应力混凝土桥梁的施工质量。

预应力，桥梁，模板，预应力筋

0 引言

大跨度预应力混凝土桥梁施工技术在桥梁施工建设中开始广泛被应用。文献［1］通过对后张法预应力混凝土技术在国内诸多桥梁建设中的研究，表明高应力预应力筋抗腐蚀能力比较低，发生腐蚀时其速度比无应力状态大，锈蚀断面发生损缺，预应力短时间内失效，威胁预应力混凝土结构、构件的安全性、耐久性。必须严控预应力原材料进场关，张拉设备必须经过校验标定，预应力筋的加工、张拉、压浆封锚是大跨度预应力混凝土桥梁施工的关键性技术要点。

1 模板质量要求

为了最大程度的保证大跨度混凝土结构物的成形和外观质量，必须加强对模板工程的质量监控。高精度的模板组装能实现大跨度预应力混凝土梁桥高水平的混凝土构造物。强度、刚度和稳定性校验使模板安装必须严格按照规程进行，防止在桥梁施工过程中模板受载倾覆。模板安装完成后要立即对板面进行清洁，保证板面平整光洁，接缝严密。脚手架按照规程严禁与模板进行连接。墩台、梁侧模板设拉杆固定，其他侧模板外必须设置支撑固定。脱模剂使用同一品种不得使用废机油。混凝土浇筑前，对模板进行洒水润湿，同时在靠混凝土的一面应涂隔离剂。模板内的杂物、泥灰、油污必须及时清理干净，以防堵严模板缝隙、孔洞。

1.1 拆除期限原则

拆卸模板时要减少对模板和杆件碰损，分别按照结构物特点、模板部位和混凝土所达到的强度进行模板的拆除作业。非承重侧模板拆除的原则为其内侧的混凝土强度为2.5 MPa时进行，混凝土强度为2.5 MPa时其棱角不会因为拆模而被损坏。承重模板的拆除原则是其能承受自重力及其他可能的叠加荷载。

1.2 模板的设计

模板的设计荷载主要考虑的因素如下:1)各类型模板以及施工支架的自重;2)新浇混凝土重力;3)作业人员、材料、机具自重; 4)混凝土振捣荷载;5)侧模受混凝土的压力;6)混凝土倾倒时模板所受的水平冲击荷载;7)其他荷载。表1为模板荷载组合系数计算。

表1 模板设计荷载组合系数

1.3 模板刚度

按照设计规程要求，施工过程中外露的模板其挠度约为构件跨度的1/400;隐蔽模板挠度约为构件的1/250;钢模面板最大变形值约1.5 mm;钢模的钢棱、柱箍变形为L/500，B/500，L为计算跨径，B为柱宽。

2 后张预应力施工前要点

2.1 千斤顶及锚具夹具验收

千斤顶使用时间超过6个月或200次，或漏油或串缸检修后必须重新标定。千斤顶高压油表必须使用表盘读数0 MPa～60 MPa，大于1.0级的表。锚夹具应进行外观检查，看有无裂缝、变形或损伤情况，验收严格按照规程进行，图1为穿心式千斤顶构造，图2为内卡式千斤顶构造。

图1 穿心式千斤顶构造

图2 内卡式千斤顶构造

2.2 预应力筋安装注意事项

检查锚垫板的位置是否准确无误，孔道是否堵塞，这些项目是预应力筋穿束前必须严格检查的步骤。若预应力筋根数多、管道长可整束穿。将钢绞线编号，穿束时一端打齐套上穿束器，穿束器引线穿过孔道向前拉动直至两端都露出足够长度，穿束后检查两端编号避免钢绞线在孔道内交叉。若预应力筋根数少，管道短时，将单根钢绞线头部套上刚性子弹头帽，之后逐根将钢绞线穿入管道。

3 预应力筋张拉

张拉质量控制的重点是张拉应力的控制，张拉控制应力要小于设计规定的最大张拉控制应力。按照左右对称;先长束，后短束;曲线梁桥，先张拉曲线外侧，后张拉曲线内侧的顺序进行张拉。预应力筋张拉时一人负责油泵，两人负责千斤顶，一人观测记录。

3.1 预应力筋下料

预应力筋下料计算公式为:L=L0+n(L1+0.15 m)。

其中［2］，L为下料长度;L0为梁的管道加两端锚具长度;n为张拉端数目;L1为千斤顶支承端到张拉端夹具外缘距离，含锚垫圈厚0.035 m。

3.2 张拉程序

1)安装锚具、千斤顶、千斤顶尾部工具锚。2)启动高压油泵，千斤顶达到张拉初应力的10%～15%，测量伸长量。3)持续张拉，到锚下控制应力时持荷2 min，测量伸长量，稳定后千斤顶油缸缓慢回油，夹片锚固钢绞线。4)钢束实测伸长量与理论值对比，误差若在±6%内，则拆除千斤顶。5)外露的预应力筋小于30 mm，多余部分用砂轮机割断。表2为后张法预应力筋的张拉程序。

表2 后张法预应力筋的张拉程序

3.3 预应力筋的理论伸长值

张拉时采用伸长值校核，实际伸长值与理论伸长值的误差值应控制在6%之内，预应力束的平均张拉力计算公式如下［3］:

其中，Pp为预应力筋平均张拉力，N;P为预应力筋张拉端张拉力，N;x为从张拉端至计算截面孔道长度，m;θ为切线夹角之和，rad;k为孔道摩擦系数;μ为预应力筋摩擦系数。将Pp代入式(2)计算预应力束的弹性伸长量:

其中，Ap为预应力筋截面面积;Ep为预应力筋弹性模量;L为预应力筋长度。

4 预应力筋预留孔道压浆

后张孔道压浆的质量关系到预应力筋的防护与结构的耐久性。鉴于预应力压浆工艺具有隐蔽性的特点，应加强质量控制，张拉后孔道及时压浆。

4.1 预留孔道水泥质量

为了评定水泥浆质量，检查水泥浆抗压强度，孔道压浆前留取数量大于3组的标养28 d，规格为70 mm×70 mm×70 mm的立方体测试件。水泥浆的强度应不低于30 MPa。孔道截面较大时水泥浆可掺入适量细砂。孔道压浆水泥浆水灰比为0.45～0.50。水泥浆中掺入适量膨胀剂时膨胀率不大于10%。水泥浆稠度控制在14 s～18 s，水泥浆调制好后在30 min～45 min时间内用完，不得加水增加其流动度。

4.2 压浆方法

压浆应缓慢、均匀使用活塞式灰浆泵。最高点排气孔道内要排气通畅，出浆端或排气孔要排出空气→水→稀浆，保持大于0.5 MPa的压力，稳压大于2 min，当排出规定稠度水泥浆时，用木塞塞住孔道。压浆后应及时处理不密实的压浆情况。压浆期间发生故障时立即用压力水冲洗使孔道通畅，故障排除后压浆，图3为孔道压浆方法示意图。

图3 孔道压浆方法示意图

两个排气管道分别设置在孔道平直段的起点C和终点D的顶部，打开C点和D点排气管道阀门的时间点必须在孔道A端、B端水泥浆饱满密实后才能进行。为了确保压浆密实，每隔10 m～15 m设置一个排气孔，将孔道内封住的残余气体排除［4］。

5 封锚

孔道压浆施工中，关闭出浆口处阀门的时间点是决定孔道压浆施工质量好坏的关键因素。实际施工中当锚垫板出浆口流出与压浆端一样的浓浆后，关闭出浆口阀门，打开密封罩上阀门继续压浆，使浆体透过锚具夹片和钢绞线间的缝隙流入密封罩内。

锚固完毕并检验合格后，用砂轮机切割多余的预应力筋。压浆完成后要将密封罩周围的渣滓凿毛并尽快的冲净。封锚混凝土的强度等级应不低于构件混凝土强度等级的80%，不低于30 MPa，长期外露锚具采取防锈措施。封锚前将锚头周围冲洗干净并凿毛［4］。

6 结语

为了确保大跨度预应力桥梁的施工质量，依次从混凝土浇筑前模板控制、后张预应力施工、预应力筋张拉、预应力筋预留孔道压浆、封锚等施工关键性控制技术要点进行了归纳。现场作业期间必须严控预应力原材料进场关，张拉设备必须校验标定，预应力筋的加工、张拉、压浆封锚要符合规程要求。

［1］ 赵治国.后张法预应力混凝土桥梁施工技术应用研究［D］.大庆:东北石油大学，2012.

［2］ 张子鹏.浅析公路桥梁施工技术的质量控制［J］.黑龙江交通科技，2014(10):109-110.

［3］ 李 鹏.论公路桥梁施工技术的质量控制［J］.黑龙江科技信息，2014(36):223.

［4］ 沈霖源.后张法预应力混凝土桥梁施工技术应用研究［J］.价值工程，2016(25):139-142.

On construction craft of large-span prestressed bridge and its quality control

Wu Wenjie
(Shanxi Transportation Research Institute，Taiyuan 030006，China)

The paper introduces the construction craft procedure and quality requirements of the large-span prestressed bridge，and illustrates the construction points from the post-tension prestressed construction，prestressed rebar stretching，and prestressed reserved channel grouting，so as to ensure the construction quality of the large-span prestressed bridge.

prestress，bridge，template，prestressed rebar

U445

A

1009-6825(2016)35-0172-02

2016-10-09

武文婕(1983-)，女，工程师