桥梁工程中预应力施工关键技术研究

谭 春 腾

(湖南高速铁路职业技术学院，湖南 衡阳 421002)

1 桥梁施工预应力技术综述

桥梁施工预应力技术主要指的是在进行桥梁主体结构施工的过程中，针对其中受拉模块钢筋施加预应力，以此提升桥梁主体结构刚度性能的技术。在针对钢筋混凝土构件增加预应力之后，能够使构件本身的抗拉强度提升，从而形成对混凝土受拉裂缝产生抵抗作用，有效保证工程项目的施工质量。从整体来看，预应力技术的有效应用，能够促进桥梁工程结构中混凝土和钢材强度增强，从而使混凝土抗裂能力、抗疲劳性能、防渗漏性能等都得到提升，实现对桥梁工程整体质量提升。因此，当前将预应力技术科学应用到桥梁工程项目中，对桥梁结构质量提升有较大的帮助。

2 桥梁工程预应力施工技术

2.1 预应力筋的布设

1)纵向预应力筋。纵向预应力钢束主要有：顶板束、腹板束、边跨合龙束等类型，其中边跨合龙束属于单端张拉类型，其他纵向预应力钢束为两端张拉类型。在此工程中设计锚下张拉应力1 395 MPa，应用公称直径为15.2 mm的钢绞线作为预应力钢束，其技术标准达到GB/T 5224—2014标准，此外工程中预应力管道选用金属镀锌波纹管。

2)竖向预应力筋。竖向的预应力筋主要应用直径为32 mm的精轧螺纹钢筋作为主要预拉锚固材料，通过此将抗拉的强度控制在785 MPa，其中每根张拉力在设计时按照567.0 kN预应力进行设计，所应用波纹管管道的内径应当为50 mm，壁厚为3 mm。此外，配置内径为20 mm的压浆管，并应用JLM-32作为锚具。单根张拉力为567.0 kN，竖向预应力张拉顺序为：第N号梁段在第N+1梁段施工完成后张拉；中跨13号梁段和中跨合龙段在中跨合龙后同时张拉；边跨15号梁段和直线现浇段在两边跨合龙后同时张拉，竖向预应力筋滞后2个节段复拉完成后及时压浆封锚。

3)预应力筋的定位。在此设计中，将横向预应力筋都设计为单端张拉的形式，且同时将波纹管、套管等安装到位。安装固定的过程中，针对横向预应力索的张拉端应采用交错布置的方式，且在固定端接通气孔。工程中纵向预应力筋设计时分为单端张拉、两端同时张拉两种形式，为避免在实际施工中出现管道漏浆堵管的情况，在施工时应先进行波纹管预埋施工，然后进行混凝土浇筑，在张拉前后再穿钢绞线。因此，在浇筑混凝土之前，使用Φ12钢筋作为定位预应力筋，同时应将定位钢筋焊接在梁段主筋点上面，且保证其牢固性，在管道转折位置处，应专门针对定位筋进行加密处理，将其间距控制为50 cm。

竖向预应力筋套管在进行定位时，每根应严格参照设计图纸，如果在定位中预应力管与普通钢筋存在位置冲突的情况，可对之做局部性调整，且在调整时首先相应考虑调整普通钢筋，然后才是竖向预应力钢筋，尽可能使预应力筋管道不变。钢筋在安装过程中如果遇到预应力张拉槽，应将钢筋进行截断，然后采用搭接焊接的方式来达到弯折的效果。锚后加强钢筋网采用Φ12 HRB335,按100 mm×100 mm布置，纵向钢束方向间距应控制在10 cm，与喇叭口中心线垂直设置为3排。在进行波纹管接长处理时，首先应清理波纹管端头位置的毛刺、折角等，然后利用比其大一型号的波纹管作为套管，将之套入其中约80 cm，并应用胶带进行密封包裹处理，保证该位置不出现漏浆的情况。为避免在施工过程中出现将波纹管过度压扁的情况，以致后期难以顺利穿钢绞线，在实际施工过程中可以在波纹管的内部穿入比其小一型号的硬塑料胶管，当混凝土出现终凝并进行预应力张拉之前，再将硬塑料胶管从其中拔出，开始穿钢绞线，在整个施工过程中应避免管道出现移位或破损的情况。

2.2 预应力筋的安装

在完成箱梁混凝土浇筑施工之后，应等到其初凝之后，再进行预应力筋安装施工。当浇筑混凝土的强度、弹性模量基本达到设计要求时，才能对之进行张拉施工。

2.2.1钢绞线制束

在进行钢绞线制束时，应严格依照《公路桥涵施工技术规范》中的规范要求进行施工。钢绞线在进行领取时，应逐盘对号领料，且将钢绞线放在专门的放盘框中，避免在钢绞线制束过程中出现弹伤人或钢绞线打绞的情况。且在进行放盘操作的过程中，应对钢绞线做细致全面的外观检查，如果发现折弯、小刺、油污等情况，则需要先对其进行处理。钢绞线在下料的过程中应用砂轮锯进行切割，且在切割完成后于两侧距离端口30 mm的位置处应用铁丝进行绑扎，对于相同编号钢绞线束，可采用集中下料的方式；对于两端同时进行张拉施工的钢绞线束，在下料时长度误差与需求误差之间应控制在±30 mm范围内；在钢绞线束的外侧，应采用直径1 mm的铁线进行绑扎缠紧，其将绑扎间距控制在1.5 m，以避免在将钢绞线绑扎成束的过程中不出现扭转的情况；依据每束钢绞线的实际长度，将钢绞线做好编号，然后分别进行存放。在对钢绞线进行编号处理时，应当在其两端系铁皮小牌，然后在小牌上注明编号，以此避免出现混杂的情况。同时在存放、移动钢绞线的过程中，应保证其顺直性，且做好保护工作避免其受到损伤和污染。在搬运过程中，不能出现在地面上进行拖拉。

2.2.2穿束

1)穿束方法。穿束过程中，如果为短束，则应用人工穿束的方式；如果为长束，则应用5 t卷扬机进行穿束。

2)穿束施工。在进行穿束施工时，首先将钢绞线束前端套在卷扬机之上，然后由现场施工人员将钢绞线端头对准管道口，启动卷扬机，使钢束能够逐渐进入到管道内部。

2.3 梁体张拉操作工艺

2.3.1纵向预应力筋张拉

纵向预应力筋张拉在进行张拉时应按照先外后内的顺序，且将梁中线作为对称轴，以对称的方式进行张拉，且在张拉过程中将不平衡束控制在1束内。张拉工艺流程：0→初始应力→控制张拉力(持荷5 min)→卸工具锚和千斤顶。张拉锚具安装程序：安装工作锚→安装限位板→安装千斤顶→安装工具锚→在工具锚夹片后钢绞线上作量测伸长量的标记→张拉。初应力的取值：取10%～15%，根据规范要求，预应力筋张拉持荷稳压时间最小不少于5 min，对超过50 m的预应力筋持荷时间应不少于8 min。实际张拉控制力的确定：在钢束张拉前，应对钢束进行锚圈口摩阻损失测试以确定最终的张拉控制应力，一般实际张拉控制力为设计张拉控制应力的101%～103%。预应力张拉:预应力张拉应从两端同步开始，采用分级控制的方式，将两端实际张拉伸长量与计算数值之间的偏差控制在±6%以内，对符合的钢束持荷5 min，然后让千斤顶缓慢回油锚固。

2.3.2竖向预应力筋张拉

竖向预应力筋张拉应用单端张拉的方式，选取中横隔梁段中心、梁中线作为对称轴线，以此对称张拉。

张拉工艺流程:0→初始应力→1.05σk(持荷5 min)→0.9σk→σk(锚固)。

预应力张拉:张拉采用双控法，以油压表读数为主，伸长量的误差不得超过±6%。

张拉工艺流程：0→初始应力→控制张拉力(持荷5 min)→张拉端卸压自锚→卸工具锚和千斤顶。

张拉锚具安装程序：安装工作锚→安装限位板→安装千斤顶→安装工具锚→在工具锚夹片后钢绞线上作量测伸长量的标记→张拉。

预应力张拉:预应力张拉单端交错进行，分级控制，升压或降压均应缓慢进行，伸长量与理论计算值比较，限差为±6%，符合者持荷5 min，千斤顶缓慢回油锚固；弹性回缩值不大于6 mm，卸下千斤顶；否则，应重复张拉。

2.4 管道压浆

箱梁张拉完成后，在48 h内进行管道压浆，压浆采用真空压浆工艺(见图1)。

1)密封。在进行管道压浆施工的过程中，密封处理属于关键施工环节，其主要应用密封罩密封封锚端，如果密封的效果较好，在完成密封30 min便能开始抽真空。所采用密封罩相较于封锚端稍大，应能够将整个锚具全部罩住，然后应用螺栓将之固定在锚垫板上，在密封处理过程中必须应用密封橡胶垫，且为了增强密封性能，应在密封橡胶垫上均匀涂抹适量玻璃胶。

2)试抽真空及配置浆液。待一切准备完毕之后，将吸气开关关闭，同时关闭其他阀门，开始进行抽真空操作，在抽真空时应保证真空度低于-0.8 MPa，并保证在停机后1 s时间内，真空度低于-0.6 MPa，如果未能达到该要求，则证明密封效果存在不良，应对之密封性进行检查。在管内处于负压的状态下，将按照试验确定配合比配制完成的水泥砂浆，应用压浆设备将其压入到管内。

3)压浆。在满足真空度要求的情况下，准备充足的浆液，然后启动注浆泵，向管道内注入浆液。在压浆操作的过程中，必须保证真空泵持续工作，使管内维持负压状态，保证注浆的顺利性。

4)停抽真空和保压。在压浆施工的过程中，应在真空泵前端设置透明喉管、储浆桶(如图1所示)。当看到喉管之中出现水泥浆的时候，则立即将吸气开关关闭，停止抽真空，避免水泥浆进入真空泵中。同时将排浆阀和排气阀打开，在此过程中保持持续压浆状态，当端口溢出水泥浆的浓度与压入端基本相同时，使之在0.6 MPa压力下持续压浆2 min，然后关闭压浆泵、压浆阀，完成整个压浆施工。

2.5 封锚及预留孔封堵

封锚应在箱梁张拉后3 d内进行，封锚前应先对锚具穴槽表面进行凿毛处理，然后将表面产生的浮浆清理干净，最后在纵向预应力筋锚具、锚垫板四周做防水处理，应用防水材料为881-1型聚氨酯防水涂料。在完成封锚钢筋安装后，对之进行混凝土灌浆封堵，在此过程中应做好保湿养护处理，确保封堵混凝土不产生收缩裂缝。

3 结语

预应力施工技术是桥梁建设的重要组成部分，具有很好的应用效果。因此，在路桥建设规模迅速扩大的背景下，加大对预应力施工技术的研究是十分重要的。在预应力混凝土桥梁施工过程中，为保证桥梁施工质量，必须严格根据相关施工规范和技术标准进行施工，才能更好地保证预应力混凝土桥梁施工的效率与质量。