后张法预应力钢筋混凝土工字梁预制及吊装施工技术

管彦尚，洪春媛

（1.云南交投集团云岭建设有限公司，云南昆明 650000；2.云南省交通科学研究院有限公司，云南昆明 650011）

1 工程概况

大桥上部结构为10 跨X30m 后张预应力混凝土工字形梁，片石混凝土重力式墩台。每跨5 片，共计50 片梁。预应力筋为型锚具。本次工程中最为重要的内容是预制安装梁构件，该操作工序复杂、操作较难，因此下文将重点介绍该技术的应用过程。

2 吊装施工方案的可行性分析

综合考量桥梁位置、河流水文情况以及该桥梁的特点，总共设计了两种方案，即架桥机架梁方案和汽车吊吊装方案。

方案一：架桥机架梁施工方案。该方案具有如下几个特点：①高度的适应性能，河水流量、水深以及桥墩高度均不会影响该方案的实施；②所架设的梁构件可以达到20～50m 大跨度及50～100t 结构重量；③架梁需要同时配合桥面铺装作业进行，该过程中有关工序较为复杂，对施工人员的技术水平提出较高要求；④由于需要安装和拆卸架桥机，导致工期延长；⑤桥头高填方路堤加大了运输道路以及预制场地布置的困难程度。

方案二：汽车吊吊装施工方案。该方案具有如下几个特点：①无须准备任何设备，也不需要其他辅助设施；②能够快速架桥；③吊装能力强，可以达到15～100t 的范围；④河水流量、水深、墩台高度会影响到该方案的实施。

通过认真分析工程实况，对比上述两种方案，最终选择汽车吊装方案。理由如下：桥梁主桥位置的桥墩高度是15m，其意味着吊装的最大高度为15m，单片梁吊装质量是45t，如果将施工时间选在8、9 月，此时河流处于枯水期，以上均符合汽车吊装的条件。而对于吊装以及桥梁运输施工，由于该工程中河床表层是平整的风化基岩，便于运输。和方案一相比，可以节省施工资金。

3 工字型梁构件预制

3.1 后张法工字型梁构件预制工艺流程

修整底模→钢筋加工→安装钢筋骨→安装橡胶制孔棒→安装外模→制作混凝土试块→浇筑混凝土→拌制混凝土→抽拔橡胶制孔棒→养护→拆模→穿束→测定混凝土试块→张拉钢绞线→孔道压浆→封锚

3.2 施工要点

（1）为了满足承载的要求，预制场地需要更加平缓，所以将砂层填到地面，再利用相关机械进行碾压。

（2）底座需利用粘土转和底模进行组砌，为了保持平整，用砂浆将上部抹平，支承端则在两端浇筑混凝土。

（3）为了方便交叉流水作业，需定型钢模板共4 套。

（4）为避免高标号混凝土不符合设计要求，在拌合的过程中必须准确把握原材料质量、配比以及外加剂掺量[1]。

（5）为保证连续进行混凝土浇筑，现场准备发电机，预防停电事故发生。

（6）在振捣混凝土的过程中，利用插入式和附着式两种振动器。而且振捣的强度根据位置有所不同，钢筋密集的地方要加强振捣。

（7）橡胶棒抽拔制孔。等混凝土终凝之后方可进行抽拔，一般来说，在 20～30℃浇筑时，等待 3～5h 即可；温度为 10～20℃时则等待 5～8h。

（8）拆模完成后立即进行养护，比如采取遮阳、洒水措施。而张拉需等到混凝土强度达到设计要求之后进行。

3.3 张拉工艺

钢绞线选择φ15mm，锚具选择XM15 型，千斤顶选用YCM型穿心式。张拉时控制应力对钢束进行超张拉，以尽可能避免钢绞线和锚口之间的摩擦损失。

（1）初张拉：千斤顶主缸需要梁两端一起供油，为了保证孔道、锚具以及千斤顶之间的轴线发生重合，需拉紧钢绞线，合理调整千斤顶、锚圈自身位置。初应力=0.1σk 时，观察是否有滑丝情况，并记录好伸长量和做好标记。

（2）张拉：实际伸长量与理论伸长量的误差控制在-6%～+6%之内。加压继续进行，同时对两端进行张拉。超张拉应力=1.05σk时不再供油，并且保持5min 的持荷状态，比较并记录理论伸长量和实际伸长量，控制两者的误差在-6%～+6%的范围。重视起拱变形现象并采取控制措施[2]。

（3）锚固：让高压油泵截止阀处于打开状态，等油压为零时，锚固在锚具夹片的作用下可以自动进行。

（4）压浆：注浆工序需等到张拉完成24h 才能进行，该过程中提前对孔道进行清洁，再慢慢压入水泥浆，随着另一端不断排除水、空气以及最终排出水泥浆，最后将阀门关闭。

（5）封锚：上述步骤完成后清洗端头水泥浆，将钢筋网、模板分别绑扎和安装后再浇筑混凝土。

4 吊装施工方法

该工程选取方案二级汽车吊吊装装梁，由于容易受河流水量及深度的影响，所以选在9 月份进行施工。开展吊装前及时关注天气状况，加快整个工程进度。

4.1 铺筑运梁便道

为了方便运输，利用推土机对预制场进行修整。对于河滩段，要求其具有承载力且表面平稳，对此可采取碾压处理措施；对于河床段，要求表面平缓即可，具体为清理淤沙和卵石。

4.2 运梁

构件在双汽车的起吊下“出坑”，搁置在台车上后，利用履带式推土机将其平稳拖拉。运梁时要保证河床和便道的坡度平缓。工梁跨中断面图及工梁端断面图如图1、图2 所示。

图1 工梁跨中断面（单位：mm）

图2 工梁端断面（单位：mm）

4.3 吊装

在考虑梁的吊装高度和重量的情况下，本工程采取双吊吊装，即利用两台50t 汽车进行吊装。开始之前，认真检查橡胶支座的位置，并再次检验梁规格尺寸。等梁构件吊装好后，为了避免梁体发生倾倒，需要焊接端横隔梁钢筋。整个吊装完成后开始桥面铺装作业。

5 施工质量控制

（1）张拉机具的选择和使用。需根据张拉力的大小选择千斤顶、高压油泵，油表。在正式张拉前先检验张拉机具是否合格。如果该机具使用时间超过半年或者超过200 次，需重新找鉴定单位对其鉴定是否合格。工程中所选用的千斤顶是YDCl500A 型，其比控制张拉力大1.5 倍，该千斤顶符合要求。

（2）钢筋原材料及预应力钢材、锚具的质量控制。锚具、夹片必须有出厂合格证，进场时按规定进行外观检查、硬度检验，经检验合格后方可使用[3]。钢筋及预应力钢绞线在正式使用前需要先检查外观，核验其出厂合格证；对钢绞线同样先检查外观，避免表面存在缺陷；钢筋、预应力钢绞线取样检查时保证同炉号不超过60t，只有合格才能投入使用。

（3）混凝土质量控制。在浇筑混凝土前先对其有关指标进行试验，比如坍落度，符合要求方可浇筑。浇筑大梁时应连续且一次性完成；严格按照要求振捣，尽量避免出现漏振或者过振的情况。等到初凝之后开始养护工作，先利用麻袋覆盖，之后洒水。一般来说，混凝土表面保持湿润即可，养护时间至少保持28d。

（4）预应力施工过程质量控制。选择千斤顶、油表、油泵、压力表时需要和张拉设备相同型号的。在专业人员的指挥下同时对两端千斤顶进行张拉，该过程中保证油速均匀，升压的速度和油速相等。在张拉力和伸长量的共同控制下对大梁钢绞线进行张拉，当实际伸长量和理论伸长量之间的误差大于±6%不能继续张拉，需要立刻查找误差原因和调整。

（5）压浆质量控制。预应力工字梁孔道达到30m，其长度较长且孔道呈现曲线，如果此时的压力维持在0.5～0.7MPa，压浆自身无法达到饱和状态。因此，综合考量到压浆中会产生的损失，需要改变压力，使其维持在0.8~1.0MPa；必须严格控制水灰比；为了保证一次性压柱，需提供足够的持压时间，等到水泥浆饱和且进口注浆浓度等于出浆口浓度时才可以停止灌浆。

（6）反拱度的控制。在竖向预留出1.5cm 的预拱度给大梁台座，当数值呈现出中间向两端递减时，张拉大梁时出现的反拱现象会减少；边梁钢绞线是6 束，而中梁少了一束，所以张拉控制力要大于中梁。该过程中要避免超张拉现象，并保证边梁、中梁的反拱值维持一致。

6 结语

综上所述，对预应力工字梁进行振捣时，需将附着式高配振动器和插入式振动器向相配合使用，以确保“马蹄形”的混凝土处无气泡存在、振捣密实，保证最终混凝土的外观不存在问题。为了解决工字梁反拱值较大的问题，需要在预制台底座上预设拱值。本工程最终取得了良好的施工效果，希望能为相关施工人员提供参考。