桥梁工程施工中后张法预应力施工技术探讨

郑再兴

（中交一公局海威工程建设有限公司，北京101119）

桥梁工程是交通建设中十分重要的一种工程，对于保证通行，促进地区经济发展有十分重要的作用。但是由于桥梁工程的施工要求比较高，一般处在比较复杂的建设环境当中，因此施工难度比较大，需要使用合理的施工方法及技术才能满足需要。后张法预应力施工对保障桥梁结构的稳固性，提高桥梁运行周期起关键作用，要合理使用该技术，提升桥梁的功能。

1 后张法预应力施工概述

1.1 后张法预应力施工概念

后张法预应力施工是通过先完成混凝土的浇筑工作，在达到设计强度的75%以上之后进行预应力张拉，最后形成预应力混凝土构件的一种施工方法。该方法先完成构件的制作工作，并且在构件内部根据预应力的控制要求留出孔道，等到构件的强度达到规定强度的75%以上，在预留的孔道内部穿入预应力筋来完成张拉工作，以及使用锚具将后张拉的预应力筋在构件端部固定，用端部的锚具向混凝土构件传力，使构件产生一定的压力，再通过压浆注满孔道，使预应力筋和混凝土构件形成一个整体，通过张拉产生的应力来提高混凝土构件的抗张拉强度。目前，后张法预应力施工被广泛使用在桥梁工程建设中，一些对强度要求较高的大型工程中也有比较多的使用，逐渐具备了较强的适用性和普遍性。

1.2 后张法预应力施工的优势和特点

在桥梁工程的施工中，由于施工在露天环境下进行，因此一般受外部的影响比较大，不利于施工质量的稳定控制。但是在应用后张法预应力施工技术之后，能在制造桥梁构件时有效解决由于不利环境所导致的影响，可以为桥梁工程建设具有稳定的质量带来保证。后张法预应力预制构件施工能够实现桥梁上、下部结构同时进行，在缩短桥梁工程施工时间的同时也达到了节约工程建设成本的目的。其次，预应力构件只需相对较少的材料用量就能满足性能上的需求，因此节约了材料的消耗，可以降低工程的施工成本。在预应力构件设计、制造都朝着标准化和统一化发展的条件下，提升了后张法预应力构件的生产速度，能够给桥梁工程的高效、大规模建设创造有利条件。目前，在应用后张法预应力施工技术时，会根据桥梁的结构采用上、下部同时施工的方法，能够减少环境对施工的影响，从而极大程度上加快了施工工作的效率。

1.3 后张法预应力施工技术的施工步骤

后张法预应力现浇箱梁施工，其施工步骤主要按照图1所示进行，首先需要完成对支架基础的施工工作。在完成支架搭设之后，还要在支架上进行底、腹模板的安装工作，进行底、腹板钢筋的安装和波纹管安装、定位。检验合格开始混凝土浇注工作和安装顶模，然后进行顶、翼板钢筋的安装工作，再进行第二次混凝土浇注工作以及混凝土养护、钢绞线编束、穿束。然后进行预应力张拉，封锚之后继续进行养护工作，最后拆除底模、支架。

图1 后张法预应力现浇箱梁施工流程

在对箱梁进行施工时，由于该结构的施工质量会决定整个桥梁受力的情况和安全，以及影响工程整体质量，因此箱梁的支架要在做好的支架基础上进行搭建，然后安装箱梁模板。在安装过程中需要确保模板的平整度和垂直度，在箱梁钢筋绑扎过程中，要确保预应力孔道的圆顺性，一般使用轨道筋固定法。

2 后张法预应力施工在桥梁工程中的作用

桥梁工程和民生关系密切，是重要的公共服务设施工程，能够连接不同地区之间的交通，加快经济交流，推动地区的经济发展。由于很多桥梁工程会跨越一些环境条件特殊的地区，因此桥梁施工中会用到各种各样的技术措施，并且延长桥梁建设的施工时间。为了满足工程建设需求，一些施工工序甚至需要进行二次施工，这样就会增加工程施工难度，并且进一步延长工程的施工周期，如果不能采用合理的施工技术措施，就会影响桥梁工程施工建设的顺利开展。

桥梁工程通过使用后张法预应力施工技术，可以利用构件的内部附加应力来提升桥梁的结构性能，可以提升桥梁的结构强度和刚度。在很多桥梁加固的施工过程中，使用预应力施工技术能保证施工工序的顺利进行，以及保证加固效果符合工程建设要求，而且在使用预应力施工技术时，可以充分利用材料性能，减轻结构自重。

3 做好预应力后张法施工前准备工作

3.1 预应力设备检查

为保证预应力后张法施工的质量，施工前需要对使用的传感器、标准计、压力实验仪器进行详细的校验工作，对将要使用的油压表、油泵等也要做好维护和管理。通常需要利用长柱压力进行试验来测定压力表和张拉力之间的曲线关系。为了进一步保证工程施工的准确性，会使用两块压力表，其中一块作为备用压力表，然后就能够对张拉设备进行检测，如果发现压力表存在问题应进行更换。

3.2 施工材料质量检查

施工材料是保证后续施工质量的基础，在后张法预应力施工中，更需要做好对材料的控制，才能满足施工的要求。在进行桥梁工程的施工之前，必须要根据规定和设计要求，以及遵守相关施工规范进行砂石、骨料、水泥的选择，而且要对这些施工材料做好定期的质量检查工作。在施工现场，需要对不合格的施工材料进行严格控制，防止不合格材料使用。对材料维护工作中，应该做好材料的储存、运输工作，比如在运输和储存材料的过程中都要做好隔离和防潮处理，避免因为受潮导致水泥出现硬化或者引发钢材锈蚀的问题。而且，需要做好对混凝土中氯离子含量的控制工作，以及做好对外加剂的检查工作，保证压浆施工中用水量的合理性。同时，也要保证石料中的二氧化硅含量在1%以下，避免由于出现碱集料反应导致混凝土的成分转变。要做好对拌和站和计量设备的定期检查，保证这些设备的准确性。

3.3 后张法的技术要求

在进行桥梁施工时，需要对张拉设备状况做好检查，实际检查的过程中，必须送至专业的计量单位进行标定，还要做好对张拉设备的维护和修理工作，比如使用油泵和千斤顶等设备，检查是否存在漏油的情况，以及要做好对张拉施工人员的培训工作，以保证他们能按照规定开展正确的施工操作及检查，给后续的张拉施工提供保障。施工前，需要保证压力表和油泵之间的对应，以及加强压力表的检测，避免出现抖动或者出现回针问题，否则要在调试维修之后再开展张拉施工工作。施工中要避免出现使用的锚固夹片有裂片或者存在破损的情况。每隔6个月或完成200次张拉，都要对设备进行重新标定，避免在后续出现质量隐患。

4 后张法预应力施工技术的应用

4.1 做好对预应力筋伸长量的计算工作

施工单位应对施工设计图中给出的预应力筋伸长量进行计算复核，由于预应力筋在波纹管中会受到管壁的摩阻力作用和切线角的影响，导致张拉力会从梁的端部到梁中心开始逐步递减。应根据施工图中的预应力筋平、纵曲线来对预应力筋进行分段，对张拉力进行分段计算，计算得到从梁一端到中心位置的预应力筋伸长量值，伸长量值乘以二就是梁的总伸长量值，并将得到的伸长量和图纸给出的伸长量对比，结果相同就把图纸中的伸长量作为施工控制伸长量。

4.2 预应力孔道预设要求

当前后张法预应力张拉施工中使用的预应力筋预埋孔道主要采用塑料或金属材质两种波纹管。预埋波纹管之前，要对材料质量进行试验确定，包括对波纹管的尺寸、外观、径向刚度等做好检测工作。波纹管安装要按设计的曲线定位，并用U型筋固定，防止波纹管在浇砼时移位，一般直线段间距100cm，曲线段50cm固定一次，波纹管安装直线段和曲线段要平顺，不得有突变现象。波纹管连接的接头应采用大一号直径的波纹管外套，接缝用胶带包裹密封。波纹管要和锚垫板喇叭管口处连接严密，波纹管一般要伸入喇叭管内直到锚垫板口。同时，波纹管和锚垫板必须要保持垂直状态。

4.3 后张法预应力施工技术

在桥梁工程预应力施工过程中，必须严格根据施工要求开展施工工作，以及根据相关施工规范来进行工程控制，确保各施工工作都符合规定要求。避免在没有满足施工要求的情况下影响构件的质量，不利于对工程质量的总体控制。钢绞线下料长度=设计长度+工作长度，工作长度为锚具厚度+工作锚厚度+千斤顶长度+外露长度，一般为500～600mm。钢绞线下料时采用砂轮切割机下料，不得使用其他方式切割。钢绞线穿束直接用专用穿线器逐根穿束施工，先用特制的钢套牵引头套在钢绞线端头，再用钢丝与牵引头相连，由钢丝拖动牵引头和钢绞线穿过孔道达到设计位置。使用锚具时，如果使用夹片式锚具，需要确保安装过程中的齐平性。张拉预应力筋应在砼的强度达到设计规定强度时进行，张拉前除梁底模不拆除外，将梁侧模和内模拆除，解除模板对预应力的约束。应严格按照规定的预应力筋张拉顺序来进行预应力张拉施工工作。张拉前对预应力孔道和张拉端进行清理，用手拉葫芦吊架将千斤顶起吊与张拉端孔道平齐。先将锚具装上，使钢绞线全部穿过锚具孔，锚具与锚垫板凹槽吻合。在每根钢绞线上套上夹片，塞入锚具孔内，再装上穿心式千斤顶和工具锚，在千斤顶外侧装上工具锚和夹片后顶锚，使千斤顶外侧的夹片在工具锚孔内塞紧。

按张拉施工程序进行张拉，低松驰预应力后张法张拉程序一般是：0→10%σcon→20%σcon→100%σcon（持荷2min锚固）。张拉控制采用双控法，应力控制为主、伸长值为辅的控制方法进行张拉质量控制。采用两端张拉方法的张拉时两端应同时对称张拉。张拉应力达到10%σcon暂停，此时钢绞线拉紧，量测两端伸长值，再接着张拉至20%σcon暂停，量测两端伸长值，最后张拉至100%σcon量测两端伸长值，计算实际伸长值与理论伸长值对比，若在±6%范围内符合要求，持荷2min后锚固。

4.4 孔道压浆

预应力筋张拉施工结束后24h内对孔道进行压浆，通过做好孔道压浆工作，不仅能够保护预应力筋，而且可以防止锈蚀。水泥浆终凝之后，能够和预应力筋结合成一个整体，避免预应力筋出现变化，从而提高桥梁结构的耐久性。在进行孔道压浆时，控制水泥浆泌水率不超过3%，膨胀率小于8%，稠度在14-18s之间，水泥浆具有较好的流动性，从配制到压入孔道，控制在40min内。施工过程中，可以通过在水泥材料中加入一定的微膨胀剂来保证压浆的质量防止收缩。压浆前用清水冲洗孔道，清理孔内的杂质，增强孔内流动及与孔壁的结合。压浆分两次进行，每个孔道在两端先后各压浆一次，间隔时间以达到先压注的水泥浆既充分泌水又未初凝为准，一般约30min。压浆时要将压力控制在0.5-0.7MPa的范围，做好对压浆速度的控制，尤其要保证压浆的连续性和排气的通畅性。在水泥浆从另一端冒出之后，不能停止压浆工作，还要持续3-5s，用木塞堵孔，并稳压10s后，关闭进浆管截止阀，保证水泥浆饱满密实，确保压浆的质量。

4.5 封锚

完成压浆养护工作后，进行封锚操作，采用砂轮切割机将多余长度钢绞线切割掉，锚具外钢绞线的外露长度预留30mm。绑扎封锚钢筋、支模，采用无收缩的细石砼进行封锚。

5 结束语

使用后张法预应力施工技术时，在施工中需要做好技术应用的合理性及保证桥梁施工的质量和效率。为了确保施工能够顺利，就要做好施工前的施工材料控制和张拉设备的准备工作。在施工中，需要做好各个环节的质量控制，以便保证桥梁施工的质量。