论后张法预应力箱梁施工质量通病预防施工技术

刘宪纯

中铁十六局集团第三工程有限公司

1 引言

在公路桥梁施工中，后张法预应力箱梁施工是重难点内容，容易由于施工技术应用不当、控制不到位等原因而出现质量问题，进而会对全桥的稳定性、使用效果等多个方面带来影响。对此，必须采取行之有效的预防技术，主动规避质量问题。鉴于此，文章着重围绕后张法预应力箱梁的施工质量通病预防技术展开探讨，提出一些应用要点，旨在为类似工程提供参考。

2 工程概况

甬台温高速公路复线温州南塘至黄华段第4合同段，线路全长5.46km，按双向六车道高速公路标准建设，整体式路基宽33.5m，设计速度100km∕h。本标段含桥梁5 座4706.42 延米，箱梁为重要结构，具体包含30m、29.25m、28m、25m四类预制箱梁，数量分别为1094片、20片、10片、240片，共计1364片。

3 后张法预应力箱梁施工中常见的质量通病

在后张法预应力箱梁施工中，常见的质量通病有以下方面：

（1）波纹管安装环节，由于定位缺乏准确性以及波纹管未得到有效的固定处理，在后续施工中如果波纹管偏离设计位置，将伴有挤压变形、受损漏浆等问题。

（2）锚固环节，在较大压力的作用下锚具容易变形，甚至会影响锚下垫板，导致该装置也出现变形现象。部分情况下，锚具的预应力筋的状态被迫改变，有向内回缩的变化。

（3）混凝土浇筑期间需采取振捣措施，但在振捣方法不合理时将影响锚垫板处的混凝土施工状态，存在不密实、不平整的情况，加之张拉期间的外力作用，出现开裂、凹陷的问题。随着施工时间的延长，预应力钢筋的应力随之降低，出现应力损失[1]。

（4）在预应力荷载施加环节，箱梁混凝土沿受力方向压缩变形，且该变形程度将随着预应力的增加而加剧，若缺乏有效的控制，将发生大幅度的变形问题。

4 后张法预应力箱梁质量通病的关键原因

导致预应力混凝土箱梁出现质量问题的原因较多，例如：波纹管定位不准及加固措施未落实到位、接头密封性不足、锚具未安装到位、张拉时未合理分级以及未有效控制张拉参数（张拉力、持荷时间）、锚具的锚固性能不足等。在明确质量通病以及主要的成因后，下文提出详细的预防施工技术。

5 后张法预应力箱梁质量通病的预防

5.1 波纹管质量通病的预防

钢绞线在预应力管道中发生剧烈摩擦后将逐步受损，从而影响钢绞线的力学性能。为了避免该问题，需要严格控制波纹管在梁体中的位置，利用定位网固定波纹管，使其在施工期间可始终维持相对稳定的状态，且管道应具有圆滑、顺直的特点[2]。在影响钢绞线定位精度的各项因素中，以箱梁预拱度较为关键，随定位筋间距的减小，预拱度将逐步趋近于设计值。根据该规律，确定合适的定位筋布设间距，具体以50cm为宜。

波纹管的接长宜安排在直线段，接头管可选择直径略大但类型一致的波纹管，被接管旋入套管至少达到100mm，并取适量的密封胶带，用于处理接头两端与被接管交接部位，起到包裹、密封的作用，以免浆液经由接缝处进入而造成管道遭堵塞的情况。

在安装管道前先对其做详细的检查，剔除毛刺、卷边以及折角，确保经处理后管道的直线段具有平顺性、曲线段具有圆滑性且各处管壁均足够完整。而在后续的钢筋绑扎、波纹管定位、混凝土浇筑施工中均要加强防护措施，不可挤压或碰触波纹管，以免变形。存在焊接作业需求时应尽可能远离波纹管，并设置隔离层，起到隔绝焊渣飞溅的作用。

5.2 锚具安装质量通病的预防

根据设计图纸精准安装锚具，准确就位后采取固定措施。锚垫板与预应力筋在锚固区需呈垂直的位置关系，同时控制好锚垫板，使其轴线能够与波纹管孔道管轴线保持重合，在该条件下有利于高效安装千斤顶，规避安装偏差过大的问题。

5.3 张拉质量通病的预防

钢绞线张拉宜采取分级依次作业的方法，并控制各级的持荷时间，张拉至10%、20%时分别持荷30s，张拉至50%、80%时持荷时间延长至60s，待张拉力达到最终要求时，稳压持荷5min。张拉质量控制采取的是“双控”的方法，以张拉力为主要的分析依据，利用钢绞线的伸长值校核，确保两项参数均可满足要求。对于预应力筋锚下有效预应力的控制，要求该值在设计值的±5%以内[3]。

张拉采用的是LJ-ZLB1 型预应力智能控制张拉系统，具体如图1所示。在使用前做全面的检验，确保其能够稳定运行。该系统的基本参数为压力传感器适用监测范围为0MPa～60MPa，精度为0.5%FS，分辨率为0.1MPa，该装置用于采集力值数据；位移传感器，0mm～225mm，精度0.5%FS，分辨率0.1mm，用于采集位移数据。

图1 预应力智能控制张拉系统

张拉作业采用2台千斤顶，左右对称布置，由专员操作，同步分级张拉，保证全过程均具有张拉同步且对称、受力均匀的特点。张拉期间，安排专员记录数据，作为张拉作业效果的分析依据。

5.4 箱梁混凝土受压缩变形的预防

混凝土是预制箱梁施工中的关键材料，其弹性模量为关键的控制指标。根据规律，在混凝土的强度增加、骨料的含量增加时，对应混凝土的弹性模量均有增加的变化。若水灰比越小，则越容易达到密实状态，材料的弹性模量也越大。此外，养护龄期、养护温度均是关键的影响因素，在养护龄期延长、养护温度降低时均会增加弹性模量[4]。

根据前述分析，进一步提出提高混凝土弹性模量的方法。通常，集料可由石灰岩破碎后制得，其具有较高的弹性模量，要求该材料不掺杂针片状骨料，同时砂率得到有效的控制，以降低孔隙率和水灰比，在经过充分的振捣后可有效提高混凝土的密实度；养护阶段，适当降低早期养护温度，此时有利于提高混凝土的弹性模量。通过多重措施的应用使混凝土具有较高的弹性模量，避免在张拉力作用下箱梁被大幅度压缩[5]。

养护是提高预制箱梁施工质量的关键方法，可采取保温保湿的养护方法。在箱梁台座两侧分别安装合适规格的高压水管，同时配套高精度的电子计时定时开关，由该装置控制电磁阀，按3min的间隔有序启用喷淋装置，向箱梁喷水雾，使箱梁混凝土有足够的湿度，进而在该条件下有效成型。此外，养护期间还需采取防护措施，尽可能减小外部因素的干扰，全面保证箱梁混凝土的成型质量[6]。

5.5 锚具质量通病的预防

锚具需具有良好的锚固性能，为满足此要求，需组织静载锚固性能试验，通过此途径确定锚具的强度、硬度等关键指标，据此对锚具的综合锚固性能做系统性的判断，若满足要求则投入使用，不满足要求则根据实际情况予以优化。关于锚具结构如图2所示。

图2 锚具结构图

预应力张拉锚固体系含预应力筋和锚具两部分，两者需形成适配关系，否则无法正常使用。钢绞线由夹片夹持在锥形锚孔中，在该布设方式下，要求被楔紧面锚固夹片与钢绞线接触的区域有足够的硬度，此时有利于提高锚固性能。硬度方面，要求夹片和钢绞线两类材料各自的硬度相匹配，通常其硬度差需超过HRC10，若小于该值，将由于强度方面的原因而影响正常作业，例如出现滑丝、夹片跟进异常等问题，严重时压裂夹片将从锚孔中飞出，存在诸多安全隐患[7]。

对此，需有效提高夹片的表面硬度，使钢绞线的硬度与该值的差值约达到HRC10，同时需满足锚固效率系数在0.95 以上的要求。其他方面，夹片相对位移与力的增长应成比例关系，在操作中精细化控制夹片，使其可以均匀跟进，锚具在锚固过程中不可受损。

6 结束语

综上所述，在公路桥梁施工中，后张法预应力箱梁是应用较为广泛的结构，其施工质量将直接对全桥的整体建设品质带来影响。针对后张法预应力箱梁施工中存在的波纹管受损、锚具变形等问题，文章提出一些预防施工技术，希望所提内容可作为同人的参考。同时，不同桥梁工程的施工条件以及质量要求各异，因此技术人员还需结合实际情况对预防施工技术做合理的优化。