桥梁工程中预应力施工技术的应用

蔺伯

（河北道桥工程检测有限公司，河北石家庄 050000）

0 引言

当前，预应力技术在桥梁工程施工中的使用越来越普遍。因此，为保证桥梁质量和安全，有必要结合工程实际情况，对施工中预应力技术具体应用进行分析，明确施工中需要注意的要点。

1 工程概况

某公路标段范围内分布的桥梁均为预制梁桥，其上部构造为预制空心板，采用后张法施工而成，为保证桥梁施工质量，预应力施工是关键，因此有必要对其施工技术具体应用进行分析。

2 施工准备

2.1 张拉台座准备

张拉台座主要由四部分构成，即台面、台座、横梁与定位钢板。其中，台座承担所有张拉力，需要有较高的强度与刚度，要求抗倾覆安全系数达到1.5以上，抗滑移安全系数达到1.3以上；同时，横梁作为张拉力传递构件，也要有较高刚度，要求受力后挠度不超过2mm。

2.2 施工机具与材料准备

现场配备一台5t电葫芦门式起重机，要求在调试过程中轨道的平整度没有明显变化；本次施工采用智能张拉技术，使人工操作变成采用智能设备进行控制，以保证精确同步，使桥梁预应力满足要求；施工所用锚具和夹片都要经过严格的外观检查确认是否满足规范要求；该工程所用预应力筋为高强度低松弛钢绞线，标准强度可达1 860MPa，弹性模量为195 000MPa。在钢筋进场过程中应进行分批验收，每批重量不能超过60t。除了要对钢筋的规格、质量合格证书等进行检查，还要进行随机抽检，以确定是否满足质量要求[1]。

3 施工方法

3.1 张拉施工

3.1.1 施工工艺流程

张拉施工需按照以下工艺流程进行：安装工作锚板→安装夹片→安装限位板→安装千斤顶→安装工具锚→张拉→锚固。

3.1.2 张拉准备

待混凝土满足设计要求的强度后，方可开始张拉钢绞线。张拉开始前应做好各项准备工作，如对各种机具设备进行检查和保养；校验千斤顶与压力表，明确张拉力和压力表实时读数保持的关系，如果使用次数超过200次，需重新进行校核，如果张拉过程中应力失稳，也要重新进行校核。通过精心组织，做好人员分工，不同班组的施工人员都要熟练掌握基本操作技能。针对不同断面要根据图纸要求制定具体的预应力张拉顺序，并对预应力的延伸长度进行严格控制。锚垫板要保持平整，将钢绞线夹到锚具后应保持顺直，且锚具平面要和钢绞线的轴线保持垂直[2]。

3.1.3 张拉施工

对两组钢绞线进行对称与同时张拉，在张拉过程中采用双控的方法，具体的张拉程序为：0→初应力（10%σK）→100%σK持荷2min→σK（锚固），实际张拉操作过程中注意对每侧应力对应的伸长值进行检测。在两端设置的千斤顶，其顶升与降压都应保持稳定和同步，使其张拉力作用线和力筋中心线达到重合。张拉过程中发生的断丝与滑丝现象应满足规范要求，在千斤顶的后端不可站人，同时要增设防护装置，以免发生意外[3]。

3.1.4 注意事项

筋伸长量的实测值和理论值之间的偏差不能超过6%，单束钢绞线发生的滑丝与断丝现象不能超出1根，且两端瞬时发生的回缩量不能超过6mm。在预制板梁强度不低于设计要求的90%后，方可开始张拉。张拉需在两端同时进行。

张拉是梁体施工环节的重要环节，在张拉开始前应对包含钢绞线、油压表和锚具等在内的器具进行严格标定。在梁体强度符合要求后，组织开始穿束与张拉。所有张拉操作都要符合设计图纸及相关技术规范。在张拉实施过程中要安排专人进行指导把关，以此确保每道工序的施工质量[4]。

3.2 压浆施工

将钢绞线张拉到位后，需在24h内完成孔道压浆，防止钢绞线松弛或产生锈蚀。压浆材料一般为水泥浆，水泥为硅酸盐水泥，具体的水灰比要符合相关技术规范的要求，外加剂根据配合比确定，完成拌制的水泥浆，按照14～18s来控制稠度，水泥浆使用之前与压浆过程中都要做好搅拌，使其达到均匀。压浆应保持连续、缓慢与均匀，同时排气要保持通畅，孔道两端冒出稠度与灌入端相同的水泥浆后，方可对排气孔进行封闭，并保持0.5～0.6MPa的压力，最后即可完全封闭压浆孔。在实际压浆过程中，要制备试块，同时按照标准的要求连续养护28d。压浆泵压力必须满足要求，确保孔道中的泥浆保持密实，并确保有一定稳压时间。在压浆完成后，应立即对梁端存在的水泥浆进行冲洗，将梁端面、垫板与锚具残留的混凝土清除干净，再按照设计要求进行封锚。对于钢筋的位置与间隔距离，应满足下列各项要求：

（1）受力钢筋间隔距离：每构件检查2个断面，检测方法为尺量，要求误差不超过±10mm；

（2）箍筋、横向水平钢筋与螺旋筋间隔距离：每构件检查5～10个间隔距离，要求误差不超过±10mm；

（3）钢筋骨架长度：按钢筋骨架总量的30%进行抽查，要求误差不超过±10mm；

（4）钢筋骨架宽度、高度或直径：按钢筋骨架总量的30%进行抽查，要求误差不超过±5mm；

（5）钢筋弯起位置：每个钢筋骨架按照30%的频率进行抽查，要求误差不超过±20mm；

（6）保护层厚度：每构件沿模板周围检查8处，要求误差不超过±3mm[5]。

3.3 模板施工

3.3.1 侧模施工

（1）预制梁模板作为临时结构，除了决定预制尺寸精度，还影响工程整体质量与进度。经综合考虑，该工程模板为大块钢模，需同时满足刚度、强度与稳定性等要求。施工所用所有模板都要严格执行相关准用标准，做好准用证的填写，并上报至监理驻地办，经准许后，方可应用于施工。在侧模底部使用顶托与台座之间固定，在上部使用连接杆相连，确保空心板的宽度满足要求，并在两侧使用花纹螺丝对侧模垂直度进行调节，其固定位置为传力柱顶部。侧模与台座使用橡胶条及双面胶进行贴缝，避免漏浆[6]。

（2）侧模的拼装需通长进行，端模要使用螺栓与撑架和侧模之间固定。

（3）将模板完成拼装后，需检查横纵方向的稳定性、所处平面位置与节点之间的联系，经签认后即可开始混凝土的浇筑。具体检查内容及误差要求为：①标高：要求误差不超过±10mm；②内部尺寸：要求误差不超过±5mm；③相邻两块模板之间的高差：要求误差不超过2mm；④表面平整度：要求误差不超过5mm；⑤预埋件中心线位置：要求误差不超过3mm。

3.3.2 芯模安装

为保证空心板结构受力性能，防止顶板厚度不足或保护层厚度不足导致失稳，需采用一次性聚苯乙烯泡沫内模。底板混凝土浇筑结束后对内模进行安装，将内模安装到位后用定位钢筋进行固定，应安排专人在混凝土浇筑过程中进行检查，确认是否发生上浮等问题。

3.4 混凝土施工

（1）浇筑用混凝土需在拌和场中集中拌制，采用运输车对拌制完成的混凝土进行运输，浇筑开始前认真检查支架、模板及钢筋，经检查确认满足要求后准备开始浇筑施工。

（2）应分成两次完成混凝土浇筑施工，先完成底板混凝土进行浇筑，将内模与顶板钢筋均安装到位后，方可对侧板及顶板的混凝土进行浇筑[7]。

（3）混凝土浇筑需依照适当的方向、厚度与顺序分层进行，待下层混凝土达到初凝之前需完成上层浇筑；如果需要对上下两层同时进行浇筑，则两者要保持至少1.5m的距离。

（4）混凝土振捣方式为插入式振捣，在两侧对称进行。振捣棒的移动距离不能超出其作用半径1.5倍；每层振捣都需将振动棒插入下层50mm。完成一处振捣后，需在振动的同时将振动棒缓慢提出，注意防止和模板及钢筋等部件发生碰撞。

（5）混凝土的浇筑过程中必须保持不间断连续进行，若因故中断，则中断的时间不能超过混凝土本身初凝时间，一般为150min。

（6）为使现浇部分和预制空心板之间达到紧密结合，将混凝土浇筑到位后，需对梁体的顶部与侧面实施拉毛。

（7）预应力混凝土养生方法为自然覆盖洒水，即在混凝土达到初凝后先在梁板表面覆盖一层土工布，在混凝土达到终凝后方可进行洒水，具体的洒水频率以确保覆盖物达到湿润为准，对于养生的持续时间，在正常温度条件下应达到7d以上。

3.5 拆模与放张

（1）按照规范的要求，需在混凝土抗压强度不低于2.5MPa时进行拆模，通常在浇筑完成后第二天混凝土强度即可达到拆模要求。在拆除外模的过程中，需在每扇模板两端上部施加一定顶力，期间注意防止硬顶，导致构件损坏。在模板和梁体脱离后，借助行车拉开模板，然后进行起吊。

（2）在预应力放张过程中，混凝土实际强度不能低于设计强度的90%，对于混凝土龄期，夏季应达到144h以上，春秋季应达到168h以上，而冬季则要达到192h以上，达到以上龄期后才可将钢绞线剪断，开始放张。必要时可延长一定龄期，以提高弹性模量，防止反拱。

（3）在混凝土浇筑过程中，需在现场同条件养护放置两组试块，在满足要求的放张日期后进行抗压强度检测，经检测确认强度达到要求后，才可开始放张。

（4）放张完成后，用砂轮切割机对钢丝与钢绞线进行切割，注意不可使用焊机进行切割，以免钢绞线受损。

3.6 梁板堆放

在空心板混凝土实际强度达到图纸要求后，利用吊车将其运输到存梁区内，放到浇筑完成的混凝土支墩上，支墩之间的距离按15.5m控制，宽度、高度分别按50cm和60cm控制。空心板的堆放层数不能超过三层，相邻两层之间使用方木支垫。在堆放梁体的过程中，需在空心板两端增设支点，注意不可上下面倒置，并采取有效的支撑措施，避免由于负弯矩的产生造成破坏。存梁时间不能超过90d，以免起拱度过大。

3.7 质量检验

梁板预制完成后，需按相关要求做好质量检查。

3.8 施工注意事项

（1）模板使用前应先做好预拼，并对拼接缝进行整修，在模板安装过程中每个接缝都要粘贴胶带，以防漏浆。

（2）钢筋绑扎前应先进行划线，保证数量准确且间距标准。

（3）在安放钢绞线的过程中，主要不能和涂抹脱模剂后的模板接触，以免造成污染。

（4）对钢绞线进行的初张拉需按照从中间到两侧的方向对称实施，以保证各条钢绞线的初应力保持一致。

（5）为确保张拉横梁和台座轴线保持垂直，使所有预应力筋的实际张拉力相同且位置准确，应确保台座的两个端面处于同一个平面之内。在两端布置的千斤顶，其供油应保持同步，行程一致，张拉力作用线和预应力筋轴线应完全重合。

（6）端模表面钢绞线定位槽的加工应达到准确无误和固定牢靠，以此保证钢绞线位置，完成张拉后，其位置偏差不能超过5mm。

（7）对混凝土施工配合比予以严格控制，经检查发现集料的实际含水量发生变化时，应立即对用水量进行调整，保证施工水灰比达到要求。当需要使用减水剂时，应预先按照单位体积用量进行装袋并将其绑扎牢固，以免受潮或发生撒落。

（8）在混凝土振捣过程中，应防止振捣棒与模板、钢绞线等发生碰撞。

（9）在梁板混凝土达到终凝后，尽快开始洒水养护，养护持续时间应达到7d以上。

（10）为保证张拉安全，需在张拉端增设防护墙，以免发生意外。

4 结语

在桥梁工程施工中，预应力施工作为重要环节，其施工质量在很大程度上决定了整个工程的施工质量，相关人员必须充分认识预应力施工的重要性。目前，该桥梁工程预应力施工已经完成，且经检验确认质量合格，所用预应力技术合理可行，值得类似工程参考。