后张法预应力混凝土桥梁施工技术的应用与实践分析

周华东

（江西省公路工程有限责任公司，江西南昌 330000）

0 引言

对比传统的混凝土结构来说，预应力混凝土不但可以提高结构的抗裂性和耐久性，同时也能提高结构的刚度，降低结构自重。在混凝土桥梁施工中，善用后张法预应力施工技术，利用机械张拉法对钢筋进行张拉，并在混凝土桥梁施工中将钢筋锚固好，让混凝土结构出现压应力，可以从根本上维护混凝土桥梁施工的质量，确保后续施工工作的顺利进行。但是，在后张法预应力混凝土桥梁施工技术的应用过程中，会出现一些细节问题，比如施工准备不充分、混凝土灌注不达标等。为了对后张法预应力混凝土施工技术的应用效果进行优化，本文以桥梁工程为例，探究这一技术的应用情况和实践优化路径。

1 后张法预应力施工技术在桥梁工程中的应用情况

1.1 施工准备

以杭绍台高铁淑江特大桥主桥为例，探究后张法预应力施工技术在工程中的应用，据调查：大桥的49和50 号主墩采用钻孔灌注桩基础。地层混合淤泥、粉质黏土、人工堆积填土、粗砂、细砂以及粉土等，其承载强度低于650kPa，下浮基岩为凝灰岩，强度达到1000kPa[1]。在施工准备期间，要安装支架，搭设模板。在加固地基时，要保障地基具备一定的承载力之后再搭设支架。支架搭设完毕之后，安装相应的模板。模板安装流程：先安装底模，再安装侧模，最后安装顶模，结合混凝土桥梁工程的实际情况，检查模板施工质量。同时，施工人员也要预留出预拱度，并在模板底部设置沉降观测点。

1.2 钢筋绑扎和孔道安装

桥梁构件制作最关键的工序即钢筋绑扎。对于架立钢筋和纵向受拉钢筋绑扎顺序有明确的规定，纵向受拉钢筋优先级要低于架立钢筋绑扎优先级，在具体施工期间，施工人员要严格按照以下标准来进行作业：施工人员在完成绑扎工序之后，应第一时间了解预应力筋所处的位置，从而实施钢筋骨架标记工作，在完成标记工作之后，进一步固定定位筋，在绑扎固定筋之后要安装孔道。在施工期间，施工人员要以保障预应力孔道顺畅为核心目标，对照桥梁施工方案选择适合的波纹管，为孔道安装提供保障。特别要注意，根据桥梁工程的不同，应用的管道长度也有一定的区别，所以施工人员在安装波纹管之前要了解管道的长度信息，并实施防漏浆处理措施，后将管道的接头位置进行连接。与此同时，要多层包裹接头部位，以此降低漏浆的发生概率，通过此种方式也能提高套管安装的质量，施工人员在安装波纹管之后，要检查安装的质量。混凝土桥梁工程对波纹管安装的位置和质量有着精细的要求，通常情况下，要求波纹管位置距跨中不得超出4m，误差不得超出3mm。如果安装位置偏差较大，会影响波纹管的安装质量。施工人员在检查期间如发现质量问题，要第一时间解决，以保障混凝土浇筑作业的顺利完成[2]，具体施工作业注意要点见表1。

表1 施工作业注意要点

在进行钢绞线施工作业之前，要全面检测钢绞线的质量，在质量符合标准之后方可进行下一步施工。在施工期间容易出现钢绞线缠绕和错乱的现象，针对此，要参照规定的顺序对钢丝线和锚板孔进行编号。

1.3 灌注混凝土

拌和站统一拌和混凝土，利用罐车将混凝土运输到施工现场。在混凝土灌注的过程中，要在漏斗下方设置砂袋，在灌注中，漏斗箱会持续存储灌注的混凝土数量，当存储数量足够时会剪断铁丝，让混凝土落下，混凝土会急速落到孔底裹住导管。施工人员要注意，在灌注混凝土时要事先保障其存储量充足，以此提升混凝土浇筑的连续性，为保障后续桩基的施工质量奠定坚实的基础。在灌注期间可以一边提升导管一边拆除上一节导管，保障混凝土的持续流动，还要合理控制导管拆除的时间，可参照混凝土的实际浇筑情况以及导管埋设的深度实施拆除作业。在此期间，施工人员要让导管处于居中或垂直方向，以免导管倾斜影响钢筋骨架。最后，要应用无破损法来检测每一根成桩，待检测质量合规后，方可进行下一工序的施工。如果检测质量不达标，应及时进行修补和完善。在混凝土浇筑之后，要第一时间实施养护对策，在混凝土养护管理期间要保持其结构湿润，可在混凝土表面喷洒适量的水，持续养护14d 以上。

1.4 预应力张拉

在进行预应力张拉施工期间，要结合预应力伸长量来确定张拉力的大小，在具体施工期间要应用1.4级油压计量张拉力。施工步骤如下：0—初预应力—1.057（持荷2min)—1（锚固)。在具体施工期间要灵活把握张拉力的变化，设置相应的张拉力值，并依据实际情况，适当提升张拉力值。表2 是不同类型钢材最大张拉应力。

表2 各种类型钢材最大张拉应力

在施工期间，钢材两端的控制力要同步增加，使钢绞线的伸长量保持一致。

1.5 孔道压浆和封锚

参照桥梁的实际情况，选取42.5 水泥展开作业，在搅拌水泥期间要先添加适量的水，再添加水泥，搅拌时长至少为2min。在特定的时间内实施压浆施工，同时要彻底清扫孔道，清理孔道杂物，为后续压浆作业施工提供保障。在孔道压浆施工期间要提高结构的密实度，并对照施工需求来明确钢筋的张拉强度，以免出现数据误差。在施工完成后，将梁体两端的水泥冲洗干净，在压浆作业完成后三天要进行封锚作业。通常情况下，封锚长度值是以梁体长度和两端封锚长度的和值为标准。针对曲线或水平的孔道，要将压浆压力控制在0.5～0.7MPa 之间；针对超长的孔道，要控制压浆压力不得超出1MPa；针对竖向的孔道要将压浆压力值控制在0.3～0.4MPa，在将出浆口关闭之后要保障压浆充盈度处于＞0.5MPa 的稳压期，控制稳压时长为4～6min。在应用压浆工艺上可以利用真空辅助手段，比如在孔道抽真空时，控制真空度为-0.06～-0.1MPa 之间，在孔道压浆期间，要制作留取40mm×40mm×160mm 的试件，养护28d，检查其抗压强度，为后续质量评估提供依据。

2 保障桥梁施工质量的对策

为保障桥梁施工质量，在做到规范应用后张法预应力技术的基础上，也要根据桥梁工程的实际情况，结合钻孔灌注桩基施工技术，发挥各技术的彼此优势，来保障施工质量，相关措施如下。

2.1 结合各项技术，发挥彼此优势

可以在后张法预应力施工技术基础上应用钻孔灌注桩基施工技术，具体施工流程如下：

2.1.1 钻孔

第一，明确钻机钻杆的位置，保障钻机底座的稳定，施工人员不要随意移动底座，检验钻头直径，在保障钻杆垂直的基础上进行开钻，施工人员在施工中，要保证成孔中心对准桩位中心。

第二，在工程项目周边挖设泥浆池，并在池内侧铺设土工布，此举可以避免地下水向泥浆池中渗漏。在造浆护壁上，要应用化学泥浆，也可以在钻进作业期间添加黏土，并借助钻头经多次冲钻来制成泥浆。同时，为保障成孔的效率和质量，要参照地层情况对泥浆性能作出调整，如果孔内深度越大，就要添加更多的泥浆，以此为护筒内部提供强有力的力学支撑，避免泥浆不足，支撑力不达标出现孔壁坍塌问题。

第三，钻进成孔。施工人员在此期间要保障钻头对准桩位中心，加压液压装置，并进行旋转式钻进。在进行钻进作业中要保持速度均匀，在钻进离护筒底部约3m 时可以加大落杆的力度，在源头上提升钻进速度，特别要注意的是，在钻进期间要保持连续性，不得间断。同时，施工人员不仅要观察钻机钻头工作情况，还要观察地表沉降的变化趋势，以免发生意外情况。在施工中还要观察周边土层的变化情况，要在变化处收集渣样，分析土层信息，核对地质剖面图，并将核对的数据记录到钻渣数据库中，供施工人员参考。

第四，在该工程中应用旋挖钻施工技术，借助试桩，提升施工质量和效率，保障桩基的质量完好、性能优良，在主墩钻孔桩部分应用旋挖钻施工技术，根据地层强度，引进全截面的截齿钻头，在施工中一次成孔。然而，市面上可以一次成孔，且能满足孔深140m 以上的钻机设备不多，因此，在该项目中应用两种钻机来进行钻进作业，分别是徐工XR400D 和XR550D 钻机，在作业中进行接力钻进成孔，在上部100m 范围内应用第一种钻机设备，在100m 以下范围应用第二种钻机设备。同时，在施工中借助钠基土泥浆护壁，应用湿法施工技术。经检查符合标准后，进行清孔作业，应用一台空压机和一台泥浆分离机，在400mm 导管内注入C50水下混凝土，利用超声波仪器对桩基进行检查，结果为I 类桩，统计施工数据，成孔效果为2.9d/孔。

2.1.2 成孔与清孔

在进行钻进作业期间，施工人员要对地层变化情况作出分析，找出存在的问题，一旦发现异常情况，要作出记录并实施改善措施。在成孔深度符合设计深度要求时，要及时清孔，并检查成孔质量，检查内容为孔位中心、孔深和倾斜度等[3]。

2.1.3 制作和安装钢筋笼

施工人员要检查入场的钢筋材料，保证材料符合标准再允许投放。绑扎和焊接是钢筋的连接方式，要焊接全部主筋和加强箍筋，此举可以显著提升钢筋笼的刚度。在制作钢筋笼时，要参照施工设计长度进行分段制作，应用拖车来进行运输，应用汽车吊来进行吊装，在进行吊装作业时，可以借助焊接的方式连接各段钢筋。因前台大桥的桩基都属于深桩基，所以要在全部的桩基内埋设声测管，同时，要控制声测管的壁厚和内径，一般情况下，壁厚不超出3mm，内径要大于4cm。为避免钢筋笼的弯曲变形，要在两点吊放钢筋笼。先在钢筋笼上焊接耳筋，再进行钢筋笼的下放，通过此种方式来提升混凝土保护层的厚度。在下放期间，要扶稳吊直，也要对准孔位，为预防撞击破坏孔壁，要控制下放速度。在焊接钢筋笼后，要在接头部位补充螺旋筋，完成后可继续下笼。同时，参照标高和定标数据，来确定吊筋的长度。在灌注混凝土期间经常会发生浮笼现象，为解决此问题，施工人员要用汽车一次性吊装入孔，并在作业完毕后对入孔定位加以牢固，合理控制钢筋笼的位置，保障其偏差不超出10mm[4]。

2.2 技术质量完善对策

为了从根本上维护桥梁施工的质量，确保后张法预应力施工技术的应用成效，除了要对各项技术细节进行严格把控外，还需要依据实际情况对已有的技术质量进行完善和优化，实行精准的质量完善对策。具体对策如下：第一，最大限度地减少钻机晃动的频率，提升钻孔的平台刚度。第二，为保障钻进的垂直，可以利用电子控制系统辅助完成。可以通过强化钻杆设计力度，提升钻杆的强度。第三，协调施工关系。据调查，在一些桥梁施工过程中，企业往往比较关注于桥梁施工的进度，但是在项目施工的成本上缺少相应的管理对策，导致工程效益出现一定问题，因此应注重混凝土桥梁施工项目中的成本管理，为施工质量和施工进度提供强有力的工作支撑。对此，各部门要协调多方关系，建筑企业的管理层要在完善施工技术、控制施工进度的基础上，与施工单位和其他部门加强沟通，就施工流程和内容信息进行交流，掌控项目建设过程，实现预期目的。第四，构筑完善的进度控制机制。良好的进度控制机制是确保桥梁施工顺利进行，如期交付的关键，对此，施工方应对原有的施工进度控制机制进行深度剖析，重点加强施工过程中的监察力度，同时也要对施工期间存在的不合理项目和不规范操作进行专项的监督和核查。管理层还应在项目进行中对各个岗位工作职责进行核查，建立施工人员、施工岗位、工作责任为一体的管理体系，同时建立相应的责任回溯机制，这样即使发生施工问题，也可以在短时间内找到相应的处理办法，从而确保工程施工的顺利进行。第五，优化工艺方法。在施工前，要参照施工需求，分析地质情况，制订质量控制方案，针对施工中涉及的异常行为要第一时间记录，并向上级部门反馈信息，技术部门应当迅速作出反应，对现有的工艺方法进行优化和完善，来提升工程的质量。第六，判断成桩测量。为保障施工质量，施工人员要做好地质勘查和误差测量工作，在安装钻机时要做好监测定位，以此保障钻杆的垂直度符合施工标准，在钻进作业中要合理控制钻速，施工人员要将关注重心聚焦在水灰比的试验上，明确位置，顺直轴线，以免出现施工偏差降低工程质量的现象。

3 结论

综上所述，在混凝土桥梁施工过程中使用后张法预应力施工技术，不仅可以从根本上维护施工质量，延长桥梁应用寿命，还可以稳固桥梁施工的工作成效确保后续施工任务的顺利进行。对此，在桥梁工程施工中，应当加大后张法预应力施工技术的应用指标。为了进一步提升施工质量，施工人员要革新传统的工作思想，积极学习新型施工技术，并依据桥梁工程的实际情况，灵活调整后张法预应力施工技术的应用方案，以此促进桥梁建设的稳步发展。