桥梁后张法预应力箱梁技术

贺强、饶振华

（江西省嘉和工程咨询监理有限公司，江西南昌 330013）

0 引言

桥梁作为交通基础设施的重要组成部分，承载着重要的交通运输任务和经济发展的使命。在桥梁设计和施工过程中，预应力技术被广泛应用，其中后张法预应力箱梁技术作为一种重要的预应力施工方法，其具有独特的优势和广泛的应用前景。通过该技术，可以有效提高桥梁结构的承载能力、提高整体刚度和抗震性能，同时实现桥梁的快速施工、提高工程的经济效益。

1 后张法预应力箱梁技术分析

桥梁后张法预应力箱梁技术是一种在桥梁施工后应用的预应力施工方法。在施工过程中，需要在浇筑完成的箱梁中预留孔洞，通常采用钻孔或者灌注管道的方式。预留孔洞的位置和数量需要根据设计要求确定。之后在孔洞内通过预应力钢束进行张拉，产生预应力力学效应，从而使箱梁内部受到压力，提高箱梁的强度和刚度。在张拉过程中，需要控制预应力值和钢束的伸长量，以满足设计要求。后张法预应力箱梁技术具有诸多优点：

首先，由于是在桥梁施工后进行预应力张拉，因此该技术可以缩短施工周期，提高工程进度。

其次，预应力张拉后的箱梁能够获得较好的承载能力和抗震性能，进而提高桥梁的结构安全性。

最后，该技术能够提高施工质量、简化施工工艺，因此可适用于各种桥梁结构形式。

然而，桥梁后张法预应力箱梁技术在施工过程中也存在一些难点。例如，预应力钢束的张拉控制需要精确，以确保预应力力值和伸长量的准确性。此外，预留孔洞的位置和孔洞周围的混凝土结构必须符合设计要求，以保证施工安全和可靠性[1]。

2 预应力箱梁预制施工技术

2.1 工程概况

某桥梁项目长度为753m，选择应用预应力连续箱梁的形式，上部采用先简支后结构形式，箱梁长度20m。设计人员经过综合分析，确定该项目采用后张法开展预应力张拉施工。为了确保箱梁预制和张拉作业的质量性能合格，现场施工环节建立了完善的质量管理体系，对整个预制环节落实全面管控措施，以切实提高施工质量，使其能够充分满足后续的运行需求。该项目工艺流程如图1 所示。

图1 施工流程图

2.2 箱梁预制底座设计

经过设计人员综合分析，结合预应力箱梁施工的标准要求，箱梁预制底座选择使用C20 混凝土施工作业，底座台面应用6mm 厚度的钢板制作施工。

首先，结合目前的箱梁自重、施工荷载等参数，加强底座地基结构的处理，避免在投入使用之后发生不均匀沉降、底座断裂等问题，以此保障工程运行的安全性和稳定性。

其次，台身结构布置中，采用模板对拉筋孔道结构形式，使箱梁预制底模与台身结构的混凝土达到牢固、稳定的标准，台身顶面边角位置应用40mm 的槽钢固定，确保连接性能合格。

再次，吊装槽口设置在距离梁端100cm 的位置上，并在缺口部位安装厚度20mm 的钢板，使得底座平整性符合工程运行的需要。

最后，考虑到该项目的工期要求，合理设置梁片数量，确保其符合工程建设标准，以此提升预制底座结构的质量。同时，还加强了对现场施工的控制，确保相邻底座之间混凝土浇筑与预应力张拉施工的间隔时间符合要求。需要注意的是，相邻预制底座施工后，应加强沉降观测，并形成观测记录，如果变形超出标准，应及时采取处理措施，避免质量问题。

2.3 模板

首先，应用厚度6mm 的钢模作为箱梁预制模板，并确保其结构强度、刚度性能合格，且无变形、无锈蚀。

其次，安装模板前，进行打磨处理，确保模板表面平整度合格，再涂刷一层脱模剂。

再次，模板数量应符合工程的周转要求，保证施工能够连续进行。

最后，安装环节应加强定位，应用螺栓进行系统固定，接缝部位填充海绵胶条密封处理，防止出现错台、漏浆等问题，并预防发生严重的质量缺陷和问题。

2.4 钢筋绑扎与波纹管安装

第一，应执行设计方案的要求，在加工厂内完成钢筋材料的加工与下料，并落实对安装间距、数量方面的控制，根据需要进行绑扎施工，以此提高结构的性能和质量。

第二，钢筋连接的部位应用焊接方式完成，确保搭接长度符合要求，且双面焊接的长度在5d（d 为钢筋直径）以上，单面焊接长度为10d 以上，相同断面焊接接头数量不得超过总数的30%。

第三，为确保钢筋保护层结构厚度合格，应在现场安装高强度塑料垫块。

第四，波纹管安装作业前，应对部件进行全面检查，确保其外观质量合格，没有裂纹、损坏或者变形等问题。

第五，安装阶段应加强防护与管理，避免产生波纹管变形、损坏等情况，且焊接环节不能出现火花烧灼损伤波纹管的情况。

第六，使用螺栓固定锚具，确保定位钢筋的固定效果合格，套管则使用直径稍大的波纹管连接，长度为40cm。

2.5 混凝土施工

2.5.1 配合比设计

在现场施工中，采用C50 混凝土材料，加强配合比参数控制，尤其要加强水灰比、砂率、外加剂加入比量控制，并进行试验检测。在该项目中，水灰比为0.35～0.45 之间，塌落度为70～90mm 之间，质量符合施工标准。

2.5.2 混凝土浇筑

首先，应全面落实配合比参数的控制，按照规定工艺方案进行现场拌制处理，检测合格后进行现场施工。

其次，使用龙门吊将材料吊入模板内，浇筑作业长度为8～10m，按照底板、腹板、顶板的顺序完成浇筑作业。

再次，现场浇筑施工时，每次浇筑施工高度为30cm 左右，采取分层浇筑、分层振捣的施工方式，避免产生施工缝而影响工程质量。

最后，浇筑结束后应及时进行振捣施工处理，振捣棒的移动间隔距离在20cm 左右，且该环节不能触碰模板、钢筋、波纹管，也不能存在漏振、过振等问题。此外，在浇筑作业中，应加强模板连接与固定处理，且表面收浆施工后应及时进行养护处理，防止产生质量问题[2]。

2.5.3 梁体养护

在混凝土结构浇筑完成后，应及时进行养护施工，如表面洒水、覆盖处理等，养护时间在14d 以上。经检查合格才能拆模施工，并在模板表面涂抹脱模剂，切忌暴力拆模，以免产生严重的损坏，影响后续施工。

3 预应力张拉施工工艺

3.1 张拉设备选取

张拉工作实施前，应对千斤顶、油表、高压油泵等设备进行检验校准，同时要绘制张拉力与压力表的变化曲线。

3.2 张拉力计算

根据工程的施工需要，进行张拉力计算极为重要，应按照规定公式进行，确保参数符合工程的施工标准要求。同时，应加强张拉力损失控制，不能超过3%。

3.3 确定张拉油表读数

应根据计算出的张拉力参数，加上3% 的损失量进行张拉力控制值设定。结合张拉力与压力表的变化曲线，使用内插值确定张拉力值，并进行油表参数的设定和控制。

3.4 理论伸长量计算

在理论伸长量参数计算环节，应对钢绞线伸出千斤顶缸体的长度加强控制。此外，由于孔道张拉施工采取对称方式，所以需要计算1/2 伸长值，1/2 伸长值翻倍为理论伸长值。

3.5 预应力张拉施工

第一，钢绞线安装。预应力钢绞线施工中采用后穿法，使管道达到畅通的标准，且浇筑环节应将孔道穿入硬质塑料管，浇筑结束后及时抽出。穿入结束后，不能使用气焊或者电弧焊的方式切割钢绞线，应使用砂轮机切割处理。为了预防钢绞线缠绕，应间隔1.0～1.5m 使用铁丝绑扎处理。钢绞线穿入施工前，应使用空压机清理杂物，加强对外露长度的控制，并使两侧保持一致性，为后续张拉奠定基础。

第二，确定张拉顺序和张拉程序。进行钢绞线张拉作业时，应严格按照设计方案的要求进行操作。首先，根据设计方案的要求，张拉作业应按照从上到下的顺序逐步进行，以确保预应力的均匀施加和桥梁结构的稳定性。其次，在张拉作业中，需要横向对称设置，即同时进行两侧的张拉工作，以保证桥梁的整体平衡和力学性能。再次，为了控制预应力的施加过程，通常采取分级完成的方法，即通过10%、20%、100%三段式逐步施加预应力，以此确保预应力的准确控制和调整。最后，在张拉作业的末端，需要进行锚固施工，应将钢绞线牢固地固定在桥梁结构中，以保证预应力的持久性和稳定性。

第三，预应力张拉注意事项。在预应力张拉施工环节，在混凝土结构强度达到设计要求的90%才能进行，并采取双孔张拉的方式。在此过程中，张拉力控制极为重要，应将伸长量作为辅助控制参数。张拉控制阶段，理论伸长值与实际伸长量之间的偏差应保持在±6%以内。此外，应将多余波纹管全部切，并将锚垫板孔内的混凝土清除掉。预应力钢绞线张拉作业中，多根线路同时进行时，不能使用小千斤顶。张拉阶段应对锚具承压面全面清理，锚环需要安装在锚下垫板槽口上，避免影响张拉施工质量[3]。

3.6 孔道压浆

张拉工作结束后，需要使用砂轮对外露长度过长的钢绞线进行切割处理，以达到设计要求，确保钢绞线的长度合适。

钢绞线切割完成后，进入孔道压浆施工阶段。在该工程项目中，选用52.5 级水泥材料。该水泥材料具备良好的强度和耐久性，能够满足工程要求。同时，为了改善混凝土的性能，适量添加了膨胀剂，并经过充分搅拌均匀后投入使用，以此提高混凝土的流动性和抗渗性，确保水泥浆液均匀地填满孔道。进行压浆作业之前，必须对孔道进行内部清理，以确保施工质量。由于压浆施工是整个过程中非常重要的一环，因此需要严格控制施工参数。其中，压力的控制至关重要。一般情况下，压浆施工的压力应控制在0.5～0.7MPa，这样可以保证压浆浆液充分渗透并填充孔道，稳压时间一般为2min，以确保浆液在孔道内形成均匀、致密的填充状态。

3.7 封端

桥梁后张法预应力箱梁技术中，封端操作是非常关键的一步。封端操作主要是指在完成预应力张拉后，对预应力钢束的锚固端进行封闭和固定，以确保预应力的稳定传递。封端操作的要点包括：

首先，进行必要的清理和检查，确保预应力钢束端部和周围的环境干净无杂物。

其次，选择预应力箱梁用的锚具和套管等进行操作。

再次，按照设计要求和规范进行封端施工，其间做好锚固长度和钢束的固定方式。

最后，封端操作的准确性和可靠性对预应力的传递和桥梁结构的安全性有重要影响，因此在施工过程中需要严格按照要求进行操作，并进行必要的监控和检测[4-5]。

4 结语

后张法预应力箱梁技术是一种先进的桥梁施工方法，在桥梁工程中得到广泛应用。在箱梁施工后进行预应力张拉，能够增加桥梁的强度和刚度，提高其承载能力和抗震性能。同时，该技术还具有施工周期短、施工效率高、施工质量可控等优势。随着交通建设的不断发展和技术的不断创新，后张法预应力箱梁技术在桥梁工程中会有更广阔的应用前景。因此，应通过深入研究和不断实践，更好地发挥该技术在桥梁工程中的作用，为民众提供更加安全、便捷的出行条件。