桥梁后张法预应力施工技术的探讨

分类：建筑工程论文发表 时间：2012-12-31 10:24 关注：(1)

　　摘要：预应力技术以其科学性，实用性得到了快速发展，迅速成为公路桥梁施工中应用范围最广泛的技术之一，本文主要对桥梁后张法预应力施工技术进行了探讨。

　　关键词：桥梁施工;预应力技术;预制准备;模板支架;后张法

　　前言

　　应力混凝土结构常用形式为先张法和后张法预应力这两种结构。相比较而言，后张法预应力具有曲线配筋的特点，并且不需要使用永久性的张拉台座,其适用的张拉设备也很简单,现场施工十分便利。因此，在大型预应力混凝土结构施工的过程中，后张法的采用是较为普遍的。本文主要针对桥梁后张法预应力施工技术进行论述。

　　1 工程概况

　　某大桥施工项目，设计采用3×25+10×20预应力混凝土连续箱梁的结构形式，重力式桥台、扩大基础、肋板式台的设计基本参数。桥位处的设计流量为595m ，设计水位高度为330.48m，平均流速4.91 ，常年流水，桥长不受设计洪水的控制。预应力箱梁共374片，后张预应力箱梁共356片，其中20m箱梁188片，25m箱梁168片，在预制场集中预制，预制场规模要满足施工进度要求。

　　2 预制准备工作的控制

　　2.1 施加预应力前应对张拉设备进行核查。施加预应力所用的机具设备以及仪表应由专人使用和管理，并应定期维护和校验。千斤顶及其配套的油汞、油压表一起进行校验。校验仪器可采用压力试验机、标准测力计或传感器等，一般采用长柱压力试验机的方法。与每台油泵配套的压力表应有两块，在操作时，一块作为备用。张拉力与压力表之间的关系曲线通过校验得出。

　　2.2 严格进行原材料的材质试验，水泥及砂石骨料要符合设计和规范要求，并要加大检验频率，不合格的原材料应坚决不能进场。进场的原材料要切实保管，水泥、添加剂、钢筋、钢绞线等要做好防潮、防锈工作。

　　2.3 严格监控砼配合比：①严格控制砼中氯离子含量，在检查配合比时对外掺剂严格检查外，并重点对拌和、压浆用水进行化验，如发现水质有问题要及时采取措施;②拌和砼所使用的水泥含碱量要小于0.6%，所用石料中的二氧化硅含量不能大于1%，以防止产生碱—集料反应(AAR)给砼带来的危害;③定期检查拌和站的计量是否准确，特别是水的计量准确对保证砼质量尤为重要。

　　2.4 预制台座施工要符合设计文件的要求，满足现场施工要求，有反拱要求的需认真测量;模板各部分尺寸要符合设计图纸要求，并有足够的强度、刚度、光滑度。

　　2.5 要重视检查张拉机具预应力张拉机具的标定要委托计量单位认可的有专业资质的实验室进行，特别注意油泵、千斤顶的漏油等故障要及时彻底维修。张拉施工的操作人员应进行岗前培训，提高业务能力并考核通过获上岗证后，方允许参加实际生产操作。预应力是靠张拉机具来施加应力，其使用状态直接影响到施加预应力的效果，现场施工人员要检查：①油泵与压力表应一一对应，在施工过程中坚决不允许随意拆开使用;②持荷后要注意观察压力表指针是否有回针、抖动现象,若有则说明油封不严，不可用它再进行张拉应进行修理调试;③认真检查限位板顶头是否存在坑槽等变形，以避免张拉后锚固夹片产生掉角、裂片等损伤;④张拉设备在工作200 次或半年后(如预应力工程量较大，则应以次数限制)应重新检校。

　　3 预应力孔道的形成及钢绞线的安装

　　预应力孔道的位置、钢绞线是否发生缠绞现象是预应力管道形成及钢绞线安装质量控制的关键。预应力孔道现多采用金属波纹管或塑料波纹管成孔。波纹管使用前要对其外观、尺寸、集中荷载下的径向刚度、荷载作用后的抗渗漏及抗弯曲渗漏等进行试验,允许其渗水,不允许渗漏水泥浆。在管道形成方面应注意以下问题:波纹管要与垫板垂直; 波纹管内横截面至少应是预应力筋净截面积的2.0～2.5倍;垫板喇叭口处应没有毛刺;施工缝处预应力管道连接时不允许接管外露,只允许被接管外露;管道间的连接及与喇叭口连接应确保密封性;排气管至少在管道曲线的最高点设置;简支转连续梁板顶板外露波纹管应注意保护,避免从根部断掉造成连接困难。如果孔道位置不准确,势必改变结构的受力状态,还可增大孔道的摩阻,因此孔道位置准确与否直接关系到结构的安全和使用阶段是否会出现裂缝;钢绞线的缠绞使各根钢绞线受力不均,增大了钢绞线之间的摩阻,增大了预应力损失。所以在实际施工中,对于孔道位置的定位、钢绞线穿束必须引起足够重视,按设计坐标位置固定波纹管,定位钢筋间距必须符合设计和现场施工实际要求,确保孔道位置准确,曲线圆滑。在防止钢绞线缠绞方面, 可采用人工配合卷扬机牵引锥形牵引装置的方法,避免人工转动钢束穿进而造成缠绞的弊端,使得张拉过程中伸长值满足设计要求,保证预应力的有效施加。

　　4 模板支架的影响

　　由于施加预应力,混凝土必然产生弹性变形、轴向变形和上下方向的挠曲。张拉时如果约束其轴向收缩和挠曲,就势必使混凝土产生预想不到的裂缝,重则出现质量事故。因此,张拉前必须拆除对梁体轴向收缩有约束作用的梁侧模板; 对于预应力梁板底座变截面处钢底模一般采用较缓的坡度变化, 而且也多采用泡沫塑料板或施加预应力前将变截面底模抽除的方法避免梁体局部裂纹和支座变形, 这点在施工中要特别注意。

　　5 预应力后张法的施工

　　5.1 预应力后张法：对力筋施加预应力之前，应对构件进行检验，外观尺寸应符合质量标准要求。张拉时，构件混凝土强度应符合设计要求;设计无要求时，不应低于设计强度等级值的75%。当块体拼装构件的竖缝采用砂浆接缝时，砂浆强度不低于15mpa。对预留孔道应用通孔器或压气、压水等方法进行检查。端部预埋铁板与锚具和垫板接触的焊渣、毛刺、混凝土残渣等应清除干净。应采用先穿束的方法时用压气、压水较好。钢筋穿束前，螺丝端杆的丝扣部分应用水泥袋纸等包缠2-3 层，并用细铁丝扎牢;钢丝束、钢绞线束、钢筋束等穿束前，将一端找齐平，顺序编号。对于较长束，应套上穿束器，由引线及牵引设备从另一端拉出。对于夹片式锚具，上好的夹片应齐平，在张拉前并用钢管捣实。预应力筋的张拉顺序应符合设计要求，当设计末规定时，可采取分批、分段对称张拉。

　　5.2 当预应力筋施加应力完成，卸载千斤顶后，任须对其做详细检查，此时应注意一下问题：①检查有无滑丝，若有滑丝，其数量不应超过总数量的1%，否则应对其进行更换后，重新张拉。②检查有无断丝，若有断丝，其数量不应超过总数量的1%，否则应其进行更换后，重新张拉。③检查夹片外露量。一般情况下，锚头与夹片为配套产品，夹片外露数量为1～3mm，当发现普遍存在夹片外露量>3mm时，可认为锚具不配套或不标准，应退货或换货。④检查分片夹片外露量是否一致。

　　5.3 张拉时注意事项。预应力钢绞线张拉时，现场要有明显的标志，严禁闲杂人员进入，张拉过程中，千斤顶后不得站人，防止锚具夹片弹出伤人。预应力钢绞线张拉过程中要严格按程序施工，均匀施加力。油泵操作人员给油和回油要慢，不得骤然间回油和给油。张拉要从最上面的孔道开始左右双向对称张拉，张拉完最上两孔后再张拉下面，同时要有专人量测伸长值，并做好原始记录。

　　6孔道压浆及封锚

　　孔道压浆是后张法预应力工艺的重要环节。须注意压浆用水泥标号应符合设计或规范要求，水泥浆水灰比例控制在0.4～0.45 之间，3h 后泌水率不宜大于2%最大值不超过3%。24h 后泌水应全部被浆吸收。为减少水泥浆收缩，可掺0.05%～0.1%的膨胀剂，并应与水泥浆均匀混合，水泥浆稠度应满足规范要求。灌浆前用压力水冲洗孔道，压力宜控制在0.3MPa～0.5MPa。灌浆顺序应先下后上，直线孔道灌浆可以从构件一端到另一端，曲线孔道应从最低点开始向两端进行，在最高点设排气管。孔道末端应设置排气孔，灌浆时待排气孔溢出浓浆后，才能将排气孔堵住继续加压到0.5MPa～0.6MPa，并稳定2min，保持孔道内压力。每条孔道应一次灌成，中途不应停顿，否则将已压的水泥浆冲洗干净，从头开始灌浆。锚固区发生裂纹必须停止一切张拉和混凝土作业，查明原因并及时处理后方可复工。对需要封锚的锚具，压浆后应先将其周围冲洗干净，并对梁端混凝土凿毛，然后按设计布设钢筋网浇注封锚混凝土。但要严格控制封锚后的梁体长度。对于外露的锚具，应用高标号砂浆抹上，防止锈蚀。

　　7 结束语

　　随着预应力工艺和材料的发展，工程实施中会出现更多的问题有待工程技术人员去解决和总结经验。预应力混凝土箱梁施工时，应注意梁底强度，防止梁底开裂引起梁体裂缝。预应力管道和锚具安装应严格控制，保证混凝土拌合及浇注质量，张拉工艺得当，操作准确，才能保证箱梁整体质量。但实际施工时可能发生的问题远不止这些，需各位同行不断总结，使施工质量趋于完善。

　　参考文献：

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　　[2]金恩斯，萨克恩汗.后张法预应力施工技术及质量控制研究[J]，企业技术开发，2009，(02)