桥梁施工中后张法预应力技术应用分析

分类：机械论文发表 时间：2012-12-18 10:07 关注：(1)

　　摘要：近年来后张法预应力技术在桥梁施工中不断的普及应用，这一技术已经成为工程技术人员以及桥梁施工人员所要重点考虑以及解决的技术问题。文章重点的论述了后张法预应力在桥梁施工中的几道重要工序，包括穿孔、张拉、孔道设置\质量控制以及压浆等。

　　关键词：桥梁;施工;后张法;预应力技术;应用

　　后张法混凝土是指在混凝土浇筑之后，通过张拉预应力钢材达到构成预应力混凝土构件的施工方法。其目的是通过张拉产生的应力来提高混凝土构件的抗张拉强度，因此探讨先张法的施工要点以及质量安全保证对于工程实践具有很强的指导及借鉴意义。

　　1.工程概况

　　某工程大部分是预应力钢筋混凝土小箱梁，其桥梁的构建是用张拉钢绞线施加预应力，根据需求需要建立一个生产能力为997片16m预应力小箱梁的预制厂。鉴于后张法一次性投入较多的特点，为了降低成本要提高设备的利用率，同时在预制厂的设计中要考虑以下的因素：安全适用原则;生产能力与工期限制;操作简便性、可控性、生产周期;设施的可靠性、耐久性以及拆装的便捷性。

　　2.后张法预应力技术

　　2.1孔道设置

　　进行孔道设置时一般取孔道的直径比钢筋对焊接头或者预应力筋的外径大10mm—15mm，其设置的正确与否极大的影响到施工的质量。此工程大桥的纵向预应力筋选用高强度钢筋，而管道采用镀锌金属波纹管事先的预埋制孔。这种金属波纹管具有刚度好、弯折方便、连接简单、重量轻以及连接简单、粘结性好的特点。

　　使用镀锌金属波纹软管的留孔时，可以通过设定的曲线形状固定于模板内。同时为了防止上浮的影响以及灌注混凝土时的冲击力，影响孔道的线形，可以将吊架或者井字形的钢筋托架与构架的非预应力钢筋紧紧的固定成整体。同时要尤为的注意钢筋的绑扎过程以及混凝土的浇筑中发生波纹管压扁、破损带来的漏浆情况。

　　起伏较大的曲线孔道要在弯曲的低点设置排水孔，如果直线型的孔道较长，可以通过每个一定距离设置泌水孔以及排气孔;连续结构中成波浪状分布的曲线束，如果高差较大，可以在孔道的峰顶位置设置泌水孔。

　　波纹管运输要轻拿轻放，实施波纹管连接时要采用大一号的同型号波纹管，保证接头的长度为200mm，同时使用密封胶袋封口。如果发生波纹管损坏的情况要换用小一号的波纹管作为内接头。同时为了避免堵孔现象的发生可以派人专门的负责通孔。

　　2.2穿孔

　　桥梁施工中的穿孔方法一般有两种：在孔道成型前将钢束穿入波纹管或者在孔道成型之后将其穿入波纹管。我们这里简单的说一下孔道成型号的穿束：如果孔道的长度较短，可以采用单根编号的方式进行穿束，并对应的安装锚具;如果孔道较长，这时适于选用编束穿孔，同时为了因为钢绞线的打绞而影响构件的使用或者张拉，要配合使用梳形板。经验表明，穿孔之前通过肥皂水灌孔可以有效的减小孔道的摩擦阻力。

　　2.3张拉

　　目前桥梁施工中使用到的锚固体系较多，但无论哪一种锚固体系都要在张拉操作之前认真的检查混凝土是否有明显的缺陷，避免对于有缺陷的混凝土实施张拉，另外张拉要求混凝土强度达到设计要求。下面以夹片式张拉锚固体系为例进行张拉工序的论述说明。这一体系是由我国的科技工作者首创的锚固体系，是通过利用双重的楔紧锚固作用进行锚具的制造，其中千斤顶可以同时完成张拉与顶紧夹片的功能。

　　(1)钢束的下料长度。当千斤顶的长度为435时，除了孔道的长度之外，每一个张拉端都要增加700mm，相应的非张拉端要增加80mm。考虑到摩擦阻力的影响，可以选择两端张拉法。

　　(2)机具准备。实施张拉之前，千斤顶要经过权威机构逐台的标定，其最大张拉力要大于钢束张拉控制应力的1.5倍。同时将使用到的锚具用柴油或者煤油刷洗。考虑到每一台千斤顶的表面粗糙程度、液压配合面的实际尺寸以及防尘圈的的松紧程度各部相同，因此要将千斤顶与油压表、油管等一起标定。本工程使用的千斤顶采用动缸式结构，可以实现重复张拉、连续递进。在张拉的过程中，支撑套和千斤顶的活塞构成了不动体，而穿心套、油缸体以及锚环、连接套一起构成运动体。当运动体相对于不动体向外移动时，千斤顶通过自动夹持预应力筋实施张拉，直至达到所需的预应力值，然后通过顶压器的工作夹进行锚固。当运动体复位后，工具锚开启，这就完成了一次张拉过程。

　　(3)张拉锚固。首先是工作锚的安装：如果孔道的形状为直线，锚环的中心要与孔道同轴，如果孔道的形状为曲线，锚环要向曲率中心偏移4mm。然后使用手捶敲击夹片，使锚环以夹片顶紧;其次是工具锚、千斤顶以及限位板的安装。为了保证工具锚的拆卸，当千斤顶的张拉深长小于6cm时要将其活塞伸长3cm;之后是张拉缸进油、回程缸回油以及张拉开始操作，此过程保证工具锚的夹片的外漏长度在3cm以下;最后是在张拉持荷后进行回油自锚以及关闭电机、检查钢束的锚固情况。

　　(4)张拉过程中需要注意的问题。进行短预应力锁(张拉的伸长量不大于30mm)张拉之前要实现对千斤顶的油缸供油，使其外伸20mm，防止出现故障工具锚拆卸困难时千斤顶不能完全的回程;安装工具锚以及工作锚时要注意防止应力筋的缠绕的发生，确保正常的锚固;在工具锚夹片外圆锥面垫一层塑料薄膜，以防止工具锚卡死;工作锚、夹片以及工具锚、夹片要配套，保证不出现断丝以及滑丝现象;回油自锚时首先将一端进行完毕，之后再进行另一端。

　　(5)滑丝以及断丝处理。当多束的钢绞线中有一根或者是几根出现滑丝现象时，首先要退出夹片，油顶操作之后缓慢回油并松动夹片，然后更换夹片重新的张拉。如果钢束被电焊击伤或者是被夹片咬伤要及时的更换(这就是断丝)。(6)后张法预应力混凝土施工的安全措施。张拉作业时除了张拉作业人员外不准其他人停留，并在现场树立明显的警告标志。张拉作业的安全要遵循以下几个原则：张拉之前对于所有的设备进行检查，及时的更换故障部件;使用到的液压设备要配备安全阀，同时设定最大的安全负荷;在高压液压软管以及千斤顶之间设置安全阀，防止软管的破裂导致的千斤顶的突然弹回;张拉设备要定期的进行校准;对承压板以及锚具设备周围的混凝土实施密切的关注;确保锚具以及相应的辅助设施的良好状态;关注张拉的全过程，防止意外事故的发生，同时佩戴防护眼镜;最后是严禁在张拉设备的后方停留。

　　3.压浆

　　压浆要在预应力筋张拉完毕后立即进行，防止钢筋锈蚀以及耐久性的降低。灌浆之前要保证孔道的洁净与湿润，如果是水平孔道应该首先灌注下层的孔道，而竖直孔道要遵循自下而上的顺序实施灌注，同时在下段的顶部以及上段的底部设置灌浆孔和排气孔。灌浆选用0.5mpa—0.6mpa，进行均匀缓慢的灌浆，中途不得停止。

　　结束语：

　　总之后张法预应力施工技术已经被广泛的应用于桥梁工程的各个部位，而其中一些技术困难以及这一技术更大面积的推广还需要一线的技术人员以及科研人员进行不断的探索、总结与完善，以保证桥梁施工质量。

　　参考文献：

　　[1] 王继成 桥梁预应力及索力张拉测控技术[M]. 北京:人民交通出版社 2010.

　　[2] 高承勇. 预应力混凝土设计技术与工程实例[M]. 北京:中国建筑工业出版社 2010.

　　[3] 胡狄. 预应力混凝土结构设计基本原理[M]. 北京:中国铁道出版社 2009.

　　[4] 河海大学，大连理丁大学，西安理工大学.水工钢筋混凝土结构学[M].北京：中围水利水电出版社，1996.

　　[5] 张志平，苏航，董志强.等.上海外高桥港区五期工程初步设计[R].北京：中交水运规划设计院有限公司，2004.

　　[6] 张志平，王碉葳，吴立新，等.上海罗泾港区二期丁程初步设计[R].北京：中交水运规划设计院有限公司，2005.