桥梁工程后张法预应力箱梁施工技术分析

武益辉

摘 要：预应力技术的诞生，其在显著提升构件刚度、抗裂性、稳定性以及耐久性的同时有效节省了建筑材料及降低了构件自重，使构件跨度实现了进一步的扩大。鉴于此，本文基于笔者专业知识的应用与实践经验的总结，以桥梁工程后张法预应力箱梁为研究对象，就此展开技术分析。

关键词：桥梁工程；预应力箱梁；后张法工艺

1 后张法预应力箱梁施工技术

1.1 个案介绍

某8跨连续结构梁式桥梁总长247.6m，宽51.0m，梁体采用单跨径30m预应力箱梁，后张法工艺两端同时对称张拉施工，其中梁高1.6m，混凝土标号C50，预应力筋采用极限抗拉强度标准值[fptk]=1860N/mm2的ΦS15.2普通低松弛钢绞线，预应力管道采用预埋镀锌金属波纹管成孔方式。

基于工程实况的综合分析，本工程箱梁采用自拌自密实砼，其施工配合比（由实验室多次试配所得）为水泥：水：砂：石：粉煤灰：AE减水剂：UEA膨胀剂=345：187：832：875：158：13.8：34.5（kg/m3），同时为保证混凝土强度，混合料搅拌时间不宜小于120s。

1.2 施工要点

1.2.1 波纹管预埋

波纹管预埋应根据设计所给定位坐标（高度与距离）准确确定定位钢筋（井字架形）的位置，其间距在直线段以1.0m控制，曲线段可适当加密至50cm～80cm，以此确保管位准确且安装牢固。管道接头应密封严实（可用封口胶纸带缠绕密封），其长度取3.5倍的管道直径D，且管径大于管道一号。

1.2.2 钢绞线下料

对于钢绞线下料长度L，应以张拉方式、张拉设备及锚具类型为依据综合而定，具体可按下式计算：

L=[L0]+n（[l1]+0.15m）

式中：[L0]为管道长度与两端锚具长度之和；n为张拉端数目（一端张拉取1，两端同时张拉取2）；[l1]为千斤頂支撑端至夹具外缘距离（包括锚垫板圈厚）。

注：基于张拉安全的考虑，还需考虑一定的长度富余量，一般取值100mm。

1.2.3 混凝土浇筑

混凝土浇筑采用泵送方式，其过程应连续无间断，每层下料厚度不大于50cm，并按底板→腹板→顶板控制浇筑顺序。浇筑过程派专人值守，做到振捣密实无空鼓现象，同时保护好张拉盒、管道与排气孔等预埋件，特别注意避免振捣棒直接碰触波纹管，以免其发生变形、移位甚至破损，同时为防止出现蜂窝麻面现象，对于钢筋密集部位应采用小直径振捣帮进行振捣。在梁体混凝土终凝前，应每隔0.5h对已浇筑部位利用手动葫芦对钢绞线来回抽动一次，以防漏浆凝固影响张拉。

1.2.4 预应力张拉

基于构件强度与刚度的双指标考虑，张拉任务必须在梁体强度达到85%以上且龄期≥7d时方可实施。

（1）本工程所用张拉设备：YCW型150T千斤顶与ZB4-500型高压油泵各两台。张拉前对设备进行标定后依据标定报告与张拉方程采用内插法将张拉油表读数计算而出，以此作为张拉控制指标之一；

（2）张拉控制应力：按75%[fptk]取值，即σcon=1395N/mm2；

（3）张拉控制方程：0→0.15σcon→1.03σcon（持荷2min，锚固）；

注：对于普通低松弛钢绞线，基于后期预应力损失的考虑，可适当进行超张拉，但不得超过1.03δcon。

（4）张拉次序：按设计次序两边同时对称张拉。当设计未指定张拉次序时，可按均匀对称、偏心荷载小的原则确定。

预应力张拉采用双指标（即张拉应力与张拉伸长量同步校核，其中张拉应力控制为主，通过油表进行控制）控制，当张拉实测伸长量超出理论计算值±6%范围时，应立即停止张拉找明原因并采取措施整改合格后方可继续实施。张拉完成后应全面检查梁体，查看其端部或其他部位是否有裂缝产生。

1.2.5 孔道压浆

预应力张拉完成后应在48h内实施孔道压浆，其所用水泥浆应符合以下技术指标：①水胶比宜为0.4～0.45，当掺入减水剂时，可降低至0.35；②0.14MPa压力下泌水率应≤2.5%，并且水泥浆拌合3h后泌水率宜≤2%；③可适量掺入膨胀剂，其具体用量应通过试验确定，并且自由膨胀率应<10%；④浆体流动度应≤25s，且在拌合30min后应≤35s。

孔道压浆过程中，应视气温条件确定水泥浆自拌合完成至压入孔道的延续时间（通常为30～45min），压浆过程应均匀、缓慢、连续，采用活塞式压浆泵实施压浆，为保证压浆饱满，应控制最大压力宜于0.5MPa～0.7MPa之间，对较长孔道，最大压力宜控制为1.0MP。压浆应达到孔道另一端出浆饱满，并且保证与进浆口浆液稠度一致，此时便可关闭进浆口并以≥0.5MPa的压力稳压2min左右，以此确保孔道压浆饱满。

2 后张法预应力损失控制

（1）摩擦损失减少措施：①两端同时张拉；②适当超张拉。

（2）锚具损失减少措施：采用合格锚具的同时尽量减少垫板使用数量。因为每增加一块垫板于锚具处，便会增加大约1mm的钢筋回缩、锚具变形以及接缝压缩量。

（3）温度损失减少措施：采用两次升温蒸养。混凝土常温养护至C7.5～C10强度等级时将养护温度逐渐升高，此时可将梁体内混凝土与钢筋认为已结硬成整体并可同时涨缩，该项损失则可不予以考虑。对于在钢模上采用先张法施加预应力的箱梁而言，由于其养护过程采用蒸汽法将梁体混凝土与钢模一起养护，因此可不予以考虑预应力温差损失。

（4）松弛损失减少措施：以施工规范为依据适当超张拉。

（5）减少收缩和徐变损失的主要措施：①通过高等级水泥的运用降低水泥用量，减小混凝土水胶比，降低其徐变量与收缩量；②混凝土振捣密实，加强养护。需要注意的是，应严格控制混凝土预压应力不大于预应力施加时混凝土立方强度的50%。

3 后张法张拉堵管位置确定

由于混凝土浇筑前便已将钢绞线穿入波纹管，因此一旦因破裂漏浆出现堵点，将会直接造成预应力无法张拉，故此，本文以简易计算法对堵点位置实施判定，以便“破膛”维修。对于后张法预应力箱梁，目前对钢绞线（束）实际张拉程序及伸长量的通用确定方法为：

（1）张拉程序。分别张拉至0.15σcon、0.30σcon、1.03σcon时测量并记录千斤顶引伸量依次为a、b、c，同时在张拉至1.03σcon时持荷2min后锚固；

（2）伸长量确定。依据张拉程序所计引伸量，钢绞线伸长量l可计为：l=b+c-2a；

（3）堵点位置确定。分析上述内容可知，当后张法预应力箱梁采用先穿钢绞线（束）后浇筑混凝土以及两端同时张拉工艺时，堵管现象一旦存在，两端（设为A、B两端）张拉伸长量便会出现差异，此时距离A端堵管位置[LA]可由下式计算：

[LA]=[lA]×L（[lA]+[lB]）

式中：[lA]为A端张拉伸长量；[lB]为B端张拉伸长量；L为钢绞线下料长度。

基于波纹管（规范）理论摩阻力小于实际摩阻力的考虑，堵点位置应在上式计算结果的基础上稍向后移动一点。具体验证时可在箱梁一端出（注）浆口连接空压机实施送气，同时利用电钻在确定堵点处开钻小孔，如果孔内有气流通过，说明该处不是堵点，如若孔内无气流通过，则可判定该处为堵点位置。

4 结语

基于以上论述，后张法预应力箱梁施工技术的研究为一项精细而复杂的任务，其不仅涉及内容繁多，而且专业化要求极高，其过程只有做到规范施工与标准化管理，以及通过全过程动态管理的实施，方能实现施工质量的整体提升。。

参考文献：

[1] JTG/TF50-2011.公路桥涵施工技术规范[S].

[2] 孙金更.预应力混凝土后张梁张拉施工质量问题及控制措施[J].铁道建筑，2015（6）.