后张法预应力混凝土I型梁施工工艺的应用研究

刘洋 和寒露

摘 要：随着马来西亚基础设施投资的加大，尤其是市政路桥领域，后张法预应力混凝土施工是目前预应力施工中的常用工艺手段。本文以马来西亚泛婆罗洲大道第9、10合同标段内后张法预应力混凝土“I”型梁施工位背景，简述了在I型梁施工中，为了保障其施工质量，要做好相关施工流程的工艺和技术控制，做好各个工艺环节的技术准备。针对I型梁的截面特点，要考虑其本身容易发生侧向变形的特点，做好施工方面的技术控制。

关键词：马来西亚;后张法预应力混凝土I型梁;施工工艺;控制措施

1 前言

在我国提出“一带一路”共同发展的战略背景下，中马两国关系正处于历史最高水平。近年来，随着马来西亞基础设施投资的加大，尤其是市政路桥领域，越来越多的国有建筑企业进入到马来西亚市场。由于当地管理水平和技术装备落后，这对桥梁施工存在着严重的制约。

后张法预应力混凝土技术在I型梁施工中的运用，具有较多的应用优势。一方面I型梁能够减轻自重，部分受到截面尺寸限制的工程也能良好的运用。另一方面，通过后张法预应力施加的工艺，能够提升梁体的整体性能，具有良好的应用价值。因此，应积极将国内后张法预应力混凝土施工经验与当地技术标准相结合，建设符合马来西亚桥梁施工特色的后张法预应力混凝土I型梁。

2 工程概况

马来西亚泛婆罗洲大道合同标段内共有大、小桥梁9座。其中10标1座39跨互通立交桥梁，全长1.7Km（包括两端引道长度225.6m+150m）;9标线路范围内共有8座桥梁，分别是Bridge over Batang Tatau、Bridge over Sg.Sebemban、Bridge over Sg.Setiam等，累计45跨。所有桥梁上部结构除Bridge over Batang Tatau有3跨现浇连续梁外，其余均为后张法预应力混凝土简支“I”梁，共计674榀，其中TYPE16梁154榀、TYPE25梁98榀、TYPE30梁69榀、TYPE31梁262榀、TYPE35梁73榀、TYPE40梁18榀，计划预制工期18个月，实际施工基本按计划实施。

3 “I”型梁预制场建设

本项目梁场规划占地约3万m²，合理进行功能分区。场内设置钢筋存放及加工区、制梁区、存梁区、办公生活区等四大功能区。

按照合同工期和后期“I”梁架设顺序，结合制梁设备配置状况、设计要求、生产速度、制梁工序等因素确定制梁台座数量。

制梁台座数量至少应满足N1=η×T1（个）

式中：N1---梁场最少制梁台座数量（个），取为整数;

η---梁场一天计划预制“I”梁的数量（榀/d）;

T1---预制每榀“I”梁占用单个制梁台座时间（个·d/榀）。

项目部通过工效分析，取η=2（榀/d），T1=11（个·d/榀）;

故制梁台座数量：

N1=η×T1=2×11=22（个）

根据各种梁型数量所占比例，设置TYPE16梁台座4个，TYPE25梁台座4个，TYPE30梁台座3个，TYPE31梁台座5个，TYPE35梁台座4个，TYPE40梁台座2个。具体分布详见图2-1。

4 后张法预应力混凝土I型梁施工工艺

4.1 钢筋工程

钢筋下料之前要充分检查钢筋的规格、质量、型号、尺寸是否符合既定设计图纸的要求。在钢筋绑扎施工的过程中，要遵循必要的规范设计要求，比如不同直径的钢筋焊接要保障其轴线在同一个平面上;受拉钢筋不可进行绑扎连接;钢筋弯起点的位置与钢筋连接位置的距离要符合规范要求;钢筋的横向连接距离不得小于钢筋直径，横向连接的长度一般不小于20cm;钢筋工程要在稳定可靠的平台上制作，确保钢筋能够具备可靠的制作环境条件等等。

4.2 安装波纹管、钢绞线

波纹管的安装位置允许偏差不得超过4mm，将其固定牢固，用于定位用的钢筋其间距不得超过0.8m，特殊位置适当加密。管道安装要平顺，锚垫板与管道轴向垂直，塑料灌浆管放在锚固、跨中以及凹陷的位置，管道确保内部无异物之后要进行必要的封堵，防治污染管道。预应力管道不得进行焊接作业，周围焊接作业进行时要对波纹管采取保护措施。

4.3 模板安装

模板材料选择要保障其在使用中具备良好的力学稳定性能，模板应该平直，无明显的裂纹、空洞、断裂等缺陷。模板的拼接要严密，防治浇筑中的漏浆现象发生。浇筑施工之前要做好模板的清洁工作，模板表面进行必要的润湿，但是不得有积水，模板要均匀的涂刷有效的隔离剂，保障在构件脱模阶段能够快速有效的完成相关施工工作，同时不会损害模板，能够保障模板再次使用，确保模板具有重复利用的可能性。模板需要配合有效的支撑体系，为模板在浇筑以及养护硬化阶段中提供稳定的荷载支撑。模板的设计和施工方案要便于高效的与混凝土构件分离，易于拆卸。

4.4 混凝土施工

为保证混凝土的拌合质量以及配合比等性能，预应力施工采用的混凝土全部采用商混，混凝土施工浇筑之前，进行彻底的隐蔽工程检查，同时对商混也要进行必要的入场检测，比如坍落度试验等。浇筑完成之后要进行充分的振捣，保证混凝土结构体不存在各种质量缺陷，振捣时间一般为混凝土表面不出现气泡、不再下降、开始呈现浮浆为止。

4.5 预应力张拉及孔道压浆

作为后张法施工的关键环节，预应力张拉要做好必要的技术方案准备，检查好张拉设备能够具备张拉的能力，张拉要按照科学的工艺要求施加预应力，张拉预应力的顺序一般是按照：先张拉中间部分后张拉上下两侧部分，对称进行，防治在张拉过程中出现断筋现象。在张拉开展的过程中，做好油压以及伸长率的记录工作。

4.6 封锚

固定好封锚端的模板，防治模板的不良移动造成施工缺陷。封锚位置的钢筋弯曲要在张拉压浆工序完成之后进行，完全之后避免了与端头模板的位置冲突，同时能够保障预应力施工质量，用于封锚的混凝土应该提高一级，封锚材料的强度值一般不少于40MPa，要将封锚位置混凝土充分振捣，全部施工完成之后，进行科学有效的混凝土养护，养护时间符合规范要求，一般不少于7d。

5 后张法预应力混凝土I型梁施工工艺的具体应用

5.1 I型梁结构分析

在具体的实际应用中，后张法预应力混凝土I型梁受到预应力的作用影响，其在抵消上部结构以及自身重力后可能还会受到上挠趋势的影响，导致其在部分位置出现脱离底板的情况，因此在设计层面就要做好其拱度的计算，一般采用贝叶斯方法，准确估计相关参数。另一方面，因为受到I型梁本身的截面特点影响，其上部翼缘与T型梁相比较窄，T型梁依靠上部翼缘优势，能够获得较大的侧向刚度，I型梁显然没有这种结构优势，较小的翼缘截面尺寸，导致I型梁最终的长细比会比较大，抵抗侧弯的能力较弱，所以在I型梁的受力过程中，很容易发生侧面失稳的现象。

5.2 具体应用分析

根据工程实践得到的结果，I型梁结构在承受拉力作用不会发生失稳破坏现象，无外力作用，仅仅是内部预应力的作用就导致I型梁失稳破坏的可能性不存在但是梁体存在侧向变形的趋势。当梁体的波纹管道内径较大時，预应力钢绞线不能与波纹管之间存在较大的空隙。主梁受到荷载作用后，出现侧向变形，导致钢绞线与管道内壁出现接触，造成向心恢复力的存在，此时大多数I型梁结构不再继续发生侧向变形。因此侧向变形是因为存在较大的波纹管空间，预应力钢绞线的位置偏离导致的;当钢绞线的张拉偏差较大时，更加导致了侧向变形的发展。因此在施工中要采取较为合理的张拉管道，考虑后张法施工中预应力筋与管道的空隙影响，在张拉过程中严格控制张拉精度，确保预应力筋张拉不发生较大的偏差，防治侧向变形的不良发展。

6 结语

后张预应力梁具有跨越能力大、施工方便、结构简单、能大规模集中预制或工厂化生产等优点，可广泛用于桥梁施工，特别是城市桥梁和高等级公路建设。后张法预应力混凝土技术在I型梁施工中关键就是要做好相关工艺技术环节的控制，全面提升其在工程应用中的质量和安全。在后张法施工的过程中，要抓住关键的施工工艺技术，确保施工过程能够始终保障I型梁具备良好的力学性能和质量，在构件的应用过程中能够始终发挥出良好的功能作用，保障整个结构体在长期的使用过程中安全、稳定、可靠。

参考文献：

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