市政桥梁预应力空心板梁施工工艺探讨

杜澄

摘要：预应力空心板梁具有截面高度低、材料经济指标合理、预制方便、标准化作业可行度高、吊装快捷等优点，我国的中小跨径桥梁常采用此桥型。但是在实际施工生产中很容易出现种种质量通病和缺陷。现对于施工工艺侧重点，结合笔者过往所监理的市政桥梁工程其预应力空心板梁的施工过程中易出现疏漏的环节作如下探讨。

关键词：市政工程;空心板梁;后张法

梁体是全桥的核心，梁体质量的好坏决定整座桥的结构性能。预应力技术现已发展的相当纯熟，而预应力技术的运用在梁体施工中又是核心内容。合格的预应力施工能大大的提高梁体结构性能，减少后期的相关梁体病害的发生。

一、预应力张拉

预应力张拉工序是整个空心板梁的核心施工工序。笔者本文着重后张法施工工艺。

（一）预应力孔道定位

预应力孔道定位是预应力张拉关键技术之一，孔道的偏位会造成预应力损失过大，使结构整体偏向于不安全。笔者认为预应力孔道的定位控制点间距因控制在30em为益，尤其是腹板的弧形孔道，曲率变化较多，实际施工前最好采用CAD等图形软件根据设计图纸对弧形孔道进行空间定位。宜采用环形箍筋对预应力孔道进行固定定位，并由箍筋连接腹板架构筋，以免混凝浇筑及振捣时造成预应力孔道脱扣偏位，影响整体张拉质量。

（二）预应力钢束编号及穿孔

施工单位往往忽视同孔道内预应力钢束进行编号，实际操作中未进行编号便进行预应力钢束穿孔，例如：入口锚端上部孔钢束穿处出口锚端下部孔，造成钢束互相绞缠，初张拉时才发现。预应力钢束重新处理极度烦琐也存在较大安全风险。

对于同孔道内的预应力钢束进行两端编号标记处理，能有效的防止同孔道内预应力钢束互相绞缠。

（三）预应力筋张拉控制

钢绞线张拉是预应力空心板梁预制过程中的关键工序。在预应力张拉的施工中极易出现伸长量与张拉力不同步、伸长量实测值与伸长量理论值不相符等问题。这些问题会造成正常梁体结构的失衡，严重的会导致极其严重的工程质量事故。在已建成的桥梁中很多病害也与预应力不足有关。

板梁结构内的有效预应力会受到预应力损失的影响，从而会对桥梁自身结构安全产生较大隐患。当预应力损失过大会导致结构中的预应力不足，致使结构承载力不足，使结构偏于不安全。其理论伸长量计算公式：△L=Pp×L/（Ap×Ep）其中：Pp-P[（1+e-（KL+μθ））/kx+μθ]由上述公式对比过往张拉施工结果发现，预应力钢绞线的实际伸长量与理论伸长量之间存在一定的差值。笔者认为导致其产生差值的主要原因有：预应力钢绞线的实际弹性模量与计算理论伸长量时取值不一致;张拉千斤顶的校验不准确;预应力孔道的摩擦损失取值与施工实际情况不相符;现场测量时的测量误差等。所以预应力钢绞线需要单独取样送检用以确定其实际的弹性模量，对于张拉使用千斤顶一定要在施工前进行效验，而预应力孔道则需要对其进行有针对性的防锈保护。

预应力施工过程中对预应力钢绞线初应力的张拉特别重要，其主要目的是有效的消除预应力钢绞线的非弹性变形，可以简单的理解为把松弛的预应力钢绞线“绷直”让实测时钢绞线的伸长量变化发生在弹性变形阶段。本工序需特别关注，如果没做好做到位则后续测量无实际意义，更会造成更大的测量误差，存在极大地结构安全隐患。目前结合过往经验来看初应力一般采用最大应力值的15%～30%，较长的长钢束采用较大值，相对短的钢束则选用较小值。

这里特别需要注意的是预应力钢绞线在整个张拉作业过程中还会出现类似于回缩的情况，在施工过程中经常会有钢绞线与锚夹片相对位移的情况发生。所以建议计算测量预应力钢绞线实际伸长量时要把锚夹具段钢绞线回缩值考虑在内。需要注意的是预应力钢绞线实际伸长量不超过理论值的±6%，回缩量经验来看一般不宜大于6mm，否則一定需要进行全面的检查。

二、预应力孔道压浆

预应力孔道压浆主要是为了保护预应力筋，防止其生锈损坏，确保耐久性。笔者参阅相关研究资料发现预应力筋在高预应力状态下生锈的可能性能达到正常状态下的6倍之多。而灌入孔道的灌浆料包裹预应力筋同时能附着在预应力孔道壁上，使预应力筋和孔道内壁粘结起来形成整体。

张拉施工完成后，切除锚具上外露多余的钢绞线但需注意的是应该保证外露钢绞线不少于30-40mm，这里需要注意的是一般采用机械切割，禁止使用乙炔、电焊等高温烧蚀的方法，否则会对预应力钢绞线形成破坏造成预应力损失。

进行封锚作业时建议使用高强度水泥砂浆，封锚时将整个工作端全部包裹到位，砂浆覆盖厚度一般需大于15mm，砂浆成型后需及时进行保护，建议封锚后48小时之内开始灌浆作业施工。

灌浆施工时笔者认为需要特别注意的事项如下：确保灌浆通道畅通，一定要将灌浆孔清理完全。灌浆时采用的水泥浆的水泥优先选用52.5级以上的普通硅酸盐水泥需添加减水剂和阻锈剂，水胶比控制在0.27左右，不得泌水。市场上合格优质的专用灌浆料经检测合格后，也推荐使用。

三、内模防上浮措施

预应力空心板梁在生产过程中，橡胶充气芯模一般被推荐使用，其具有重量小、价格低廉、快速安装等特点。橡胶充气芯模整体重量轻，由于在尚未凝固的混凝土中产生的浮力，橡胶充气芯模特别容易带着梁体钢筋笼整体上浮，容易造成底板厚度变大和顶板厚度变小。而钢芯模虽然可以克服上浮的问题，但由于重量大、价格高，拆装及其烦琐。钢芯模有一个非常大的缺点就是浇筑混凝土时只能采用一次性整体浇筑，后张法梁板钢筋较密会出现底板混凝土浇筑时振动不均匀的现象，造成底板混凝土蜂窝麻面或空洞，一旦形成就会有极大的结构安全隐患。

从常规的两种芯模的特点上来看推荐使用橡胶充气芯模，将可能出现的问题放置在可控范围内，所以采用橡胶充气芯模其防上浮措施就显得有为重要。笔者过往监理的工程来看采用增设橡胶充气芯模限位筋来防止上浮，效果还是不错的。特别是后张法施工的空心板梁，其橡胶充气芯模体积较大所需混凝土方量也大，如果不做好橡胶充气芯模的防上浮限位措施，极易造成橡胶充气芯模带动钢筋笼一起上浮。

这里笔者推荐一种采取限位钢筋与外模形成整体的方法，其一是在外模上面每2.0m固定一个横向受束槽钢一般用来辅助固定外模，从最上层横向钢筋上面分多个点焊接一小段钢筋向上顶在横向槽钢下面作为限位措施，防止橡胶充气芯模向上偏移。其二为限制橡胶充气芯模左右偏移，在橡胶充气芯模圆弧限位钢筋上再加装纵向与板梁同长度的限位钢筋并采用拉钩等方式与梁体架构筋形成整体以防止橡胶充气芯模在浇筑时受震动和浮力影响产生偏移。根据经验来看在板梁底板浇筑过程中混凝土厚度建议小于设计的厚度，在上部二次浇注时，通过振捣混凝土使混凝土从外侧模板的两侧渗入底板从而挤密，使底板达到设计厚度。如果一次浇筑完毕特别容易产生底板过厚的情况。

四、结论

抓住板梁施工的要点难点，结合规范与实际经验，能有效地避免质量通病的发生。

桥梁施工百年大计，而梁体又为核心中的核心，其生产施工流程复杂烦琐，我辈土木人必将秉承工匠精神上下而求索，在其施工与发展的道路上不断地探索与求知。未来遥不可知，定当专注于足下。

参考文献：

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[2]李晓哲.高速公路桥梁工程空心板梁预制方案及施工技术[J].低碳世界，2017（16）：233-234.