后张法预应力混凝土桥梁施工技术

2021-03-21李刚

中国建材科技 2021年4期

李刚

（甘肃路桥建设集团有限公司，甘肃兰州 730030）

0 引言

现代桥梁建设过程中，预应力混凝土构件是重要内容之一。在预应力混凝土构件承受载荷前，利用高强钢筋对其进行预压而建立起相应的应力，能有效避免构件的前期开裂，进一步提升桥梁的施工质量。现阶段，预施加应力的方法主要包括先张法和后张法。本文主要以后张法预应力施工技术为研究对象，对桥梁施工进行分析。

1 后张法施工技术概述

后张法预应力混凝土桥梁施工技术可从后张法和预应力两方面进行解释。后张法混凝土指先进行混凝土浇筑，当混凝土实际强度达到设计强度的75%时，将预应力钢筋穿入事先按图纸位置预留的预应力筋孔道内，随后进行张拉，最终完成混凝土构件生产，整个过程需大量的设计和计算，被广泛应用于我国的桥梁建设中。预应力混凝土指通过一定的方法使混凝土预先受到一定载荷力的作用，具体操作过程为在张拉的同时利用锚具等工具将张拉的预应力钢筋和混凝土构件的端部锚固到一起，这样混凝土构件可以通过锚具传递预应力筋上的预应力，使其具有一定的预应力后向预留孔内注浆，使混凝土构件和预应力筋成为一个整体。预应力混凝土技术无论在制作还是使用上，优点都很明显。传统混凝土虽然抗压能力满足桥梁建设，但在抗弯拉方面存在劣势，抗弯拉能力远不够，而预应力混凝土通过前期向受拉部位施加预应力，克服了传统混凝土抗弯拉强度低的弱点。所以，预应力混凝土相对于传统混凝土有更大的竞争力，是高强度、高抗弯拉力桥梁工程建设的更好选择[1]。见图1。

图1 混凝土桥梁施工图

2 后张法预应力混凝土桥梁施工技术关键点

后张法预应力混凝土被广泛应用到桥梁建设中，是整个桥梁施工建设中的关键，其质量直接影响桥梁的受力和安全，以下对后张法预应力混凝土桥梁施工技术进行介绍。

2.1 绑扎钢筋

绑扎钢筋时，如现场有波纹管阻挡等现象，需在施工现场将该钢筋进行相应的处理，使其避让波纹管，如施工现场无法进行处理，则需联系设计者，协商处理。绑扎过程中需对锚固端与张拉端上的加强筋格外注意，不可漏绑，否则会使混凝土崩裂，喇叭管上的螺旋钢筋与锚具是一一对应的，不可混用。绑扎完成后，焊接固定时需对波纹管进行保护，避免灼伤与烧穿。

2.2 安装波纹管

波纹管安装过程中，首先根据设计方案进行定位，定位完成后采用U型钢筋对其进行加固处理，避免后续工艺过程（例如浇筑）产生移位。波纹管直径的选取是根据钢绞线数量确定的。如选用的是金属波纹管，直线段安装间距需控制在1米以内，曲线段安装间距需控制在0.5米以内。在钢筋的接头处选用大一型号的波纹管对其进行安装保护，若现场没有大一型号的波纹管，可采用现有的波纹管，将其沿纵向剖开，再与另一端进行包扎，后续还需使用胶带缠绕。此方法同样适用于现场烧伤及孔洞的位置处理。在安装过程中，为了保证连接的可靠性和严密性，波纹管一般需伸入喇叭管一定长度。

2.3 下料钢绞线

钢绞线的下料需采用切断机或砂轮锯切断，不可采用电焊处理，下料长度为工作长度加设计长度，应通过计算确定，计算时应考虑结构的孔道长度或台座长度、锚夹具厚度、千斤顶长度、锻头预留量、冷拉伸长值、弹性回缩值、张拉伸长值和张拉工作长度等因素。钢绞线打开方式，为了避免线圈松散，一般从内圈开始抽线。

2.4 穿束

穿束分为在浇筑混凝土前进行和在混凝土后浇筑后进行两种方式，简称先穿法和后穿法。目前采用的穿束做法是使用穿线器进行穿束，解决了传统穿束需大量劳动力的弊端。先穿法与后穿法各有不足，若采用先穿法，钢绞线有可能刺穿波纹管，所以需事后进行相应的检查，若采用后穿法，浇筑的混凝土可能堵塞管道，使穿束受损，所以需事前进行相应的检查。综合来看，对于长距离的曲线孔，采用先穿法较好，能降低风险[2]。

2.5 安装锚垫板

固定端锚垫板的安装如图2所示，由图2可见，该锚垫板表面有若干的注浆口。

图2 固定端锚垫板安装示意图

2.6 浇筑混凝土

混凝土浇筑时要防止对波纹管、锚垫等的碰撞，避免损坏。同时，为了确保浇筑质量，需对其进行有效振捣，尤其是要加强张拉侧、固定侧方面的振捣，减少蜂窝麻面的出现。另外，在浇筑时要避免浆液顺孔道和锚垫板表层注浆孔渗入内部。完成浇筑后要对孔道实施全面检查，在混凝土凝固前需轻轻拉动钢绞线进行必要检查，一旦检查得知孔道受到浆液堵塞，要通过高压水进行多次冲洗。

2.7 张拉预应力

要确保混凝土强度满足相应标准后才可以实施张拉操作。在正式张拉前需将板底模、梁侧模完全拆除，防止模板对预应力产生限制作用。将孔道内部及张拉侧的浮浆等杂物彻底清除，起吊千斤顶确保其和张拉端的孔道位置位于相同高度。在实际张拉过程中要先设置锚具，将钢绞线穿过相应孔洞，且和端头凹槽紧紧贴合。要将每一根钢绞线都套上卡片并塞入孔洞内部，之后进行千斤顶及工具锚板等部件的安装，在千斤顶外部设置卡片和工具锚后就可以实施顶锚操作，并逐渐塞紧卡片[3]。预应力筋张拉应采用张拉控制应力和伸长量双控制，伸长量偏差应保持在±6%之内。后张法预应力张拉程序见表1。

表1 后张法预应力张拉程序

需注意的是，在张拉时要避免正面站人，以防钢绞线断裂伤人。若是两侧同一时间实施张拉，要确保两侧有同样的控制措施。

2.8 孔道压浆

完成张拉后要进行检查，孔道应尽早压浆，应在48h内完成，采用压浆料拌制浆液，要保证泥浆能充满孔道，达到相应的饱满度，防止出现孔洞而产生收缩。对水平或曲线孔道，压浆的压力宜为0.5-0.7MPa；对超长孔道，最大压力不宜超过1.0MPa。压浆的充盈度应达到孔道另一端饱满且排气孔排出与规定流动度相同的水泥浆为止，关闭出浆口后宜保持不小于0.5MPa的稳压期，稳压期宜为3～5min。一旦监控发现问题，要马上停止灌浆，分析原因，并实施处理后才可继续灌浆。需注意的是，在正式压浆前要对孔道实施相应的冲洗甚至润滑，确保孔道的通畅性，以便顺利实施压浆。正常情况下要以孔道压浆出口冒出与进口同样稠度的泥浆为压浆结束的条件，压浆时端头位置不能站人，以防意外[4]。