市政桥梁工程中预应力张拉施工技术

魏斌建，赵 平

陕西路桥集团有限公司，陕西 西安 710000

城市的快速发展加快了城市道路和桥梁的建设，同时对市政桥梁的施工提出了更高的要求。为了提高混凝土结构的承载能力，预应力施工技术被广泛应用。施工单位在市政桥梁的施工中，要根据桥梁的特点制订合理的施工方案，严格控制预应力钢筋的施工质量，优化施工技术，提高桥梁的建设质量。

1 预应力施工技术概述

预应力技术是市政桥梁建设中所使用的重要技术手段，指将拉应力提前施加在结构中，结构构件由于受到了拉应力而发生相应的形变，并承受结构的荷载，从而提高结构的承载能力，延长使用寿命。预应力张拉技术是一项关键而有难度的技术，如果在张拉预应力钢筋的过程中出现偏差，会严重影响结构的强度，降低桥梁的建设质量，更严重者甚至会导致桥梁的坍塌和损坏。

预应力施工技术分为先张法和后张法两种，两种方法各有优缺点，要根据结构物的具体形式和受力情况来选择相应的施工技术。在市政桥梁中运用预应力施工技术，不仅可以提高桥梁的抗震性能和承载能力，还能在一定程度上减少结构裂缝的产生。另外，利用预应力施工技术，还能提高结构的刚度，提高结构抵抗变形的能力。

2 预应力张拉施工的原则

2.1 确保桥梁的安全性

桥梁预应力张拉施工虽然比较简单，但是危险性也较大。安全性是桥梁施工的关键和核心，在进行桥梁预应力张拉施工时要重点清理现场的机械，保证施工的安全性，确保施工人员的生命安全。千斤顶是桥梁预应力张拉施工的关键机械，要严格控制其升降速度及张拉应力，明确张拉现场的安全制度，进一步提高施工的安全性。

2.2 选用合理的预应力钢束和锚具

在进行预应力钢筋的张拉施工前，要根据设计图纸及施工现场实际情况明确预应力钢束或者钢绞线的型号和类型，选用时要查看其合格证，确保预应力钢束或钢绞线的正规性，保证其受力性能。另外，要根据设计图纸制订合理的预应力钢束施工计划，提高施工的质量和效率。

预应力钢束在施工时用到的锚具较多，为了保证施工的安全和质量，需要严格按照规范和设计要求选用合格的锚具。现阶段，市政桥梁施工中用到的锚具主要有摩阻锚具和机械锚具，由于摩阻锚具在施工中应用相对比较简单一些，因而在市政桥梁预应力张拉施工中应用较为广泛，但是相对于机械锚具而言，摩阻锚具在安装和连接时存在一定的难度。因此，施工单位在选用锚具时要根据具体的项目分析进行选择，提高市政桥梁的施工安全。

2.3 及时养护管理

预应力桥梁施工完成后要及时进行混凝土结构的养护处理，保证桥梁结构的湿度，在遇到钢筋锈蚀及外露的情况时要及时处理，定期查看桥梁的破损及病害情况，清理桥面的杂物，避免桥梁受外界环境及其他不良因素的影响而被破坏，进而提高市政桥梁的使用性能，确保桥梁的安全性和稳定性，延长其使用寿命，为人们的安全出行保驾护航。

3 预应力张拉施工的技术要点

3.1 预应力管道布置及钢筋定位绑扎

预应力管道的布置是预应力桥梁结构设计的关键，在进行管道的布置时应该严格遵循规范要求和设计要求，根据设计图纸进行严格的下料制作。一般来讲，市政桥梁中的预应力结构有空心板、箱梁、T梁等，均需要在预制厂加工完成，然后运送到施工现场进行安装。安装时，要根据图纸要求进行预制底座的绑扎，提高结构的稳定性。布置预应力管道时，应该根据结构的受力要求设置波纹管，并利用钢筋绑扎将其固定；在管道不规则处或者弯曲处，应将绑扎钢筋加密，进而保证波纹管的稳定性。

在进行预应力钢筋束及钢绞线的绑扎和焊接时，要注意保护波纹管的完整性，不要让焊接的火花破坏波纹管，可以在焊接钢筋时放一个湿的挡板来阻隔火花与波纹管的接触，进而避免对波纹管产生损坏。另外，对于定位钢筋的绑扎，要严格控制好绑扎间距，一般应该控制在50cm左右。并且，待混凝土浇筑完成后3d左右，方可进行预应力钢束或者钢绞线的穿孔工作。端头处需要预留出一定长度的预应力钢束或钢绞线，以便进行后续的钢筋张拉工作。

3.2 混凝土的浇筑

在进行混凝土浇筑前，要检查预应力钢筋，确保钢筋位置的准确性，检查无误后，方可浇筑混凝土。混凝土的浇筑一般采用输送管直接连接布料机的方式进行，为了确保混凝土浇筑的全面性及完整性，应该根据桥梁结构形式确定布料机的位置，进而保证混凝土的浇筑质量。预制桥梁结构需要采取连续浇筑的方式来保证混凝土的整体性和强度，如有需要分开或分片浇筑的情况，间隔时间不应超过6h。为了确保混凝土的强度，要采取边振捣边浇筑的方式，采用分层振捣的方法，避免气泡的产生。对于梁端等预应力比较集中的地方，要强化浇筑振捣，分层浇筑、分层振捣，合格后方可进行下一道工序，进而保证桥梁的整体性及稳定性，提高结构的承载能力和延长使用年限。

3.3 预应力钢筋的张拉及灌浆

在进行预应力钢筋的张拉前，需要检测混凝土的强度，待强度达到90%的设计强度后，方可进行张拉。另外，还需要将预应力管道内部的杂物清理干净，以免影响张拉效果。在利用千斤顶进行张拉时，要控制张拉的初始应力值，当张拉应力达到设计应力的10%时，要对预应力钢束或者钢绞线的伸长量进行测量，进而估测预应力张拉是否合理、准确，一旦出现较大的差距，要及时排查检测问题，避免张拉完成后出现较大的误差，影响结构的强度和稳定性。

在预应力钢束或者钢绞线张拉完成后，要及时进行灌浆处理。灌浆前，要准确检测各种机械的运作状态，保证灌浆工作的顺利完成。灌浆完成后，要立即进行养护工作，在养护中要及时观察钢筋的外露情况及锈蚀情况，遇到问题及时有效处理，进而提高预应力钢筋的工作性能，延长桥梁的使用寿命。

4 案例分析

某市政道路在K8+667.600处与河流相交，交角为120°。桥梁上部结构形式采用（7×30）m预应力混凝土连续小箱梁，桥梁全长216m，桥宽（2×12.5）m。桥面为10cm厚沥青混凝土桥面铺装及15cm混凝土调平层。两侧桥台处设80型模数式伸缩缝各1道，4号桥墩设160型模数式伸缩缝1道。下部结构为柱式墩台、钻孔灌注桩基础。桥梁平面位于R=1250m的左偏圆曲线上。

4.1 预应力钢筋及锚具使用指标

（1）预应力钢筋采用抗拉强度标准值为1860MPa、公称直径d=15.2mm的低松弛高强度钢绞线，其力学性能指标应符合《预应力混凝土用钢绞线》（GB/T 5224—2014）的规定。

（2）预制箱梁正弯矩钢束采用M15-4、M15-5圆形锚具及其配套的配件，预应力管道采用圆形塑料波纹管；箱梁墩顶连续段处负弯矩钢束采用BM15-3、BM15-4扁形锚具及其配套的配件，预应力管道采用扁形塑料波纹管。

4.2 预应力张拉施工工艺

（1）预应力管道的位置应该严格按照设计图纸确定，并用定位钢筋进行绑扎定位，定位钢筋与箱梁钢筋采用焊接的方式连接，避免钢筋之间错位。如果管道位置与钢筋的位置发生冲突，应该遵循管道位置不变的原则，移动钢筋位置。

（2）当箱梁的混凝土浇筑完后，在强度达到设计强度的90%，且混凝土龄期不小于7d时，方可张拉预应力钢束。箱梁中的预应力钢束均采用两端同时张拉的方式，并严格控制张拉应力为设计应力的75%，即1395MPa。

（3）预应力钢筋的张拉应该控制张拉应力和伸缩量。在施加的预应力达到设计应力时，实际的钢筋引伸量与理论计算的钢筋引伸量之间的差值应该控制在6%以下。在计算实际的钢束引伸量时，应该将其不变形的部分扣除掉，只计算可以弹性变形的部分。各钢束引伸量（两端之和）如表1所示。

表1 钢束引伸量 单位：mm

（4）钢筋张拉完成后进行灌浆处理，采用C50水泥进行压浆，要严格保证灌浆的质量，灌浆完成后及时检测水泥强度，待强度达到40MPa时，箱梁方可吊装。

5 结束语

在市政桥梁的施工工艺中，预应力张拉技术是一项十分重要的技术，为了提高桥梁的安全性和稳定性，施工单位必须高度重视预应力技术，做好预应力施工的前期准备工作、中期张拉工作及后期养护工作。另外，在预应力张拉施工中，施工单位应该积极落实安全管理制度，确保预应力张拉过程中施工人员的安全，强化落实规范作业，提高市政桥梁的安全性和稳定性，延长桥梁的使用寿命，为市政桥梁的建设作出积极的贡献。