预应力张拉技术在市政桥梁施工中的应用研究

席晓伟

摘要：在分析预应力张拉技术原理和施工流程的基础上，结合某市政桥梁工程施工案例，论述了现浇钢筋混凝土箱梁在施工准备、绑扎钢筋和安装预应力管道、装设箱梁模板、浇筑混凝土、钢绞线穿束、预应力张拉、孔道压浆、端面封堵等方面的预应力张拉施工技术和施工要点，可供桥梁工程施工技术人员参考。

关键词：市政桥梁；预应力张拉；施工技术；应用研究

0   引言

国内经济的高速发展促进了道路交通设施的持续发展，市政桥梁工程建设的数量、质量和速度在不断提高。市政桥梁设计为连续多跨复杂架构，易出现正、负弯矩共存的情况，进而影响桥梁稳定性[1]。通过在市政桥梁施工中科学应用预应力张拉技术，可有效加强桥梁的整体结构稳定和承载能力[2]，延长其使用寿命，实现其工程质量的整体提升。现就预应力张拉技术的应用进行研究。

1   预应力张拉技术概述

1.1   预应力张拉技术原理

预应力张拉技术的原理如下：通过使用千斤顶、锚板、预应力筋、夹片、钢绞线等一系列张拉器械对钢筋混凝土构件施拉力，使构件产生内部应力，在该应力作用下使被张拉构件产生形变，进而抵御建筑物构件所承担的各类风、雪、地震、车辆等外界载荷及及其自身质量产生的载荷[3]。

钢筋混凝土构件经外部张拉作用，产生特定的预拉应力，可以提升其刚度和抗弯性能。预应力张拉技术具有良好的应用性和适应性，尤其对大型钢筋混凝土构件的应用效果更为明显。预应力张拉技术应用到市政公路桥梁工程的设计及施工中，可有效抵消桥梁自身载荷，加强桥梁整体结构的承载力。

1.2   预应力张拉施工流程

预应力技术应用于市政桥梁的钢筋混凝土构件中，应严格执行预应力张拉技术标准和要求，尤其应注重对钢绞线管道的压浆施工控制[4]。管道压浆前，应配备充足的水泥砂浆拌料，并依据施工标准及规范实施压浆作业。为防止发生水泥砂浆泄漏，应对相关孔道实施封堵处理。预应力张拉施工流程如图1所示。

2   预应力张拉技术应用

2.1   施工案例

某市政桥梁项目为交互型立交桥工程，路面为双向4车道，全长186m，宽25m，设计车辆通过时速为60km/h。项目主体位于山区地域，地形凸凹不平。桥梁的主体结构由预应力钢筋混凝土箱梁组成，其设计抗震烈度为Ⅶ级。在钢筋混凝土箱梁实施预应力张拉施工过程中，主要采用钢绞线向其施加预应力，以实现桥梁整体稳定性和施工质量的整体提升。该桥梁工程整体结构如图2所示。

2.2   施工准备工作

2.2.1   材料的准备

预应力张拉作业前，应选择抗拉强度和松弛度等符合规范要求的预应力钢钢绞线，以及规格尺寸符合规范要求的镀锌金属波纹管[5]。钢绞线和波纹管进场前，应进行严格检查和验收。核验其规格参数、质量合格证、使用标准等信息，保证其质量符合施工要求。检定钢绞线和波纹管在装卸、运输、保存期间是否发生损坏、锈蚀等现象，如有以上问题应立即处理。根据实际工程实际需要，实施钢绞线的力学检验，检验结果满足技术要求方可投产使用。钢绞线下料之前，应计算好其使用长度，将钢绞线固定于支架位置，通过砂轮机将钢绞线切断，并用钢丝将其端头绑扎牢固，防止钢绞线发生散束。

2.2.2   设备的准备

准备好张拉专用的液压泵、千斤顶、锚具等张拉设备。由专业检测机构检测液压泵压力表和千斤顶压力表的精度，使其精度满足张拉施工技术标准。参照预应力张拉方案选择符合技术要求的锚具。为防止锚具外表发生裂缝、锈蚀、破损等情况，应根据批次对锚具实施外观检测，确保锚具规格尺寸符合设计标准。对锚具的刚度、硬度、使用性能实施抽检，避免施工中使用质量不达标的锚具。

2.3   绑扎钢筋和安装预应力管道

2.3.1   绑扎钢筋

在钢筋预制加工场地实施钢筋材料的集中加工，按照施工图纸完成钢筋下料，制成钢筋半成品。将半成品钢筋运至施工场地附近区域，依据施工图纸，将钢筋骨架绑扎到事先铺设好的箱梁底部模板上。完成钢筋骨架装配后，应在钢筋与底模之间装设混凝土垫块，使垫块同钢筋之间保持错位、紧扎状态，以保证钢筋保护层厚度符合施工图纸需要。

2.3.2   安装波纹管

将镀锌金属波纹管截成规定长度，按照施工图纸设定的位置，使用钢筋将波纹管安装、固定在绑扎好的钢筋骨架上。固定波纹管时，加密固定预应力管孔道曲线位置，使波纹管曲线成为施工图纸设定的形状。预应力张拉部位结构组成如图3所示。

2.4   装设箱梁模板

选择专业钢制模具制備厂商完成模板的制作，并将模板运至施工场地。模板装设前应做脱模剂刷涂处理，并在接缝处加装防漏海绵[6]。端模、侧模装设过程中，主要使用龙门吊完成吊装施工，通过螺栓调节模板的垂直度和位置精度，经检测合格后将底端对拉螺杆做紧固处理。完成翼板位置钢筋绑扎后，将顶端对拉螺杆实施紧固。完成箱梁模板装设后，通过支撑构件实施模板固定处理。

2.5   浇筑混凝土

2.5.1   浇筑方法

使用布料机实施混凝土浇筑。确定混凝土浇筑半径为20m，在距离箱梁端1/3点位装设布料管，合理控制箱梁长度方向的距离应处于布料管的浇筑半径区域内，并留有一定的伸缩尺寸。箱梁混凝土浇筑应按先两侧、后中间的顺序完成。混凝土振捣使用插入式振捣器和附着式振捣器，通过一次性连续浇筑方式实现箱梁混凝土浇筑。

2.5.2   注意事項

混凝土浇筑应通过分层方式实现浇筑，单层混凝土浇筑厚度应控制在0.3m。单片箱梁的浇筑时长应保证在6h之内完成，参考环境温度适当调节上、下层混凝土浇筑的间隔时长。由于预应力箱梁、管道端头位置存在较多钢筋，应通过分段分层平行浇筑施工方法予以实施，以保证该部位混凝土的施工质量。

2.6   钢绞线穿束施工

钢绞线穿束施工可选择2种方法：一种方法是在箱梁现浇混凝土还未定型时，将钢束置入波纹管中；另一种方法是在箱梁现浇混凝土定型后，将钢束置入波纹管中。本工程选择在箱梁现浇混凝土定型后，实施钢绞线穿束作业。

2.7   预应力张拉施工

依据本工程施工方案，在箱梁浇筑混凝土7天后、混凝土强度达到设计值的95%情况下，通过整束张拉方式实施预应力张拉施工。张拉设备选择智能化张拉和压浆设备。实施预应力张拉施工之前，应清除波纹管内的杂物和积水，并将箱梁的侧模和顶模拆除。

在箱梁两端对称位置安装张拉千斤顶，两端同步进行张拉施工。在张拉施工过程中，要保证两端钢绞线的拉力保持平衡。张拉时测试波纹管摩擦力，测量钢绞线的伸长值，适当调整千斤顶的张拉力。综合检查张拉力和钢绞线伸长值，均符合设计要求后，既可锁定钢绞线、切割多余的钢绞线，完成张拉施工。

2.8   孔道压浆

2.8.1   制作水泥砂浆

使用水泥砂浆实施钢绞线与波纹管之间的填充施工。通过一定量的配比实验，科学确定水泥砂浆配比，确定添加剂、掺料的添加比例，确保砂浆配比达到规定标准。

在水泥砂浆拌和过程中，先在拌和机械中掺入定量水，随即添加定量水泥，均匀拌和后，掺入定量添加剂。水泥砂浆应在使用前保持持续搅拌状态，并在45min内完成压浆作业，以防止水泥砂浆产生离析现象。

2.8.2   压浆作业

在实施孔道压浆作业时，将输送管连接到进浆管上，启动压浆泵开始压浆。为保证水泥浆在孔道内填充饱满，应在浆液高度到达排气孔高度位置时，观察出浆管的出浆浓度与配置的浆液相同后，可停止压浆作业。待压浆作业完工后，应对孔道实施保护，确保孔道在完工后的24h内不发生振动。如果施工现场温度达到35℃以上，应选择夜晚实施压浆作业。

2.9   端面封堵

完成孔道压浆作业后，将箱梁端部的水泥砂浆清洗干净，同时全面清理锚具、锚垫板、端表面的混凝土杂质，凿毛处置端部表面混凝土，端部钢筋网应做绑扎固结处理，进行端模安装。完成立模施工，加固处理模板，检验梁体长度，对端面实施混凝土浇筑。端面封堵作业时，由于施工空间有限，应通过特殊处理，确保锚具部位混凝土的密实效果。

3   预应力张拉施工要点

3.1   合理准备材料

实施预应力张拉作业之前，全面收集施工资料，勘测作业场地情况，科学选用适合工程实际张拉效果的钢绞线、波纹管、锚具等张拉材料。

3.2   确保设备性能

实施预应力张拉作业之前，对液压泵、千斤顶等预应力张拉设备进行检修保养，对压力表等计量仪器仪表进行检测。在张拉施工过程中如果出现问题，应立即停止预应力张拉施工，及时采取维修措施，待故障排除后，方可恢复预应力张拉施工作业。

3.3   严防发生事故

在张拉施工之前，应细致核验预应力混凝土强度，在确保其强度符合设计标准后，方可进行张拉施工，同时严格管控千斤顶的升降速度和拉力，防止发生质量事故。在张拉施工过程中，要严格遵守安全操作规程，防止因操作不当发生安全事故。在张拉施工过程中，严禁站在锚具前面，防止发生人身伤害事故。

4   结束语

市政桥梁工程施工过程复杂，易对周边环境造成影响。市政桥梁结构经常采用多跨连续梁设计，如果施工技术应用不当，会影响桥梁结构的稳定性。在市政桥梁施工中科学应用预应力张拉技术，可有效降低桥体结构承重，延长桥梁正常使用周期，强化桥梁的整体结构稳定和承载效果。按照上述预应力张拉技术应用和施工要点，对某市政桥梁项目为交互型立交桥工程钢筋混凝土箱梁进行实施预应力张拉，实现了质量、安全目标，达到了预期效果。

参考文献

[1] 谭春腾.桥梁工程中预应力施工关键技术研究[J].山西建

筑，2020（22）：134-136．

[2] 邹江波.研究后张预应力桥梁施工中预应力张拉的质量控

制[J].黑龙江交通科技，2020，43（3）：115-116.

[3] 魏列江.分析预制箱梁钢筋骨架绑扎纵向分布筋预张拉技

术[J].工程建设与设计，2019（17）：241-243，246.

[4] 孙伟杰.市政桥梁工程中预应力张拉施工的关键技术研究

[J].工程建设与设计，2020（21）：212-214．

[5] 孟令辰.贵州剑榕高速公路项目桥梁预应力检测及控制技

术[J].交通世界，2020，10（8）：165-166.

[6] 李坤.智能张拉及压浆技术在预制箱梁施工中的应用[J].石

家庄铁路职业技术学院学报，2020，19（2）：65-68+64.