預應力后張法在橋梁施工中的應用探討

寧 波

（廣西桂通公路工程監理咨詢有限責任公司，廣西 南寧 530021）

預應力技術是當今橋梁施工領域發展速度最快、用途最為廣泛、最有發展潛力的一門科學技術。20世紀90年代以來，預應力技術在國內公路橋梁建設中得到廣泛應用。目前，預用力混凝土結構采用較多的是先張法和后張法預應力結構，相比較而言，后張法具有可以曲線配筋、不需要永久性的張拉臺座、張拉設備簡單、便于現場施工等優勢，所以后張法是大型預應力混凝土結構施工的主要方法。但由于后張法預應力板梁施工技術難度大，人員、材料和機械要求高，在現場施工中更易出現一些質量技術問題。筆者結合工作經驗，簡要闡述預應力后張法在橋梁施工過程中的應用及施工中常易出現的質量問題和防治對策，以供參考。

1 預應力后張法在橋梁施工中的應用

在橋梁施工中運用預應力后張法，一般包括孔道預設、穿束、張拉和壓漿等工序。

1.1 孔道預設

孔道預設正確與否，是施工過程中的關鍵之一。孔道的直徑一般比預應力筋（束）外徑、鋼筋對焊接頭處外徑或必須穿過孔道的錨具外徑大10 mm～15 mm，管道采用金屬波紋管事先預埋制孔。在波紋管接頭處一定要將波紋管接口用小錘整平，并用膠帶纏緊，同時要檢查波紋管是否因為鋼筋焊接等原因產生破損，一旦發現應及時修補，在澆筑混凝土時安排專人清孔，保證管道通暢，同時，在振搗時，應注意不能破壞波紋管，且不允許管道位移，尤其應避免管道上浮，以保證達到預應力的預期效果。

1.2 穿束

在橋梁施工中，穿束通常有兩種方法：一是在孔道成型前就將鋼束穿人波紋管中；二是在孔道成型后再進行穿束。在此主要介紹第二種方法。在孔道長度較短的情況下，可采用單根編號穿束，即每根端部貼醫用膠布并編上號，逐根穿入孔道，并對應安裝錨具。而當孔道較長時，宜采用編束穿孔并需使用梳形板，以防鋼絞線打絞影響張拉操作和構件的使用安全，此時需用卷揚機拖拉穿束。為減小孔道摩阻力，可事先采用堿性肥皂水灌洗孔道，需注意不可在鋼絞線上涂潤滑油。

1.3 張拉

應注意兩個方面的問題：一是張拉設備的校核。預應力施工中的各種設備、儀表，均需定期維護和校驗，預應力施工是以油表讀數和鋼絞線伸長值這二者來控制的（雙控），并以油表讀數為主，鋼絞線伸長值作校核。千斤頂多次使用后缸內摩擦系數發生變化，油壓表靈敏度也發生變化，因此，必須根據使用情況進行定期校驗；二是張拉的原則。梁體強度到達設計要求后立即張拉，張拉后按規范要求壓漿和安裝，防止梁體閌橫向剛度較小，張拉后又長時間放置而產生側彎。

1.4 壓漿

預應力筋張拉完成后，應立即進行孔道壓漿工作，以防銹蝕，增加結構的耐久性。灌漿用的水泥漿，除應滿足強度和粘結力的要求外，應具有較大的流動性、泌水性。按規范規定，孔道灌漿應采用不低于32.5級普通硅酸鹽水泥配制的水泥漿或砂漿，其強度不應低于20 N／mm2，攪拌后3 h的泌水率宜控制在2 %，最大不超過3 %。為提高水泥漿強度，可使用水泥重0.5 %～1 %的減水劑；為增加灌漿密實度，可使用一定比例的膨脹劑。灌漿前孔道應濕潤、潔凈。灌漿壓力以0.5 MPa～0.6 MPa為宜。灌漿應緩慢均勻進行，不得中斷，并應排氣通暢。

2 預應力后張法施工常易出現的質量問題及防治對策

2.1 張拉作業管理混亂

張拉設備使用混亂，表現為未經標定、檢驗或超期使用；隨意配套組合使用，造成張拉力不準確；操作人員沒有遵照原定的張拉順序進行張拉，使結構受力不均衡，造成構件變形，出現不正常裂縫，嚴重時會使構件失穩。預防措施如下：

（1）千斤頂、油泵及壓力表要經編號配套后進行標定。每套設備標定后應及時繪出張拉力與壓力表讀數的關系曲系。

（2）標定張拉設備用的試驗機或測力計精度不得低于±2 %，壓力表的直徑不得小于150 mm，其精度不應低于±1.5 %。

（3）經配套標定的張拉設備，必須配套使用，不許隨便更換，隨意搭配組合使用。

（4）使用過程中，一旦其中某項設備發生故障，需要更換時仍須再行配套標定。

2.2 金屬波紋管孔道漏漿

現澆預應力混凝土結構澆筑混凝土時，金屬波紋管（螺旋管）孔道漏進水泥漿。輕則減小孔道截面面積，增加摩阻力；重則堵孔，使穿筋困難，甚至無法穿入。當采用先穿工藝時，一旦漏入漿液將預應力筋鑄固，造成無法張拉。

2.2.1 預防措施

（1）金屬波紋管出廠時，應有產品合格證并附有質量檢驗單，其各項指標應符合行業標準《預應力混凝土用金屬螺旋管》（JG/T301394）的要求。

（2）搬運時應輕拿輕放，不得拋甩或在地上拖拉；吊裝時不得以一根繩索在當中攔腰捆扎起吊。在室外保管的時間不可過長，應架空堆放并用氈布遮蓋，防止雨露及各種腐蝕性氣體或介質的影響。

（3）金屬波紋管的接長，可采用大一號同型波紋管。接頭管的長度為200 mm～300 mm，在接頭處波紋管與居中碰口；接頭管兩端用密封膠帶或塑料熱塑管封裹。

（4）波紋管與張拉端喇叭管連接時，波紋管應埋入式固定端鋼絞線連接時，可采用水泥膠泥或棉絲與肢帶封堵。

（5）灌槳泌水管與波紋管的連接，可在波紋管上開洞用帶嘴的塑料弧形壓板與海綿墊片覆蓋并用鐵絲扎牢，再接增強塑料管，外徑20 mm，內徑16 mm，并伸出梁面約400 mm。為防止泌水管與波紋管連接處漏漿，波紋管上可先不開洞并在外接塑料管內插一根鋼筋，待孔道灌槳前再用鋼筋打穿波紋。

2.2.2 治理方法

（1）對后穿筋孔道，澆筑混凝土過程中在混凝土凝固前，可用通孔器通孔或用水沖孔，及時將漏進孔道的水泥漿散開或沖出。

（2）對先穿筋的孔道，應在混凝土終凝前，用倒鏈拉動孔道內的預應力筋，避免水泥漿堵孔。

（3）如金屬波紋管孔道堵塞，應查明堵塞位置，鑿開疏通。對后穿筋的孔道，可采用細鋼筋插入孔道探出堵塞位置。對先穿筋的孔道，細鋼筋不易插入，可改用張拉千斤頂從一端試拉，利用實測伸人值推算堵塞位置。

2.3 預應力筋的滑絲和斷絲

后張法預應力筋張拉時，預應力鋼絲和鋼絞線發生斷絲和滑絲，使得構件和預應力筋受力不均勻或使構件不能達到所要求的預應力值。

2.3.1 預防措施

（1）預應力鋼材與錨具應當具有良好的匹配性，因此，現場實際使用的預應力鋼材與錨具，應與預應力筋—錨具組裝件錨固性能試驗用的材料一致。如現場更換預應力鋼材與錨具之一，應重做組裝件錨固性能試驗。

（2）預應力鋼材下料時，應隨時檢查其表面質量，如局部線段不合格，則應切除。

（3）預應力筋編束時，應逐根理順捆扎成束，不得紊亂。

（4）預應力筋穿入孔道后，應將其錨固夾持段及外端的浮銹和污物擦拭干凈，以免鋼絞線張拉錨固時夾片齒槽堵塞而引起鋼絞。

2.3.2 治理方法

根據公路橋涵施工技術規范第11.7.6條的規定：后張預應力鋼材斷絲、滑絲的數量，對每束鋼絲或鋼絞線不得超過一根，每個斷面斷絲之和不得超過該斷面鋼絲總數的1 %，且嚴禁相鄰兩根斷裂或滑脫。超過上述限制，應更換鋼絞線及錨具重新張拉。

2.4 曲線孔道豎向位置偏差

在多跨連續預應力混凝土橋梁中，曲線預應力筋的豎向坐標是以預埋的波紋管中心線為準。在實際施工中，檢查曲線孔道豎向坐標時經常遇到跨中處坐標偏高與支座處坐標偏低的現象，降低了預應力筋的有效高度，影響梁的承載力和抗裂要求。

2.4.1 預防措施

（1）在編制施工組織設計期間，應核對曲線預應力筋的坐標高度是否會引起波紋管與梁的鋼筋相碰。如在內支座處遇到這種情況，應與設計人員商討，看能否調整鋼筋的規格和排列方式，不得已時考慮降低波紋管的坐標高度。在跨中處也可參照處理。至于在其他部位，鋼筋應避開波紋管，不得影響波紋管的曲線形狀。

（2）施工單位應分解繪制預應力筋曲線坐標圖、支座（跨中）處鋼筋與預應力筋孔道排列詳圖，并交待給有關操作人員。施工中加強督促檢查，嚴格按圖施工。

（3）金屬小波紋管可采用鋼筋支托定位，鋼筋支托可點焊在箍筋上，間距0.5 m～1 m，防止混凝土澆注后波紋管上浮。

2.4.2 治理方法

（1）金屬波紋管的坐標高度超出允許偏差，但不大于10 mm，可不必調整。

（2）金屬波紋管的坐標高度如超出允許偏差大于10 mm，應局部拆開調整至允許偏差內。

（3）金屬波紋管的坐標高度超出允許偏差較大而無法調整時，應會同設計人員根據實際受力情況商討解決辦法。

3 結束語

預應力技術從理論到工程實踐經過幾代人的研究和不斷創新，已發展為比較成熟的技術，然而在具體的施工過程中，因為不同的施工條件和情況，出現的問題也五花八門、復雜多樣，除以上所列舉的幾種外，常見的質量問題還有預應力筋改變方向處混凝土開裂、曲線孔道灌漿密實等，這就需要我們一線的施工人員嚴格遵循各工序操作規程，確保預應力施工質量。

1 胡來平、杜 航.淺析后張法預應力技術在橋梁施工中的應用.科技創新導報，2010（4）

2 李 明.預應力后張法施工的質量控制.中國建筑出版社，2008