淺析后張法預應力混凝土橋梁張拉施工技術

張躍君

（中鐵二十三局集團第四工程有限公司 四川成都 610015）

淺析后張法預應力混凝土橋梁張拉施工技術

張躍君

（中鐵二十三局集團第四工程有限公司 四川成都 610015）

隨著全國鐵路橋梁建設規模的不斷擴大和升級，預應力方面的技術在橋梁工程中的應用愈來愈廣泛，然而相應的質量問題出現頻率也不斷增加。針對預應力技術在鐵路橋梁施工中存在的問題，分析預應力技術的施工管理，并提出了相關的改進措施。

橋梁工程；預應力施工；混凝土；技術

1 前言

預應力混凝土構件在工程實際中應用相當廣泛，它既能減輕結構物自重，提高抗震能力，又能充分發揮材料的強度，改善構件受力性能和擴大整體使用范圍。其中預應力橋梁施工中由于人員、設備材料、施工方法、管理水平等多種因素影響，出現的若干預應力技術方面問題，對其進行分析，找出產生問題的原因，采用合理的方法及時進行處理，并制定、落實相應的預防措施，旨在不斷提高后張法預應力技術應用。

2 預應力施工管理現狀

2.1 預應力孔道堵塞

預應力孔道堵塞：混凝土澆筑后預留孔道產生變形或塌陷的情況統稱為孔道堵塞。預應力孔道堵塞之后產生的不良后果為：預應力鋼絞線沒有辦法從中穿過，或者使得實際的鋼絞線的伸長值和設計的鋼絞線的伸長值出現偏差，給現場施工造成麻煩，即影響施工，又浪費人工，還影響梁體本身工程質量。導致孔道堵塞的原因有很多，具體表現為以下四點：

（1）波紋管安裝沒有嚴格按照施工要求來進行，導致波紋管由于定位不精確在上下方向或左右方向發生彎折或扭曲現象，或者由于波紋管的套管接頭位置沒有得到嚴密的包裹或產生松動，在混凝土澆筑的過程中由于波紋管滲漏水泥漿從而產生堵塞。

（2）施工用的波紋管自身的剛度存在缺陷，在外力作用下擠壓變形，造成堵塞。

（3）在振搗工藝中使用抽拔振搗棒時，未根據預應力管道的位置進行振搗，振搗棒底部觸及預埋管，導致管道變形。

（4）控制不好抽芯（抽拔膠管）時間，抽芯過早，混凝土還沒有完成初凝，強度不足；抽芯太晚，在抽芯的過程中橡膠抽拔管被拔斷，從而使得孔道堵塞。

2.2 張拉工藝

預應力混凝土張拉工序為橋梁生產的關鍵工序，直接影響著橋梁的耐久性。根據相關規范要求：曲線預應力筋和長度大于24m的直線預應力筋，應采用兩端張拉，以保證在活載和恒載的作用下，橋梁能夠建立跨中所需要的抵抗彎矩，以防止因跨中承載力不足而導致梁體產生裂縫。張拉過程中常常出現不同步現象，導致兩端千斤頂的不同步率大于10%。同時張拉的錨具經常與錨墊板位置發生間隙，對位不準確，不能保證三軸同心。這也是張拉過程中的一個控制要點。

2.3 張拉力控制

在施工現場，預應力不規范施工，張拉力沒有得到嚴格控制，對預應力橋梁的質量產生較大影響。一般情況下，預應力橋梁的張拉作業使用“雙控”法進行，顧名思義就是對張拉力筋的控制力（油壓表讀數體現）和預應力筋的伸長量進行同時控制，其中以張拉力筋的控制力（油壓表讀數體現）的控制為主，以伸長值控制為輔，同時靜停時間要保證。張拉力的計算必須要考慮管孔道偏差影響系數K和摩擦系數μ、錨口損失、鋼絞線彈模等因素，這些數據必須由具備資質的單位現場試驗計算得出。同時張拉所使用的油表和千斤頂也有嚴格的要求，不能使用普通的千斤頂和油表，二者還要注意配套使用。另外張拉使用的錨具經常與錨墊板位置出現偏差、錨墊板處堵塞不嚴、水泥漿滲漏等因素常常影響孔道的偏差系數，致使張拉應力發生變化，影響張拉數據。

2.4 專業人才不足

長期以來，對于后張法預應力混凝土施工人們的重視度都較差，很多專業性人才因此而流失，相關大學在這方面的招生也較為困難。隨著工程技術的發展，預應力施工人才的需求越來越大，為了滿足這方面的需求，相關建筑單位紛紛采取挖墻腳的戰略，久而久之形成一種惡性循環，使得企業的發展受到一定的阻礙。為了有效的解決這個問題，很多建筑企業聘請專業的講師對相關專業的施工人員進行授課培訓，促使其能力得以全方位的提升，從而解決人才需求不足的現狀。

3 張拉工序管理措施

在預應力工程開工之前，相關的技術人員要向施工人員做好技術交底工作，以預應力工程的施工組織方案為依據，對預應力筋的束數編號、張拉應力、程序、油壓表的讀數以及安全注意事項等要進行詳細地交待，保證施工人員能夠做到規范施工。同時必須對作業人員進行崗前安全教育培訓，考試合格持證上崗。

3.1 預應力孔道控制

如果要在預應力筋穿過的地方穿過非預應力鋼筋，那么非預應力筋要對預應力筋進行避讓，有抵觸時可以根據實際情況進行調整。同時膠管一定要根據圖紙的位置精確定位在定位筋的位置上，橡膠管一定要綁扎牢固，偏差符合規范要求。（預留管道在任何方向與設計位置偏差：距跨中4m范圍≤4mm；其余部位≤5mm）。預應力混凝土中預埋件、預留孔等的預留位置應準確，誤差控制在規定范圍之內，模板必須安裝牢固。模板安裝要與設計要求和規范相符，不能因為混凝土澆筑、混凝土振搗等因素使管道位置發生改變。在澆筑的過程中，如遇堵管等問題，處置方法：①要以預應力筋的曲線坐標為依據，對孔道堵塞位置進行精確的定位，使用沖擊鉆等工具緩慢鉆孔，完畢后將預留孔道中的殘渣清理干凈，保證鋼絞線在孔道中自由的穿梭；②再使用環氧樹脂混凝土等高強度修補材料對其進行封孔。

3.2 張拉工序的控制

在進行張拉工作前應密切注意“三控”，即對混凝土強度、混凝土彈性模量及混凝土齡期這三者進行控制，強度及彈性模量必須達到設計值，終張拉齡期一般不少于規范要求的養護時間。張拉過程嚴格按照技術交底和作業指導書進行。張拉工藝采用兩端同時張拉，張拉一定要同步即兩端油泵同時對主缸送油，加載至鋼絞線的初始應力（控制應力一般取鋼絞線強度的20%），略微拉緊鋼絞線束，對錨板與千斤頂的位置進行校準，使孔道、錨具和千斤頂的軸線處于同一位置，做到三軸同心。張拉油表和千斤頂必須配套使用，不得任意替換，以保證張拉數據的準確可靠。張拉完畢后以油壓表讀數為主，以鋼絞線的伸長值作校核，伸長值經計算符合設計要求，并在張拉施工完成24h后，經確認預應力筋回縮量符合設計要求方可切除外露多余鋼絞線。

3.3 后張預應力結構的張拉力控制

在施工現場，由于預應力施工的規范性不強，不能對張拉力進行嚴格控制，導致預應力橋梁的質量受到較大的影響。一般來說，張拉作業使用“雙控”法進行，在此過程中要把張拉力放在主要位置，要將伸長值放在次要位置。同時確保張拉完成后的靜停時間。

預應力鋼絞線伸長值計算：

式中：P——預應力筋張拉端張拉力；

L——各段鋼絞線長度（端部直線段、曲線段、中部直線段、端部千斤頂段）；

A——預應力筋截面積（實測值）；

E——預應力筋彈性模量（實測值）；

e——自然對數底數等于2.71828182845904；

K——孔道偏差影響系數；

μ——預應力筋摩擦系數。

張拉力在計算時必須要考慮預應力筋孔道偏差影響系數K和摩擦系數μ（此兩因素對張拉伸長值影響至關重要）、錨口損失、所使用的鋼絞線的彈模等因素，孔道偏差影響系數K和摩擦系數μ影響因素數據必須由具備相應資質的單位現場試驗計算得出（試驗示意圖如圖1）。

同時張拉所使用的油表和千斤頂也有嚴格的要求，且二者必須配套使用，定期檢測。油表需采用1.0級防震壓力表。張拉使用的錨墊板必須要與所使用的鋼絞線的直徑配套使用。

圖1

4 加強施工過程管理

（1）建立三級檢驗制度。三級檢驗分別是作業人員自我檢驗、上下工序班組間相互檢驗和專職檢驗員的檢查。①員工對自己負責的工序進行質量檢驗；②上下工序的負責人進行相互檢驗；③有專職檢驗員對各個工序的質量進行抽檢或者周期性的檢驗。

（2）在施工準備階段：①要對全體施工人員進行崗前安全教育，保證施工過程的安全；②要組織技術人員進行圖紙會審和安全技術交底工作，保證施工人員明確自己的職責，熟練掌握自己負責工序的施工技術；③要組織施工人員學習設計圖紙和施工方案，保證施工工序能夠有序銜接，保證工程的施工質量。

（3）施工階段做好原材料進場檢查驗收，建立臺賬，形成檢查驗收記錄，完善產品可追溯機制，保證進入工程實體產品合格。

（4）施工階段加強工序控制，施工現場管理人員（質檢員、技術員）必須跟班作業，保證施工過程嚴格按照設計流程和技術細則來進行，杜絕不按技術交底和規范施工的現象，同時重點加強對關鍵和隱蔽工序的檢查，控制整個施工過程的每道工序符合要求。

（5）施工各工序完成后加強成品保護，存放場地要開闊平整，現場盡量避免與其他施工過程相沖突，出現問題及時做好協調管理。增強全體人員的產品質量意識，保證產品出場的合格率。

5 結語

本文從預應力施工現狀、孔道堵塞問題、張拉工藝、專業人員不足、張拉施工管理等方面進行簡單論述，旨在分析預應力施工質量的影響因素，進而得出各張拉工序的管理措施，最后明確預應力施工過程管理方法的強化策略，以保證后張法預應力混凝土橋梁張拉施工技術的應用成果。

[1]中華人民共和國鐵道行業標準.《預制后張法預應力混凝土鐵路橋簡支T梁技術條件》（TB/T3043-2005）.

[2]李國平.橋梁預應力技術百問[M].北京：人民交通出版社，2004.

[3]蔚建華.預應力混凝土橋梁施工技術要點[M].北京：人民交通出版社，2004.

U445.57

A

1004-7344（2016）04-0156-02

2016-1-22

張躍君（1982-），男，中級，大學本科，主要從事鐵路橋梁工程建設及管理工作。