后張法預應力橋梁施工技術研究

任波

【摘 要】我國近些年來經濟快速發展，基礎建設發展速度明顯加快。隨著經濟的快速發展，我國公路建設也得到了長足的進步。預應力混凝土結構由于自身優異的力學性能在交通工程中被廣泛的應用到橋梁工程中。但是由于預應力鋼筋混凝土結構由于鋼筋長時間處于高應力狀態，所以，預應力鋼筋在使用過程中更加易于銹蝕。一旦鋼筋出現銹蝕斷裂等現象，預應力混凝土結構就會出現不可逆的損壞，并會對結構的耐久性以及安全性造成極大的損害。結合對預應力混凝土結構進行相應的理論研究并結合實際工程經驗，針對后張法預應力混凝土結構在橋梁中的使用，針對施工技術方面進行了以下幾點研究：（1）針對現有的后張法預應力混凝土結構原理進行相應的理論研究，并對不同的預應力結構的特點進行相應的特點分析；（2）在原有的理論基礎上引入對真空壓漿技術進行相應的研究，特別是針對HDPE在真空壓漿技術中的配套應用進行研究。（3）結合實際工作經驗，總結出在實際施工中消除孔道和漿液中的氣泡的施工方法，并提出如何保證漿體的密實度、強度以及飽滿度。

【關鍵詞】后張法 預應力混凝土結構 橋梁施工技術 真空壓漿技術 HDPE

1 概述

隨著我國交通工程的快速發展，后張法預應力混凝土結構被大范圍的應用到橋梁建設中去。后張法技術的大規模推廣也加速了我國橋梁工程的發展速度。雖然我國橋梁工程發展速度迅速且接近國際領先水平，但是由于在施工過程中由于技術管控的問題，導致我國大量后張法預應力橋梁在未達到壽命期期限便出現了大量諸如漏漿、裂縫等病害。

后張法預應力結構最早在我國使用是在制作預應力屋架等結構上面[1]，隨著技術的逐漸進步，我國的后張法預應力結構開始在橋梁工程方面廣泛應用[2]。歐美國家為了緩解后張法預應力混凝土結構中鋼材料的腐蝕程度[3]，首先開始在預應力結構中大量采用深加工的鋼絞線、鋼絲繩等高強度材料[4]。并隨之加大預應力管束的密封性，通過采用保證壓漿密實、設置鋼筋網等措施保證鋼材與空氣的接觸，從而保證鋼筋銹蝕程度滿足使用要求[5]。

2 預應力混凝土結構研究

預應力混凝土結構主要通過利用高強度鋼材料對混凝土受拉區施加拉應力來保彌補混凝土結構在抗拉強度上的缺陷[6]。不同的預應力混凝土結構在受力結構上存在著較大的差異，且對施工方法與技術有著較大的影響。

2.1 預應力混凝土結構類型研究

隨著工程技術的發展，預應力混凝土結構發展為多種類型，不同類型根據設計與施工的特征影響，在承載力與耐久性方面具有不同的力學性質。根據理論研究，我們可以認為預應力混凝土結構可以分為以下幾類：

（1）先張法預應力砼結構與后張法預應力砼結構：根據張拉力施加的時間可以將混凝土結構區分為先張與后張兩種結構。但是由于自身施工技術限制，后張法由于不需要永久性張拉臺座，所以在實際施工過程中比先張法更加具有環境適應優勢。

（2）外部預應力砼結構與內部預應力砼結構：根據預應力來源部位可以將預應力混凝土結構區分為外部預應力結構與內部預應力結構。施工過程中通過對超靜定結構施加外力，可以對結構有效的施加預應力。

（3）體外預應力砼結構與體內預應力砼結構：根據預應力鋼絞線在混凝土結構中的位置可以將預應力混凝土結構區分為體外預應力與體內預應力結構。在大跨徑橋梁工程中，體內外結合預應力混凝土結構可以更加有效地適應橋梁荷載形式。

2.2 后張法預應力混凝土結構施工工藝研究

由于后張法預應力混凝土結構在施工過程中施工簡便，不需要永久性的張拉臺座被廣泛用于橋梁施工。根據多年現場施工經驗對后張法預應力混凝土施工技術進行一下幾點總結：

（1）構件檢查與清理：在進行預應力混凝土結構施工前，必須對結構的外觀與尺寸進行嚴格檢車，并對預應力管道進行嚴格的清理，保證構建外觀尺寸滿足設計要求，保證孔道干燥清潔。

（2）張拉采用分階段、分批次張拉：預應力張拉作為預應力混凝土結構施加預應力的主要工序，必須嚴格控制，保證預應力按照分階段，分批次施加到混凝土結構上，嚴禁直接張拉至極限應力。

（3）合理設置張拉順序：在張拉過程中，必須嚴格按照設計要求安排張拉順序，保證張拉過程中混凝土結構受力平衡。嚴禁不經計算直接進行張拉。

（4）嚴格把控模板支架質量：模板與支架的質量直接決定了預應力混凝土結構的澆筑質量，為了保證預應力混凝土結構質量必須對模板與支架質量進行嚴格管控。在進行縮短值計算時，可以按照每米梁縮短長度為0.2mm計算。

3 預應力混凝土結構橋梁施工技術研究

3.1 HDPE材料波紋管應用研究

在后張法預應力結構中成孔材料作為預應力體系的主要組成結構，直接決定了預應力混凝土結構的質量。如果在施工過程以及使用過程中成孔材料出現損壞，將會將混凝土結構直接暴露出來。傳統施工中后張法預應力混凝土結構的主要成孔材料主要為鋼材，但是在使用過程中由于受到水害的影響，直接導致鋼材銹蝕最后使得預應力系統損壞。所以針對這一現象，HDPE材料波紋管具有以下幾點明顯的優點：

（1）防腐性能好：HDPE材料由于自身性質特點直接決定了。

（2）絕緣性能好：由于預應力管道內存在大量液態氫氧化鈣溶液這些氫氧化鈣溶液由于電解作用會直接導致管道內產生大量的雜散電流，這些雜散電流會加速鋼筋的銹蝕。采用HDPE管道可以由于自身絕緣作用減緩電解銹蝕的產生。

（3）抗疲勞性能優越：根據長期工作經驗總結與實驗結果我們可以發現，HDPE材料管道的抗疲勞性能明顯優于金屬管道。

3.2 后張法預應力混凝土壓漿技術研究

后張法預應力混凝土結構在預應力張拉結束后，需要對管道進行相應的壓漿處理，漿液壓制效果直接決定了預應力筋在混凝土結構中的力學性能能否滿足設計要求。根據多年施工經驗，關于管道壓漿提出了以下幾點施工技術建議：

（1）嚴格控制壓漿施工工序，在將灌漿接頭與孔道連接后必須立即關閉閥門，且接頭螺紋部分應當纏繞具有防漏防滲作用的生膠帶，生膠帶纏繞應當搭接平鋪，不得有破損，保證無漏漿溢漿現象；

（2）在進行正式壓漿之前，應當對真空泵進行試驗。保證真空泵以及壓漿系統各部位不得存在漏漿漏氣等現象。壓漿前必須派專人檢查接頭處等易漏漿部位的接頭情況，保證密封情況良好后在進行壓漿施工。

（3）灌漿過程中應當嚴格保證真空泵真空度達到-0.06—0.09MPa之間，壓漿應當持續到漿液從上方排氣孔中溢出，無氣泡出現時方可進行封堵停止壓漿。壓漿過程中必須嚴格控制真空泵真空度，不得出現波動以及真空度不足等現象。

4 結論與展望

通過對不同的預應力混凝土結構進行相應的理論分析，并針對常年工作經驗總結，對后張法進行了相應的技術總結。采用改進后的橋梁后張法預應力混凝土施工技術進行施工會增加1%的造價，但可以節省預應力鋼材成本約2%，經過成本分析可以發現總體成本有效下降10%。既可以節約成本也可以提高使用期限。在施工中可以通過利用HDPE管道以及嚴格控制管道壓漿將真空度控制在經驗值附近可以有效地提高工程質量。

參考文獻：

[1]田倩，劉加平，孫偉，費志華.后張有粘結預應力混凝土灌漿料的變形行為及機理分析[A].中國硅酸鹽學會2003年學術年會水泥基材料論文集（下冊）[C]，2003年.

[2]田倩，孫偉，劉加平，繆昌文.后張有粘結預應力混凝土灌漿材料的變形行為及機理分析[A].中國硅酸鹽學會2003年學術年會論文摘要集[C]，2003年.

[3]陳磊，彭先，楊芝.超早強工程搶修灌漿料的研究與應用[A].混凝土外加劑及其應用技術[C]，2004年.

[4]王紹義.上海后張預應力新材料的開發和應用[A].第八屆后張預應力學術交流會論文集[C]，2004年.

[5]王國杰.高強度自密實混凝土及其與鋼筋粘結錨固性能的試驗研究[D].福州大學，2002年.

[6]FIP State of Report，“Precast Concrete Piles，” [J].Structural EngineerssTrading Organization， London， 1986.