市政橋梁預應力空心板梁施工工藝探討

杜澄

摘要：預應力空心板梁具有截面高度低、材料經濟指標合理、預制方便、標準化作業可行度高、吊裝快捷等優點，我國的中小跨徑橋梁常采用此橋型。但是在實際施工生產中很容易出現種種質量通病和缺陷。現對于施工工藝側重點，結合筆者過往所監理的市政橋梁工程其預應力空心板梁的施工過程中易出現疏漏的環節作如下探討。

關鍵詞：市政工程;空心板梁;后張法

梁體是全橋的核心，梁體質量的好壞決定整座橋的結構性能。預應力技術現已發展的相當純熟，而預應力技術的運用在梁體施工中又是核心內容。合格的預應力施工能大大的提高梁體結構性能，減少后期的相關梁體病害的發生。

一、預應力張拉

預應力張拉工序是整個空心板梁的核心施工工序。筆者本文著重后張法施工工藝。

（一）預應力孔道定位

預應力孔道定位是預應力張拉關鍵技術之一，孔道的偏位會造成預應力損失過大，使結構整體偏向于不安全。筆者認為預應力孔道的定位控制點間距因控制在30em為益，尤其是腹板的弧形孔道，曲率變化較多，實際施工前最好采用CAD等圖形軟件根據設計圖紙對弧形孔道進行空間定位。宜采用環形箍筋對預應力孔道進行固定定位，并由箍筋連接腹板架構筋，以免混凝澆筑及振搗時造成預應力孔道脫扣偏位，影響整體張拉質量。

（二）預應力鋼束編號及穿孔

施工單位往往忽視同孔道內預應力鋼束進行編號，實際操作中未進行編號便進行預應力鋼束穿孔，例如：入口錨端上部孔鋼束穿處出口錨端下部孔，造成鋼束互相絞纏，初張拉時才發現。預應力鋼束重新處理極度煩瑣也存在較大安全風險。

對于同孔道內的預應力鋼束進行兩端編號標記處理，能有效的防止同孔道內預應力鋼束互相絞纏。

（三）預應力筋張拉控制

鋼絞線張拉是預應力空心板梁預制過程中的關鍵工序。在預應力張拉的施工中極易出現伸長量與張拉力不同步、伸長量實測值與伸長量理論值不相符等問題。這些問題會造成正常梁體結構的失衡，嚴重的會導致極其嚴重的工程質量事故。在已建成的橋梁中很多病害也與預應力不足有關。

板梁結構內的有效預應力會受到預應力損失的影響，從而會對橋梁自身結構安全產生較大隱患。當預應力損失過大會導致結構中的預應力不足，致使結構承載力不足，使結構偏于不安全。其理論伸長量計算公式：△L=Pp×L/（Ap×Ep）其中：Pp-P[（1+e-（KL+μθ））/kx+μθ]由上述公式對比過往張拉施工結果發現，預應力鋼絞線的實際伸長量與理論伸長量之間存在一定的差值。筆者認為導致其產生差值的主要原因有：預應力鋼絞線的實際彈性模量與計算理論伸長量時取值不一致;張拉千斤頂的校驗不準確;預應力孔道的摩擦損失取值與施工實際情況不相符;現場測量時的測量誤差等。所以預應力鋼絞線需要單獨取樣送檢用以確定其實際的彈性模量，對于張拉使用千斤頂一定要在施工前進行效驗，而預應力孔道則需要對其進行有針對性的防銹保護。

預應力施工過程中對預應力鋼絞線初應力的張拉特別重要，其主要目的是有效的消除預應力鋼絞線的非彈性變形，可以簡單的理解為把松弛的預應力鋼絞線“繃直”讓實測時鋼絞線的伸長量變化發生在彈性變形階段。本工序需特別關注，如果沒做好做到位則后續測量無實際意義，更會造成更大的測量誤差，存在極大地結構安全隱患。目前結合過往經驗來看初應力一般采用最大應力值的15%～30%，較長的長鋼束采用較大值，相對短的鋼束則選用較小值。

這里特別需要注意的是預應力鋼絞線在整個張拉作業過程中還會出現類似于回縮的情況，在施工過程中經常會有鋼絞線與錨夾片相對位移的情況發生。所以建議計算測量預應力鋼絞線實際伸長量時要把錨夾具段鋼絞線回縮值考慮在內。需要注意的是預應力鋼絞線實際伸長量不超過理論值的±6%，回縮量經驗來看一般不宜大于6mm，否則一定需要進行全面的檢查。

二、預應力孔道壓漿

預應力孔道壓漿主要是為了保護預應力筋，防止其生銹損壞，確保耐久性。筆者參閱相關研究資料發現預應力筋在高預應力狀態下生銹的可能性能達到正常狀態下的6倍之多。而灌入孔道的灌漿料包裹預應力筋同時能附著在預應力孔道壁上，使預應力筋和孔道內壁粘結起來形成整體。

張拉施工完成后，切除錨具上外露多余的鋼絞線但需注意的是應該保證外露鋼絞線不少于30-40mm，這里需要注意的是一般采用機械切割，禁止使用乙炔、電焊等高溫燒蝕的方法，否則會對預應力鋼絞線形成破壞造成預應力損失。

進行封錨作業時建議使用高強度水泥砂漿，封錨時將整個工作端全部包裹到位，砂漿覆蓋厚度一般需大于15mm，砂漿成型后需及時進行保護，建議封錨后48小時之內開始灌漿作業施工。

灌漿施工時筆者認為需要特別注意的事項如下：確保灌漿通道暢通，一定要將灌漿孔清理完全。灌漿時采用的水泥漿的水泥優先選用52.5級以上的普通硅酸鹽水泥需添加減水劑和阻銹劑，水膠比控制在0.27左右，不得泌水。市場上合格優質的專用灌漿料經檢測合格后，也推薦使用。

三、內模防上浮措施

預應力空心板梁在生產過程中，橡膠充氣芯模一般被推薦使用，其具有重量小、價格低廉、快速安裝等特點。橡膠充氣芯模整體重量輕，由于在尚未凝固的混凝土中產生的浮力，橡膠充氣芯模特別容易帶著梁體鋼筋籠整體上浮，容易造成底板厚度變大和頂板厚度變小。而鋼芯模雖然可以克服上浮的問題，但由于重量大、價格高，拆裝及其煩瑣。鋼芯模有一個非常大的缺點就是澆筑混凝土時只能采用一次性整體澆筑，后張法梁板鋼筋較密會出現底板混凝土澆筑時振動不均勻的現象，造成底板混凝土蜂窩麻面或空洞，一旦形成就會有極大的結構安全隱患。

從常規的兩種芯模的特點上來看推薦使用橡膠充氣芯模，將可能出現的問題放置在可控范圍內，所以采用橡膠充氣芯模其防上浮措施就顯得有為重要。筆者過往監理的工程來看采用增設橡膠充氣芯模限位筋來防止上浮，效果還是不錯的。特別是后張法施工的空心板梁，其橡膠充氣芯模體積較大所需混凝土方量也大，如果不做好橡膠充氣芯模的防上浮限位措施，極易造成橡膠充氣芯模帶動鋼筋籠一起上浮。

這里筆者推薦一種采取限位鋼筋與外模形成整體的方法，其一是在外模上面每2.0m固定一個橫向受束槽鋼一般用來輔助固定外模，從最上層橫向鋼筋上面分多個點焊接一小段鋼筋向上頂在橫向槽鋼下面作為限位措施，防止橡膠充氣芯模向上偏移。其二為限制橡膠充氣芯模左右偏移，在橡膠充氣芯模圓弧限位鋼筋上再加裝縱向與板梁同長度的限位鋼筋并采用拉鉤等方式與梁體架構筋形成整體以防止橡膠充氣芯模在澆筑時受震動和浮力影響產生偏移。根據經驗來看在板梁底板澆筑過程中混凝土厚度建議小于設計的厚度，在上部二次澆注時，通過振搗混凝土使混凝土從外側模板的兩側滲入底板從而擠密，使底板達到設計厚度。如果一次澆筑完畢特別容易產生底板過厚的情況。

四、結論

抓住板梁施工的要點難點，結合規范與實際經驗，能有效地避免質量通病的發生。

橋梁施工百年大計，而梁體又為核心中的核心，其生產施工流程復雜煩瑣，我輩土木人必將秉承工匠精神上下而求索，在其施工與發展的道路上不斷地探索與求知。未來遙不可知，定當專注于足下。

參考文獻：

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