后張法預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在市政橋梁工程中的應(yīng)用

周光耀

（中鐵五局集團(tuán)第二工程有限責(zé)任公司，湖南衡陽 421000）

1 后張法預(yù)應(yīng)力技術(shù)施工的特點

工程施工過程中具備的主要特點是：當(dāng)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁進(jìn)行施工時，高架橋基礎(chǔ)、承臺、墩柱的施工時間要達(dá)到要求。連續(xù)箱梁澆筑作業(yè)要分段施工，每一段按照先澆筑箱梁的底板和腹板混凝土，再立頂模、澆筑頂板混凝土的順序，分兩次澆筑[1]。

施工工藝的流程為：①整齊規(guī)范的敷設(shè)完支架的基礎(chǔ)后再搭建支架，先將底腹模板搭設(shè)完再安裝底腹板鋼筋，再固定位置、安置波紋管，最后澆筑完混凝土后搭設(shè)頂模；②安裝頂翼板鋼筋，澆筑完頂板混凝土后進(jìn)行常規(guī)養(yǎng)護(hù)，再開始編束、穿束鋼絞線工作，最后再利用預(yù)應(yīng)力張拉后進(jìn)行封錨、養(yǎng)護(hù)流程；③拆除模板支架。

2 后張法預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)流程

2.1 預(yù)應(yīng)力孔道預(yù)設(shè)

預(yù)應(yīng)力張拉是使用塑料與金屬的特性作為孔道波紋管的主要材質(zhì)，在預(yù)設(shè)波紋管孔道前，加強對波紋管外觀、大小及徑向剛度等數(shù)據(jù)的獲取檢驗。橋梁施工期間極少出現(xiàn)水泥漿滲漏的情況，但是會發(fā)生滲水問題。

為了避免出現(xiàn)毛刺問題，施工時的波紋管應(yīng)垂直于墊板；與此同時，波紋管內(nèi)橫截面面積不小于2.5 倍預(yù)應(yīng)力鋼筋凈截面面積；另外，當(dāng)預(yù)應(yīng)力管道施工時，管道與喇叭管連接處沒有縫隙，這可以避免發(fā)生接管外露的情況。

2.2 支架搭建與模板安裝

針對不同地質(zhì)條件的地基有不同的施工方法，這是因為地基的承載力各不相同。如果施工場地是水庫，那么為了保證橋梁應(yīng)用安全，需要修好地基后再設(shè)置落地鋼管支架。故而，設(shè)置落地支架時需要提前完成支架方案，確保支架方案合理、可行性高，并等到支架方案通過審批后再搭建支架。另外，在支架搭建完成后，還需要檢驗質(zhì)量，支架質(zhì)量達(dá)標(biāo)后再進(jìn)行模板施工。嚴(yán)格控制模板施工時的順序，先安裝底模再安裝側(cè)模，頂模最后施工[2]。

2.3 鋼絞線下料和穿束

根據(jù)設(shè)計圖紙來計算鋼絞線下料長度。鋼絞線下料長和設(shè)計值的偏差要小于10mm，相同孔道中鋼絞線長偏差應(yīng)小于5mm。用電弧焊剪切預(yù)應(yīng)力筋，會造成鋼絞線受到電弧焊火花與接地電流等方面影響，所以用電動砂輪剪切預(yù)應(yīng)力筋。下料期間需要依次編束鋼絞線，避免出現(xiàn)散頭情況，編束時盡量控制鋼絞線間距1m，搬運時避免在地上托拽鋼絞線。

2.4 張拉

在張拉穿束鋼筋時，先將長鋼筋套套在穿束器中，借助牽引設(shè)備，再配合另外一端的引線拉出鋼筋，鋼絞線張拉施工期間，應(yīng)在施工現(xiàn)場設(shè)立一定安全標(biāo)識。如果選擇錨具是夾片的形式，施工時盡量保證操作穩(wěn)定，避免較大的波動，并且嚴(yán)格按照預(yù)應(yīng)力筋張拉的規(guī)范步驟進(jìn)行施工。張拉操作分三次進(jìn)行，并借用千斤頂共同協(xié)作，設(shè)置首次張拉控制、二次張拉控制與三次張拉控制分別為10%、20%、100%。

按規(guī)范完成預(yù)應(yīng)力筋及卸載千斤頂后，應(yīng)當(dāng)仔細(xì)對設(shè)備進(jìn)行絲滑性能以及其受損程度和安全性的檢測，如果絲滑程度受到影響，那么盡量控制絲滑數(shù)量的占比控制在總數(shù)量的1%以內(nèi)，如果絲滑程度超出1%，必須要更替設(shè)備，并重新進(jìn)行張拉作業(yè)。逐一檢驗斷絲情況后，盡量保證斷絲與滑絲數(shù)量比相一致；將夾片數(shù)量控制在3mm 范圍內(nèi)，仔細(xì)檢查暴露在外的夾片數(shù)量，避免錨具出現(xiàn)配套不足的情況。為了避免張拉施工期間，因為錨具夾片彈出引發(fā)安全事故，不能在千斤頂上及正前方站人；確保鋼絞線張拉施工時應(yīng)力均勻，一定要按照施工順序操作[3]。

2.5 孔道壓漿

完成預(yù)應(yīng)力筋張拉作業(yè)后，盡量控制預(yù)應(yīng)力筋不會發(fā)生腐蝕情況，利用孔道壓漿施工。提高橋梁結(jié)構(gòu)的耐久強度，等到水泥漿凝固后和預(yù)應(yīng)力筋融為一體，在此基礎(chǔ)上施工，可以避免預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力出現(xiàn)變化。

對此，使用硅酸鹽水泥漿，能夠確保水泥漿的質(zhì)量達(dá)到預(yù)應(yīng)力強度與黏結(jié)力等方面的設(shè)計要求，這是根據(jù)實際操作與要求的最佳選擇；此外，大幅提高水泥漿質(zhì)量，可以在水泥材料中添加減水劑；壓漿時嚴(yán)格控制壓漿壓力在0.5MPa 左右，并且壓降工作結(jié)束后，清理干凈孔道，除了控制壓漿壓力，也要控制壓漿速度，以確保壓漿排氣暢通以及操作持續(xù)，如果發(fā)生另一端有水泥漿溢出，不能立即停止壓漿作業(yè)，相反要持續(xù)觀察2s 左右，再進(jìn)行封堵，封堵無溢出后再施壓作業(yè)，這樣操作才能保證壓漿質(zhì)量過關(guān)。孔道壓漿具體如圖1 所示。

圖1 孔道壓漿

3 預(yù)應(yīng)力張拉安全事故及防控舉措

3.1 預(yù)應(yīng)力超出規(guī)定指標(biāo)

實踐施工中在取樣檢測張拉錨固后鋼絲束期間的張拉應(yīng)力值，發(fā)現(xiàn)張拉應(yīng)力值存在不穩(wěn)定波動現(xiàn)象，當(dāng)數(shù)值與實際設(shè)計要求出現(xiàn)偏差，不僅會造成結(jié)構(gòu)設(shè)計與規(guī)定荷載不一致，而且會影響結(jié)構(gòu)承載力與實際設(shè)計出現(xiàn)偏差，從而預(yù)應(yīng)力超出承受范圍造成斷裂后果。預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)埋管道相互摩擦阻值相對較大。預(yù)應(yīng)力鋼材束應(yīng)力出現(xiàn)逐漸松弛的問題，因為張拉作業(yè)是在混凝土強度與實際要求不符的情況下進(jìn)行，那么應(yīng)力數(shù)值必然會出現(xiàn)偏差[4]。

針對此，如何利用現(xiàn)有技術(shù)有效控制超張拉問題是急待解決的。經(jīng)過技術(shù)分析，發(fā)現(xiàn)張拉準(zhǔn)備前要保證預(yù)應(yīng)力混凝土強度高于原有設(shè)計規(guī)定的將近80%。當(dāng)張拉力達(dá)到最后一級時，持荷時間要達(dá)到設(shè)計文件中5min 的要求，進(jìn)油速度需要放慢，確保頂錨施工時油表指針穩(wěn)定。

3.2 張拉斷絲

頂錨期間，張拉預(yù)應(yīng)力鋼絞線出現(xiàn)斷絲掉落情況，錨具和聯(lián)結(jié)器前端是主要的發(fā)生位置。施工時發(fā)生掉落會造成很多不利因素，比如張拉絲中斷，預(yù)應(yīng)力損失值也會隨著斷絲情況而加強。如果這一數(shù)值超出規(guī)定安全值范圍，很可能導(dǎo)致設(shè)備原件報廢。而發(fā)現(xiàn)鋼絲斷裂情況發(fā)生次數(shù)增多，主要是因為部件構(gòu)造由鋼質(zhì)錐形錨具的錨圈上端呈倒角并非圓形，加大頂錨力度，鋼絲出現(xiàn)受力不均勻的影響，就會使鋼絞線有擰麻花情況發(fā)生，斷裂情況就會經(jīng)常發(fā)生。

仔細(xì)檢查張拉槽和錨墊板的平整程度，可以解決這一問題，從而必須保證錨墊板和千斤頂頂面張拉期間保持相互平行狀態(tài)。需要留意的是，錨具過熱或過硬都會影響錨具的應(yīng)用，所以仔細(xì)檢查錨具是否正常規(guī)范使用。

要仔細(xì)控制預(yù)應(yīng)力鋼絲受力平均，及時檢查使用預(yù)拉工藝鋼絞線的質(zhì)量；降低鋼絲張拉期間時的加載速度，能夠避免其內(nèi)應(yīng)力不斷增長。嚴(yán)禁用氣焊與電焊切割預(yù)應(yīng)力鋼材，會導(dǎo)致下料期間的預(yù)應(yīng)力鋼材發(fā)生冷脆情況[5]。

3.3 出現(xiàn)伸長值異常情況

雙控指標(biāo)用于預(yù)制箱梁預(yù)應(yīng)力張拉施工的主要措施，核心是張拉應(yīng)力控制。按照參照規(guī)范流程，按時檢測預(yù)應(yīng)力筋伸長數(shù)值，盡可能將伸長值和理論值二者的偏差把控在6%內(nèi)。如果出現(xiàn)伸長值異常警報，說明實際測量值大于這一數(shù)值。如果在張拉期間，伸長值發(fā)生異常，立即暫停張拉，避免不做處理就開始壓漿與割絲。盡快找出發(fā)生異常問題根源，采取相應(yīng)處理辦法，方能正常進(jìn)行張拉工作。具體解決辦法可以參照以下方法：

（1）復(fù)核理論伸長值，以保證伸長值達(dá)到設(shè)計要求，且與實際情況相符，也可以進(jìn)行現(xiàn)場試驗測定工作。

（2）全方面監(jiān)測張拉機(jī)具與油壓表情況，確保數(shù)值精確，且觀察油壓表讀數(shù)保證準(zhǔn)確無誤。如果讀數(shù)出現(xiàn)錯誤，則需要立即換掉讀數(shù)設(shè)備，再重新進(jìn)行張拉作業(yè)。如果數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯誤，需要重新計算，再重新進(jìn)行張拉作業(yè)。

（3）合理分析由于管道異常引起的伸長值偏差，以避免張拉預(yù)應(yīng)力與規(guī)定數(shù)值出現(xiàn)偏差，出現(xiàn)異常及時采取措施處理。

4 結(jié)語

現(xiàn)階段，后張法預(yù)應(yīng)力是提高市政橋梁工程質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)，因為市政橋梁工程建設(shè)中施工環(huán)境變的復(fù)雜、難度系數(shù)加大，這對操作工藝、施工人員的技術(shù)要求也逐步提高，對各項條件的要求更嚴(yán)苛，所以后張法預(yù)應(yīng)力技術(shù)成為市政橋梁工程中所采用的最主要方法之一。不斷提高技術(shù)水平，就可以在市政橋梁工程建設(shè)中充分地發(fā)揮后張法預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)優(yōu)勢，因此，希望本文研究的后張法預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)對相類似的工程起到參考作用。