論后張法預應力箱梁施工質量通病預防施工技術

劉憲純

中鐵十六局集團第三工程有限公司

1 引言

在公路橋梁施工中，后張法預應力箱梁施工是重難點內容，容易由于施工技術應用不當、控制不到位等原因而出現質量問題，進而會對全橋的穩定性、使用效果等多個方面帶來影響。對此，必須采取行之有效的預防技術，主動規避質量問題。鑒于此，文章著重圍繞后張法預應力箱梁的施工質量通病預防技術展開探討，提出一些應用要點，旨在為類似工程提供參考。

2 工程概況

甬臺溫高速公路復線溫州南塘至黃華段第4合同段，線路全長5.46km，按雙向六車道高速公路標準建設，整體式路基寬33.5m，設計速度100km∕h。本標段含橋梁5 座4706.42 延米，箱梁為重要結構，具體包含30m、29.25m、28m、25m四類預制箱梁，數量分別為1094片、20片、10片、240片，共計1364片。

3 后張法預應力箱梁施工中常見的質量通病

在后張法預應力箱梁施工中，常見的質量通病有以下方面：

（1）波紋管安裝環節，由于定位缺乏準確性以及波紋管未得到有效的固定處理，在后續施工中如果波紋管偏離設計位置，將伴有擠壓變形、受損漏漿等問題。

（2）錨固環節，在較大壓力的作用下錨具容易變形，甚至會影響錨下墊板，導致該裝置也出現變形現象。部分情況下，錨具的預應力筋的狀態被迫改變，有向內回縮的變化。

（3）混凝土澆筑期間需采取振搗措施，但在振搗方法不合理時將影響錨墊板處的混凝土施工狀態，存在不密實、不平整的情況，加之張拉期間的外力作用，出現開裂、凹陷的問題。隨著施工時間的延長，預應力鋼筋的應力隨之降低，出現應力損失[1]。

（4）在預應力荷載施加環節，箱梁混凝土沿受力方向壓縮變形，且該變形程度將隨著預應力的增加而加劇，若缺乏有效的控制，將發生大幅度的變形問題。

4 后張法預應力箱梁質量通病的關鍵原因

導致預應力混凝土箱梁出現質量問題的原因較多，例如：波紋管定位不準及加固措施未落實到位、接頭密封性不足、錨具未安裝到位、張拉時未合理分級以及未有效控制張拉參數（張拉力、持荷時間）、錨具的錨固性能不足等。在明確質量通病以及主要的成因后，下文提出詳細的預防施工技術。

5 后張法預應力箱梁質量通病的預防

5.1 波紋管質量通病的預防

鋼絞線在預應力管道中發生劇烈摩擦后將逐步受損，從而影響鋼絞線的力學性能。為了避免該問題，需要嚴格控制波紋管在梁體中的位置，利用定位網固定波紋管，使其在施工期間可始終維持相對穩定的狀態，且管道應具有圓滑、順直的特點[2]。在影響鋼絞線定位精度的各項因素中，以箱梁預拱度較為關鍵，隨定位筋間距的減小，預拱度將逐步趨近于設計值。根據該規律，確定合適的定位筋布設間距，具體以50cm為宜。

波紋管的接長宜安排在直線段，接頭管可選擇直徑略大但類型一致的波紋管，被接管旋入套管至少達到100mm，并取適量的密封膠帶，用于處理接頭兩端與被接管交接部位，起到包裹、密封的作用，以免漿液經由接縫處進入而造成管道遭堵塞的情況。

在安裝管道前先對其做詳細的檢查，剔除毛刺、卷邊以及折角，確保經處理后管道的直線段具有平順性、曲線段具有圓滑性且各處管壁均足夠完整。而在后續的鋼筋綁扎、波紋管定位、混凝土澆筑施工中均要加強防護措施，不可擠壓或碰觸波紋管，以免變形。存在焊接作業需求時應盡可能遠離波紋管，并設置隔離層，起到隔絕焊渣飛濺的作用。

5.2 錨具安裝質量通病的預防

根據設計圖紙精準安裝錨具，準確就位后采取固定措施。錨墊板與預應力筋在錨固區需呈垂直的位置關系，同時控制好錨墊板，使其軸線能夠與波紋管孔道管軸線保持重合，在該條件下有利于高效安裝千斤頂，規避安裝偏差過大的問題。

5.3 張拉質量通病的預防

鋼絞線張拉宜采取分級依次作業的方法，并控制各級的持荷時間，張拉至10%、20%時分別持荷30s，張拉至50%、80%時持荷時間延長至60s，待張拉力達到最終要求時，穩壓持荷5min。張拉質量控制采取的是“雙控”的方法，以張拉力為主要的分析依據，利用鋼絞線的伸長值校核，確保兩項參數均可滿足要求。對于預應力筋錨下有效預應力的控制，要求該值在設計值的±5%以內[3]。

張拉采用的是LJ-ZLB1 型預應力智能控制張拉系統，具體如圖1所示。在使用前做全面的檢驗，確保其能夠穩定運行。該系統的基本參數為壓力傳感器適用監測范圍為0MPa～60MPa，精度為0.5%FS，分辨率為0.1MPa，該裝置用于采集力值數據；位移傳感器，0mm～225mm，精度0.5%FS，分辨率0.1mm，用于采集位移數據。

圖1 預應力智能控制張拉系統

張拉作業采用2臺千斤頂，左右對稱布置，由專員操作，同步分級張拉，保證全過程均具有張拉同步且對稱、受力均勻的特點。張拉期間，安排專員記錄數據，作為張拉作業效果的分析依據。

5.4 箱梁混凝土受壓縮變形的預防

混凝土是預制箱梁施工中的關鍵材料，其彈性模量為關鍵的控制指標。根據規律，在混凝土的強度增加、骨料的含量增加時，對應混凝土的彈性模量均有增加的變化。若水灰比越小，則越容易達到密實狀態，材料的彈性模量也越大。此外，養護齡期、養護溫度均是關鍵的影響因素，在養護齡期延長、養護溫度降低時均會增加彈性模量[4]。

根據前述分析，進一步提出提高混凝土彈性模量的方法。通常，集料可由石灰巖破碎后制得，其具有較高的彈性模量，要求該材料不摻雜針片狀骨料，同時砂率得到有效的控制，以降低孔隙率和水灰比，在經過充分的振搗后可有效提高混凝土的密實度；養護階段，適當降低早期養護溫度，此時有利于提高混凝土的彈性模量。通過多重措施的應用使混凝土具有較高的彈性模量，避免在張拉力作用下箱梁被大幅度壓縮[5]。

養護是提高預制箱梁施工質量的關鍵方法，可采取保溫保濕的養護方法。在箱梁臺座兩側分別安裝合適規格的高壓水管，同時配套高精度的電子計時定時開關，由該裝置控制電磁閥，按3min的間隔有序啟用噴淋裝置，向箱梁噴水霧，使箱梁混凝土有足夠的濕度，進而在該條件下有效成型。此外，養護期間還需采取防護措施，盡可能減小外部因素的干擾，全面保證箱梁混凝土的成型質量[6]。

5.5 錨具質量通病的預防

錨具需具有良好的錨固性能，為滿足此要求，需組織靜載錨固性能試驗，通過此途徑確定錨具的強度、硬度等關鍵指標，據此對錨具的綜合錨固性能做系統性的判斷，若滿足要求則投入使用，不滿足要求則根據實際情況予以優化。關于錨具結構如圖2所示。

圖2 錨具結構圖

預應力張拉錨固體系含預應力筋和錨具兩部分，兩者需形成適配關系，否則無法正常使用。鋼絞線由夾片夾持在錐形錨孔中，在該布設方式下，要求被楔緊面錨固夾片與鋼絞線接觸的區域有足夠的硬度，此時有利于提高錨固性能。硬度方面，要求夾片和鋼絞線兩類材料各自的硬度相匹配，通常其硬度差需超過HRC10，若小于該值，將由于強度方面的原因而影響正常作業，例如出現滑絲、夾片跟進異常等問題，嚴重時壓裂夾片將從錨孔中飛出，存在諸多安全隱患[7]。

對此，需有效提高夾片的表面硬度，使鋼絞線的硬度與該值的差值約達到HRC10，同時需滿足錨固效率系數在0.95 以上的要求。其他方面，夾片相對位移與力的增長應成比例關系，在操作中精細化控制夾片，使其可以均勻跟進，錨具在錨固過程中不可受損。

6 結束語

綜上所述，在公路橋梁施工中，后張法預應力箱梁是應用較為廣泛的結構，其施工質量將直接對全橋的整體建設品質帶來影響。針對后張法預應力箱梁施工中存在的波紋管受損、錨具變形等問題，文章提出一些預防施工技術，希望所提內容可作為同人的參考。同時，不同橋梁工程的施工條件以及質量要求各異，因此技術人員還需結合實際情況對預防施工技術做合理的優化。