預應力混凝土橋梁施工技術要點研究

趙喜忠

（新疆交通運輸綜合行政執法局工程質量監督執法支隊，新疆烏魯木齊 830000）

0 引言

如今，在橋梁工程建設中，預應力技術的應用已經十分廣泛，在保證橋梁工程質量和使用性能方面發揮出了重要作用。雖然預應力技術的應用已經達到了相對成熟的程度，但要想達到預期的質量要求，仍有必要結合橋梁工程實際情況，對相關施工技術進行深入分析，以明確施工技術的要點，進一步提高施工技術的應用水平。

1 工程概況

某橋梁工程為預應力混凝土簡支板梁橋，其主梁采用簡支結構，中心處的樁號為K3+219.5，全寬約為31.5m，橋面標準寬度為：0.5m 寬防撞護欄+3.5m 寬行車道+0.5m 寬防撞護欄。該橋梁上部結構跨徑組合為（30+30+30）m，單箱單室截面，主梁高度為1.5m，下部結構為肋板立柱，承臺下部采用鉆孔樁基礎與柱式墩，支座采用盆式橡膠支座。該橋梁的主要工程量為：C50 混凝土澆筑量約為224.2m3，鋼筋制安工程量約為51.25t，鋼絞線制安工程量約為7.877t，鋼材制安工程量約為0.82t。現結合該橋梁工程實際情況，對其預應力混凝土施工技術做如下深入分析。

2 波紋管安裝

波紋管定位需按照制定的走向進行布設，然后按照坐標法原理通過設置鋼筋網片實現準確定位，其間隔距離以1m 為宜，將波紋管布設到位后，需將定位鋼筋網片固定牢靠，切記不可在波紋管周圍實施電焊作業。在接頭部位兩端布設的波紋管，應將其插入接頭管中10～15cm，避免在施工過程中脫落；并由人工使用膠帶紙進行裹纏和密封，防止灰漿通過接頭管進入管道中；然后在錨具的空隙處使用海綿和泡沫進行填塞。在混凝土澆筑之前應先在波紋管中穿入鋼絞線，同時認真檢查管道，確定管道上是否存在孔洞、接頭部位的連接是否達到牢固和密封、管道所處位置是否存在偏差，經檢查確認無誤后，借助空氣壓縮機將管道中的雜物清理干凈，使管道保持暢通。此外，在混凝土澆筑施工中要保護好波紋管，以防損壞，如果發現波紋管損壞，應立即修復或更換[1]。

3 預應力施工

3.1 預應力筋數量估算

該橋梁的空心板施工方法為先張法，在設計過程中需要滿足不同情況下的規范要求，包括承載力要求、抗裂性要求、裂縫寬度控制要求，以及變形和應力控制要求。在不同的控制條件中，重點需要滿足正常使用極限情況下的性能要求，確保在承載能力接近或達到極限時有適當安全儲備。基于此，在進行橋梁設計的過程中，應首先以結構自身抗裂性與裂縫寬度允許范圍為依據初步確定預應力筋具體數量，然后根據極限狀態下的性能要求初步確定普通鋼筋具體數量[2]。

3.2 施工工藝流程

該橋梁的預應力施工需按照以下工藝流程：孔道成型—錨具、限位板與千斤頂安裝—預應力張拉—孔道壓漿—封錨。嚴格按照以上工藝流程進行施工是保證預應力混凝土施工質量和效果的基礎，因此必須引起相關技術人員的高度重視。

3.3 施工工藝方法

3.3.1 孔道成型

孔道成型主要采用塑料波紋管，使用前要逐根檢查，要求不能存在污損。孔道尺寸和所在位置必須準確無誤，并保持平順，預留于端部的鋼墊板需要和孔道中心線保持垂直。波紋管借助U 形定位環和定位筋固定，直線段按照1m 的間隔距離設置定位鋼筋，而曲線段則按照0.5m 的間隔距離設置定位鋼筋，同時將定位鋼筋綁扎穩固，確保波紋管處于模板體系中設計要求的位置，避免在混凝土澆筑過程中發生明顯的位移。另外，在波紋管接頭處以及錨墊板相連的部位，需要用膠帶緊密纏繞，以此達到密封的目的，防止漏漿[3]。

3.3.2 力筋制作

對連續梁施工而言，預應力施工作為關鍵環節，需在開工前對所有器具與設備進行必要的檢驗。在每批鋼材進場前都要對其廠家、性能和尺寸等進行檢查，并做好分批驗收，確定質量證明文件等齊備。該工程采用高強度低松弛預應力鋼絞線作為預應力束，其強度必須滿足設計要求，即不低于1860MPa。在鋼絞線進入施工現場后，應嚴格按照相關規范進行檢驗，并對其強度、伸長率等性能指標進行必要的檢測試驗。在鋼絞線的儲存中，需墊高儲存點，如果臨時露天堆放，則應做好覆蓋措施。將鋼絞線調直完成后開始外觀檢查，根據檢測結果及時對扭結和刮傷等問題進行糾正，若發現裂紋損傷，應將該部分剪除，若發現脆斷和劈裂，應立即向上反映并進行材質復驗，達到報廢標準的鋼絞線應立即清運出場，不可進入下一道工序。應借助砂輪機對鋼絞線進行切割，具體切割長度和誤差應符合相關設計要求，通常情況下預留張拉長度不能小于70cm。鋼絞線借助8#鐵線綁扎成型，綁扎的間隔距離以1.5m 為宜，在兩端和端頭相距5～10cm 的部位使用鐵線進行綁扎，綁扎成束后檢查端頭是否完全對齊，并進行編號，標明鋼絞線具體長度及使用部位[4]。

3.3.3 鋼絞線穿束

由于該橋梁的鋼絞線并非都是直線穿束（中部有曲線穿束），所以為避免水泥漿滲入孔道導致鋼絞線穿束無法順利完成，需要在混凝土澆筑之前預先在波紋管中進行穿束；而在混凝土澆筑過程中，應避免振搗混凝土時損壞波紋管。在穿束過程中應注意以下要點：一是鋼絞線由人力和卷揚機進行牽引，在穿束開始前對力筋規格及長度等進行檢查，確定是否滿足設計要求，在鋼絞線的穿入端裹纏膠帶加以固定；二是穿筋時加強鋼絞線保護，防止損壞；三是穿束結束后，逐根檢查孔道，若發現接頭部位損壞導致松脫，應立即修補，經檢查確認無誤后，才能開始下一道工序的施工[5]。

3.3.4 預應力張拉

力筋張拉必須與設計要求完全相符，但由于該橋梁工程沒有對此提出具體的設計要求，所以可參照其他橋梁工程的張拉規范及工作經驗，張拉一般按照以下順序進行：中層束張拉—下層束張拉—上層束張拉。對左右腹板束進行對稱和均勻張拉。

張拉開始后，先將力筋張拉到初始應力，即張拉控制施應力的10%，然后張拉到控制應力，并持荷2min。根據設計方案，每束張拉最大控制應力按標準強度的75%控制，相應的計算結果為1395MPa。張拉需要在箱梁混凝土實際強度不低于設計值的90%后在兩端同步進行，在此過程中同時根據張拉力及伸長量進行控制[6]。

做好各項準備工作后，按照設計要求的張拉順序先對鋼絞線張拉初始應力進行調整，使其達到張拉控制應力的10%，達到穩定狀態后進行伸長值測量。伸長值測量完成后，使張拉應力達到設計要求的最大值，持荷2min 后，對鋼絞線的實際伸長值進行測量，同時檢驗實際伸長量和理論伸長量之間的偏差，要求不超過±6%，當偏差處在允許范圍內時，在要求的時間范圍內封錨，而當偏差超出允許范圍時，應暫時停止張拉，并分析導致偏差較大的具體原因，然后采取針對性措施加以整改和調整。經檢查確認達到張拉指標要求后盡快封錨。

在實際的張拉過程中應注意以下要點：張拉時隨時注意夾片實際回縮量，并做好相關記錄，進行必要的剪除。鋼絞線發生斷絲或滑絲的具體數量一般不能超過1 絲，各斷面發生斷絲的總和不能超出總數的1%。張拉時一旦發現滑絲或斷絲，應立即停止張拉操作，并查明具體原因，做好相關記錄，如果滑絲和斷絲的數量已經超出允許范圍，則要在監理人員檢查同意后進行換束。預應力參數直接影響截面正應力，不同預應力參數對應的截面正應力如表1 所示[7]。

表1 不同預應力參數對應的截面正應力 單位：MPa

3.3.5 孔道壓漿與封端

張拉結束后應盡快開始孔道壓漿與封錨，建議采用一次壓漿方法，在壓漿時使用的灰漿，其強度、稠度、水灰比和膨脹劑等外加劑具體用量都要滿足相關規范要求，并按照試驗標準嚴格控制。水泥以42.5 普硅水泥為宜，水灰比控制在0.4～0.5 的范圍內。壓漿借助活塞式壓漿泵實施，要求保持緩慢、均勻，不能發生中斷，壓漿時需開啟位于最高處的排氣孔，確保孔道中的排氣保持通暢。壓漿時的壓力不宜超過1MPa，壓漿要使漿液從孔道其中一端進入，在孔道的另外一端達到飽滿并出漿后，將出漿口關閉，穩壓至少2min，穩壓過程中要求壓力保持在0.5MPa。在排氣孔排出的漿液稠度和要求一致后，將壓漿口關閉開始卸壓。壓漿需按照從下到上的順序進行，集中在同一位置的孔道必須一次性壓漿完成。在壓漿開始前應沖洗力筋及管道，完成沖洗后借助空壓機清除積水。對需要進行封錨處理的錨具，需在壓漿完成后將周圍部位沖洗干凈，同時對端面混凝土進行必要的鑿毛處理，之后支設鋼筋網和模板，進行封錨混凝土澆筑施工，最后嚴格按照要求做好混凝土養護[8]。

孔道壓漿使用的水泥其強度等級不得低于主體結構施工使用的水泥，同時要求水泥漿具有良好的流動性，水灰比控制在0.40～0.45 的范圍內，將水泥漿攪拌均勻后，其流動度不能超過30s，管道出口部位的流動度應達到15s 以上；漿液的泌水率應控制在初始體積的2%以內，四次連續檢測結果對應的平均值不能超過1%。漿液拌制時使用的水以飲用水為宜；漿液強度應達到30MPa 以上；漿液的稠度應達到如下要求：在1.725L 漏斗中，稠度應保持在14～18s 范圍內。力筋張拉完成后借助灰漿泵和灰漿攪拌機實施一次壓漿，在壓漿開始前應將螺栓及密封件均設置到位，在錨墊板上布置好進漿孔與排氣孔[9]。同一孔道中的壓漿必須一次完成，不可發生中斷。封端混凝土的澆筑施工需要在孔道壓漿結束后立即進行，開工前需將封端和底板上殘留的水泥漿沖洗干凈，并按照設計要求設置封端后補鋼筋，對在張拉施工過程中截斷的普通鋼筋進行必要的恢復，然后利用模板，使用和梁體混凝土強度等級相同的混凝土進行澆筑。該橋梁工程的內力變化結果如表2 所示。

表2 內力變化結果

4 結語

綜上所述，預應力混凝土施工技術在當前橋梁工程建設中的應用已經十分普遍和成熟，以上結合某橋梁工程實際情況，對其預應力混凝土施工技術進行了分析與總結，明確了相應的施工技術及其要點，旨在為其他類似橋梁工程的預應力混凝土施工提供可靠的技術參考，進一步提升橋梁預應力混凝土施工技術水平，使我國的橋梁建設能力更好地適應現階段交通事業的快速發展需要。