摘要：本文笔者以理论学习为依据，以实践经验为参考，就公路桥梁工程中后张法预应力箱梁施工技术进行专业分析，旨在规范施工工艺，改善构件服役表现，提升公路桥梁的使用寿命与服务水平。
关键词：公路桥梁，预应力箱梁；后张法
1.预应力箱梁的结构特点
1.1抗裂性好、刚度大
施加预应力后，可对梁体裂缝的出现实现有效抑制。由于预应力可对部分外载的作用力起到抵消作用，因此对梁体裂缝的出现可实现推迟甚至消除，进而使梁体的刚度与抗裂性因结构整体性的良好保障而得到提升。
1.2稳定性、耐久性好
梁体在施加预应力后，可对构件在使用过程中因外载作用而产生的挠度实现有效降低，特别是在梁体长细比较大，易因外载作用产生弯曲的情况下，预应力的存在可使构件事先形成一定的预拱，进而使其在使用过程中减小荷载作用产生的挠度，以此防止梁体因变形过大发生失稳而造成破坏现象。
1.3省材料、自重轻
一般情况下，预应力箱梁采用高强度混凝土与钢材，以此可因构件截面尺寸的减小与材料的节省而减轻自重。实践证明，与普通钢筋混凝土构件相比，预应力混凝土构件可节省钢材30~50%，自重减小约30%，特别是对大跨度重荷载结构而言，其经济性表现更为明显。
2.后张法预应力箱梁施工技术（要点）
2.1波纹管预埋
波纹管预埋应根据设计所给定位坐标（高度与距离）准确确定定位钢筋（井字架形）的位置，其间距在直线段以1.0m控制，曲线段可适当加密至50~80cm，以此确保管位准确且安装牢固。
波纹管接头处需做好密封处理，工程实际中多采用封口胶纸带缠绕密封的方式。对于管道与工作垫板的连接处的密封，在用胶纸带缠绕密封的同时还应采用铁丝绑扎牢固，保证密封严实无松动现象，并且控制管道中线垂直于工作垫板。管道接头长度取3.5倍的管道直径D，其管径应比预埋管道大一号。
2.3混凝土施工
2.3.1混凝土配制
对于混凝土配比的选定，应根据不同外加剂、水胶比及含砂率进行多组设计比较，除应确保强度符合设计要求外，还应满足浇筑过程的实际性能需求以及外观质量要求（少汽包）。基于梁体因钢筋密集以及波纹管存在而使振捣难度增大，因此混凝土配比应按重量法严格控制，确保水胶比（W/C）在0.35~0.45之间，并且施工拌合应采用强制式拌合楼。对于混凝土坍落度的控制，由于太大易使表面出现砂线、水斑及气泡，而太小则又难以密实，因此根据实践经验建议控制在70~90mm范围。
2.3.2混凝土浇筑
混凝土浇筑以“底板→腹板→顶板”为控制顺序，浇筑过程应严格控制振捣作业，以防出现漏振，同时也应尽量避免振捣器对波纹管以及其他预埋件造成碰撞破坏，并且定时抽动钢绞线（或塑料管），查看波纹管有无因漏浆而出现堵塞。梁体混凝土浇筑完成后，应对顶板实施拉毛处理，以为后期桥面铺装层混凝土的浇筑做好准备工作。
2.4预应力张拉
当梁体混凝土强度达到85%且其龄期不小于7d时，方可进行预应力张拉。①实施张拉前应先对张拉设备进行标定，同时将设计张拉力所对应的油表读数结合标定报告利用内插法计算，以此作为张拉过程的控制指标之一；②一般取75%fptk（预应力钢筋强度标准值）为张拉控制应力值σcon；③张拉过程以“0→0.1σcon→1.0σcon（持荷2min）→锚固”为控制方程，同时为避免因后期预应力损失而影响张拉效果，可适当超张拉，但最大不得超过1.03σcon；④按设计次序两边同时对称张拉。当设计未指定张拉次序时，可按均匀对称、偏心荷载小的原则进行确定。
2.5孔道压浆
预应力张拉完成后应在48h内实施孔道压浆，其所用水泥浆应符合以下技术指标：①水胶比宜为0.4~0.45，当掺入减水剂时，可降低至0.35；②泌水率应≤3%，并且水泥浆拌合3h后泌水率宜≤2%；③可适量掺入膨胀剂，其具体用量应通过试验确定，并且自由膨胀率应＜10%；④稠度宜控制在14~18s范围内。
孔道压浆过程中，应视气温条件确定水泥浆自拌合完成至压入孔道的延续时间（通常为30~45min，压浆过程应均匀、缓慢、连续，采用活塞式压浆泵实施压浆，为保证压浆饱满，应控制最大岩浆压力宜于0.5~0.7MP对较长孔道，最大压力宜控制位1.0MP。压浆应达到孔道另一端出浆饱满，并且保证与进浆口浆液稠度一致，此时便可关闭进浆口并以≥0.5MPa的压力稳压2min左右，以此确保孔道压浆饱满。
3.后张法预应力张拉质量控制措施
3.1预应力损失控制
基于施工因素、材料性能以及环境条件影响的分析，预应力钢绞线中的初始预应力在制作、运输、安装以及使用过程中处于不断降低状态。实际损失值大于或小于计算值，对结构的承载能力影响较小，但会影响到使用荷载下的性能（如变形、反拱、开裂荷载）和构件之间的连接。
（1）摩擦损失减少措施：①两端同时张拉；②适当超张拉。
（2）锚具损失减少措施：采用合格锚具的同时尽量减少垫板使用数量。因为每增加一块垫板于锚具处，便会增加大约1mm的钢筋回缩、锚具变形以及接缝压缩量。
（3）温度损失减少措施：采用两次升温蒸养。混凝土常温养护至C7.5~C10强度等级时将养护温度逐渐升高，此时可将梁体内混凝土与钢筋认为已结硬成整体并可同时涨缩，该项损失则可不予以考虑。对于在钢模上采用先张法施加预应力的箱梁而言，由于其养护过程采用蒸汽法将梁体混凝土与钢模一起养护，因此可不予以考虑预应力温差损失。
（4）松弛损失减少措施：以施工规范为依据适当超张拉。
（5）减少收缩和徐变损失的主要措施：①通过高等级水泥的运用降低水泥用量，减小混凝土水胶比，降低其徐变量与收缩量；②混凝土振捣密实，加强养护。需要注意的是，应严格控制混凝土预压应力不大于预应力施加时混凝土立方强度的50%。
3.2张拉伸长值计算与校核
一般情况下，预应力箱梁在张拉预应力筋过程中采用张拉应力为主、伸长值校核为辅的双控原则。
（1）预应力筋张拉伸长值计算
如下式3-1所示，预应力筋张拉过程中理论伸长值ΔL计算依据为：
（式3-1）
式中：L为预应力筋长度，mm；Ap为预应力筋截面面积，mm2；Ep为预应力筋弹性模量，N/mm2；PP为预应力筋平均张拉力（N），其中直线筋取张拉断张拉力，曲线筋按式Pp=P（1-e-kx-μθ）/（kx＋μθ）计算，P为预应力筋张拉端的张拉力，N；X为从张拉端至计算截面的孔道长度，m；θ为从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和（rad）；K为孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数；μ为预应力筋与孔道壁的摩擦系数。
（2）为充分了解所建预应力值的可靠性，便于张拉过程中及时调整并补足预应力值，则需对所张拉预应力筋的应力大小及其损失进行实时检验与测定，其操作最为简便的方法是在张拉完成24h后（适用于后张法）重复张拉一此，此时预应力损失即为前后两次所测得的应力值之差。
根据《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204—2002）规定：张拉过程当采用应力控制时，如若实际伸长值超出理论计算伸长值的±6%，则应立即停止张拉并采取措施进行整改，合格后方可继续张拉。伸长值校核应在张拉过程中同步校核，构件张拉完毕后，应检查端部和其他部位有无裂缝发生。
结语
综上所述，后张法预应力箱梁施工技术复杂，质量影响因素众多，只有做好施工工艺的全过程控制，通过不断实践与不断研究，方能实现施工能力与施工质量的多元化与标准化发展方向。
参考文献
[1]JTG/TF50-2011《公路桥涵施工技术规范》.
[2]高德才.浅谈后张法桥梁预应力箱梁施工技术[J].科技创新与应用，2014（10）.
论文作者:叶茂盛
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第19期
论文发表时间:2018/11/7
标签：预应力论文; 混凝土论文; 孔道论文; 损失论文; 构件论文; 应力论文; 荷载论文; 《建筑学研究前沿》2018年第19期论文;