摘要：随着国民经济的提升，建筑工程快速发展，市政公路桥梁项目越来越多，其工程施工安全、质量越来越受重视，工艺优化及技术应用变得十分重要。预应力张拉技术作为市政公路桥梁施工中一项重要的手段措施直接影响着施工质量，本文本着对预应力张拉技术的探索、研究分析控制措施和技术要点，旨在类似项目施工提供科学的参考。
关键词：预应力技术；市政桥梁；应用与研究
1预应力张拉技术定义
结构在施工中由于受外部荷载的影响会发生一定的形变，而预应力张拉就是在构件中提前附加拉力来增加承受载荷的能力。张拉应用的主要材料有预应力钢绞线、锚垫板、波纹管，用到的工具有千斤顶、夹片等，具体如图1所示。在正式作业前，应按照要求预先施加荷载于结构构件，施加预应力于钢绞线，保证构件具有更强的刚度与抗弯能力，缩小开裂时间，从而延长使使用年限。
图1预应力张拉构件
2预应力技术在市政桥梁工程中的应用
近年来我国经济水平的逐渐提高，车辆使用也越来越广泛，随之带来的是道路拥挤，表面上看仅仅的是堵车现象，实质上桥梁结构及行车的安全性才是重中之重。市政桥梁工程在建设施工过程中，一般都是多跨连续结构的形式，这时就会出现负弯矩与正弯矩，桥梁墩柱部分以及支撑部位在持续状态下其稳定性会受到了很大程度的影响。这时通过预应力技术的使用在施工过程中可增强桥梁结构的承载能力，改良市政桥梁的性能，增加桥梁工程的使用年限，从而达到道路建设的需求和目的。
3预应力张拉的技术要求及工艺流程
3.1施工前准备
（1）钢绞线的选择，我国通常使用的预应力材料为冷拉钢丝、预应力钢筋，其中松弛钢绞线材料因为其价格低，投资少，利用操作简化，容易操作等优点成为了建筑工程项目中使用范围最广的预应力钢绞线。需要注意的是在进行选择预应力钢绞线的过程中，需对尺寸、规格、松弛度等参数细致检测，力求满足施工要求，保证工程施工顺利进行。
（2）锚具的选择，通常在选择时结合了机械锚固所产生的作用，在实地操作中时，具有简单操作、适用范围广的摩阻锚固常被选用于市政桥梁项目的工程施工中。摩阻锚固就是钢材在锚具作用下被挤压，进而生成预应力。但摩阻锚固同时也具有较为繁琐的连接方式这一缺点，为克服缺点，一般最好对锚定预应力两端的钢材先进行机械加工，这样能为后续的工序创造操作环境，最后再进行具体的机械锚固施工。
3.1.3对按照以上原则选择适宜的材料后进行运输，运输过程中注意防水防污。到达施工现场后需在操作前对材料进行检测，检测结果合格后方可使用。按照要求对张拉及压浆设备进行安装，完成安装后，要清理梁体中的相应锚口、管道，确保干净无杂物，另外钢绞线作业前还需对预应力的孔道中心与锚垫板进行检查。技术人员需要依据张拉设备的参数来计算相应的油表数，用来检验钢绞线结果，准确计算各钢束理论伸长量。为确保施工质量，现场操作人员特别是压浆张拉作业人员必须经过专业的培训和技术交底才能上岗。
3.2预应力张拉工艺流程
预应力张拉工艺流程图，见图2。
图2 预应力张拉工艺流程图
（1）钢绞线布料和穿束。在实际施工中，一旦完成张拉操作，需要立即采用灌浆来填充锚热板和钢管，使两者更好粘结，并及时将粘结段中的油脂、PE层清除。注意的是在穿束钢绞线作业时，需将PE层放入密封罩内。穿束钢绞线是目前预应力施工工序里最难操作的，不仅要确保两端外具有相同的线长，同时还要对粘结段核对长度与位置，以便随时调整。另外也是最主要的一点就是穿束方式，通常钢绞线都较长，为避免产生缠绕，适宜采取单根穿索的形式。实际施工中，作业人员应采取有效的方法来避免钢绞线缠绕，在操作前应对钢绞线、锚板孔、密封盖孔依次有序编号，提高了穿束效率，减短了操作周期，且穿索单位最多12根钢绞线。一旦在穿索过程中发生了缠绕，立即停止所有的施工操作，马上处理解决。
（2）压浆。在正式压浆前应进行模型试验，测算出科学准确的饱满度与密实。在对体外索锚固横梁的实施压浆过程中，施工人员最适宜采取局部粘接的方式，确保局部的粘结力与张拉力之比为1.1:1，这时压浆质量更容易达到设计要求；当张拉操作结束后，为了保证压浆压力稳定，技术人员应在1天内利用手动实施压浆。
（3）钢绞线张拉。在市政桥梁工程中，钢绞线松弛度直接影响着工程质量，为了避免在以后的操作过程中钢绞线出现缠绕现象，作业人员需在正式操作前对钢绞线进行预张拉作业操作，并及时调整钢绞线的松散度。当钢绞线的松散程度比较大时，张拉时需采取从两端同时入手的操作。当钢绞线位置准确且不缠绕时可以确认为预紧张拉已经合格。通过试验及实际操作验证，一般情况下，最佳预紧力为15%设计张拉力，或大或小都不利于预紧作用效果。为确保工序在安全状态下顺利施工，首先在安全方面需对平台的安装安全度检查，保障高应力张拉操作时施工人员的生命安全，其次在质量方面，现场技术人员应在作业前，对构件的结构参数、排气孔的状态、孔道的及预埋铁件的具体位置以及浇注混凝土的施工质量进行严格细致的检查。除此之外，操作前还需对用到的张拉设备、机具、及其仪表的参数校验、核定，其中特别注意要对张拉机械设备单独校验，依据标准为使用的校验设备的精度必须大于2.5%，确保压力表的精度范围满足要求。
4预应力张拉施工的质量控制
（1）材料选择方面，首先就是所需材料的严格选择以及过程控制，尤其是钢绞线与波纹管。通常情况下，检测材料合格主要依靠抽样试验，即在每一批进场材料中按照要求随机抽取一定数量，检验其各项参数指标是否合格，更好地保障所使用的材料质量满足施工要求。
（2）为了达到施工要求，钢绞线的长度一定要控制在科学的范围内。实际现场施工中，扁锚是最广泛使用的锚具，在使用时要注意尺寸大小等参数以及连接形式。依据市政桥梁项目本身的具体要求科学地选择钢绞线，通常采取先穿法将钢绞线埋置在下料场，注意为了避免出现腐蚀现象，将钢绞线与周围土壤实施隔离，同时保证下料场稳定状态。
（3）箱梁混凝土浇筑时利用插入式振捣器结合插钎式振捣器同时作业。浇注混凝土本着先分好层后再振捣的原则；张拉作业前应仔细检查预应力孔道的清洁度，达到整洁畅通，操作时应先腹板后底板。混凝土的强度达到一定要求时方可作业，尽可能避免钢绞线能出现松弛现象。同时，在预应力应用中钢绞线需有一定的紧实度来确保钢丝束能够活动自由。张拉工序是一项操作要求严格的施工工序，要求现场作业人员特别是技术人员具有严谨、科学的态度，成熟的技术，对每个施工环节及时交流信息，确保每人都能熟知现场最新的情况，进一步提高施工质量，保证安全可控。
5预应力张拉施工需要注意的事项
（1）为防止模板受到外界环境的污染，在箱梁砼模板拆除后应立即封闭锚垫板的口；
（2）箱梁砼需及时进行养生，一般使用喷淋系统。养生时间最少7天且强度达到100%时，梁体才能进行张拉工序作业；
（3）准确计算每束钢绞线理论伸长量，并依据张拉设备的性能参数科学算出与之匹配的油表数，为后续的张力作业打下良好的理论基础；
（4）操作过程中，严格遵循施工方案中的设定张拉顺序，不得随意调整；
（5）注意在安设千斤顶过程中锚垫板、千斤顶、工作锚这三者的中心必须重合，并且锚垫板与千斤顶、工作锚呈90°垂直；
（6）现场技术人员需时刻监视张拉过程中锚垫板与工作锚间是否密贴，如发现有空隙马上停止作业立即整改；
（7）确认单束完成张拉操作后，立即对夹片顶面平整度和夹片本身的完整性进行仔细检查，保证不发生断丝、滑丝的前提下方可进行第二束钢束的张拉作业；
（8）每次张拉作业结束后，技术人员应马上对实际的伸长量进行准确测量并与理论值相比较，当误差在±5.0%范围内，可实施下步锚固。如发现误差超过此范围，需立即停止作业并寻找原因；
（9）压浆作业应在张拉结束后24h内操作；
（10）在孔道压浆强度达到85%前提下方能进行钢束切割操作，为确保现场操作人员安全，需充分利用无齿锯或者砂轮锯切割，注意在切割锚具外部时，不能使用电弧切割。
6结语
现阶段，预应力技术的使用越来越广泛，在现场实际施工过程中，一定严格按照施工要求及施工方案进行预应力技术作业，现场技术人员及作业人员要有认真严谨的工作态度，丰富的工作经验，第一时间发现问题并正确处理问题的能力。当前，预应力张拉技术在桥梁施工过程中能提高施工的速率，大幅度地缩短工期，有效地改善桥梁的功能，保证市政桥梁的安全性，为市民提供了更加便利、安全的交通条件，也起到了为城市建设及社会发展的带动作用。
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作者简介
庞俊田（1982-10），男，辽宁辽阳人，本科学历，工程师，主要从事桥梁项目管理及技术管理等工作，研究方向为桥梁工程。
论文作者:庞俊田
论文发表刊物:《基层建设》2019年第11期
论文发表时间:2019/9/11
标签：预应力论文; 作业论文; 操作论文; 钢绞线论文; 桥梁论文; 过程中论文; 锚固论文; 《基层建设》2019年第11期论文;