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摘要：现代的公路桥梁的建设技术在不断地提高，后张法预应力技术的应用是越来越广泛，作为整个桥梁的主要受力部分,后张法预应力箱梁的质量关系着桥梁的使用安全。基于此，本文主要对后张法桥梁预应力箱梁施工技术及常见问题处理措施进行分析讨论。
关键词：后张法；预应力；施工方案；常见问题；处理措施
一、后张法预应力施工技术要求
（一）波纹管安装
1）波纹管道的尺寸位置必须与设计相符，孔道平顺，端部的预埋锚垫板垂直于波纹管中心线；锚垫板安装后固定在模板上；
2）波纹管采用定位钢筋固定安装，定位钢筋的间距不大于0.5m，使其能牢固地置于模板内的设计位置，并在混凝土浇筑期间不产生位移；
3）安装时，波纹管方向与穿束方向一致；
4）波纹管接长采用大一号的波纹管套接，套接长度为30cm，每隔1m焊一“井”字架立筋定位波纹管，曲线部分每隔0.5m焊一“井”字架立筋定位;
5）波纹管道在模板内安装完毕后，将其端部伸入锚垫板内并将其堵好，防止水泥浆或其他杂物进入。
（二）钢绞线下料及穿孔
1）钢铰线下料：钢绞线下料长度应准确，每端要加0.8m的工作长度，宜采用切断机或砂轮锯，不得用电弧焊或氧炔焰切割，以防热损伤。
2）钢绞线编束与穿孔：钢绞线应梳整分根、编束，并在每根钢绞线两端进行编号，每隔5m左右绑扎铁丝，使编扎成束顺直不扭转。编束后的钢绞线应顺直按编号分类存放。预应力束要求无损坏、无污物、无锈蚀。穿束用人工进行，如若困难采用卷扬机牵引，后端用人工协助。在箱梁混凝土浇筑前预穿钢绞线。
（三）预应力张拉
1）张拉设备
①张拉设备采用千斤顶需满足张拉力的要求。
②施加预应力所用的机具设备及仪表由专人使用和管理，并定期维护和校验。
③在千斤顶、油泵、压力表的校验合格后，将其组合成全套设备，进行设备的内摩阻校验，并绘出油表读数和相应张拉力关系曲线。配套标定的千斤顶、油泵、压力表要进行编号，不同编号的设备不能混用。
④张拉机具设备与锚具配套使用，进场时进行检查和校验，确保张拉数据的精确性。当千斤顶使用超过6个月或200次或在使用的过程中出现不正常现象或检修以后应重新校验。
2）张拉
砼强度达到设计或规范要求的强度时即可进行预应力张拉施工，两端同时对称张拉，张拉采用应力应变双控，以应力控制为主，伸长量误差应在±6%范围，每一截面的断丝率不得大于该截面总钢丝数的1％，每束钢绞线断丝或滑丝不大于1丝。
预应力张拉：0→初应力0.15σcon→0.30σcon→ 0.50σcon→1.0σcon（持荷5min）→（锚固），量测数据分别为0.15σcon、0.30σcon、0.50σcon、1.0σcon应力作用时的伸长量，量测总伸长量L=(l0.30σcon-l0.15σcon)*2+l0.50σcon-l0.30σcon+l1.0σcon- l0.50σcon= l1.0σcon- l0.30σcon-2l0.15σcon。由此可推算，0.50σcon作用力时量测的数据计算时可直接跳过，但可对比查错。
（四）预应力管道压浆
张拉后24小时内进行预应力管道压浆，要求管道压浆密实，水灰比0.4~0.45，不允许掺氯盐、铝粉，可掺减水剂，掺量由试验确定，为减少收缩，掺入专用膨胀剂，具体配合比需试验确定。采用真空辅助压浆，压浆所用水泥为强度等级不低于42.5的硅酸盐水泥或者普通硅酸盐水泥。管道压浆前，首先清理管道内的污物及积水。
1）压浆设备
①水泥浆拌和机具有拌和胶稠状水泥浆的能力。水泥浆泵可以连续操作，对于纵向预应力管道，能以0.5～0.7MPa的恒压作业。
②采用的水泥浆泵为活塞式压浆泵，泵及其吸入循环应是完全密封的，以避免气泡进入水泥浆内。能在压浆完成的管道上保持压力，且装有一个喷嘴，该喷嘴关闭时，导管中无压力损失。
③压力表在第一次使用前及此后监理工程师认为需要时加以校准。所有设备在压浆操作中至少每3h用清洁水彻底清洗一次，每天使用结束时也应清洗一次。
④真空泵：采用水环式真空泵，循环水用自来水，水温不能超过40℃。
2）压浆要求
①张拉施工完成后，清水冲洗、高压风吹干、然后封锚，抽真空、压浆，搅拌机及储浆罐的体积必须大于所要压注的一条预应力孔道体积。
②水泥浆的强度符合设计规定，水泥浆精确称量的强度等级不低于42.5级普通硅酸盐水泥和水组成。
3）真空压浆施工
①在水泥浆出口及入口处接上密封阀门。将真空泵连接在非压浆端上，压浆泵连接在压浆端上。以串连的方式将负压容器、三向阀门和锚具盖帽连接起来，其中锚具盖帽和阀门之间用一段透明的喉管连接；
②在压浆前关闭所有排气阀门（连接至真空泵的除外），并启动真空泵十分钟。显示出真空负压力的产生，应能达到负压力0.05-0.1Mpa；
③在保持真空泵运转的同时，开始往压浆端的水泥浆入口压浆。注意，在压浆过程中真空压力会下降，从透明的喉管中观测水泥浆是否已填满波纹管。继续压浆直至水泥浆到达安装在负压容器上方的三向阀门；
④操作阀门隔离真空泵，将水泥浆导向废浆桶放掉，继续压浆直至所溢出水泥浆形成流畅及一致性，没有不规则的摆动；
⑤关闭真空泵，继续压浆保持压力在0.5-0.7MPa下不少于2min。
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真空吸浆装置示意图
二、预应力施工常见问题及处理措施
（一）锚垫板面与孔道轴线不垂直或锚垫板中心偏离孔道轴线
1）现象：张拉过程中锚杯突然抖动或移动，张拉力下降。有时会发生锚杯与锚垫板不紧贴的现象。
2）原因分析：锚垫板安装时没有仔细对中，垫板面与预应力索轴线不垂直。造成钢绞线或钢丝束内力不一，当张拉力增加到一定程度时，力线调整，会使锚杯突然发生滑移或抖动，拉力下降。
3）预防措施：锚垫板安装应仔细对中，垫板面应与预应力索的力线垂直；锚垫板要可靠固定，确保在混凝土浇筑过程中不会移动。
4）治理方法：另外加工一块楔形钢垫板，楔形垫板的坡度应能使其板面与预应索的力线垂直。
（二）锚头下锚板处混凝土变形开裂。
1）现象：预应力张拉后，锚板下混凝土变形开裂。
2）原因分析：通常锚板附近钢筋布置很密，浇筑混凝土时，振捣不密实，混凝土疏松或仅有砂浆，以致该处混凝土强度低。锚垫板下的钢筋布置不够、受压区面积不够、锚板或锚垫板设计厚度不够，受力后变形过大。
3）预防措施：锚板、锚垫板必须在足够的厚度以保证其刚度。锚垫板下应布置足够的钢筋，以使钢筋混凝土足以承受因张拉预应力索而产生的压应力和主拉应力；浇筑混凝土时应特别注意在锚头区的混凝土质量，因在该处往往钢筋密集，混凝土的粗骨料不易进入而只有砂浆，会严重影响混凝土的强度。
4）治理方法：将锚具取下，凿除锚下损坏部分，然后加筋用高强度混凝土修补，将锚下垫板加大加厚，使承压面扩大。
（三）滑丝与断丝
1）现象：锚夹具在预应力张拉后，夹片“咬不住”钢绞线或钢丝，钢绞线或钢丝滑动，达不到设计张拉值。张拉钢绞线或钢丝时，夹片将其“咬断”，即齿痕较深，在夹片处断丝。
2）原因分析：锚夹片硬度指标不合格，硬度过低，夹不住钢绞线或钢丝；硬度过高则夹伤钢绞线或钢丝，有时因锚夹片齿形和夹角不合理也可引起滑丝或断丝；钢绞线或钢丝的质量不稳定，硬度指标起伏较大，或外径公差超限，与夹片规格不相匹配。
3）防治措施：锚夹片的硬度除了检查出厂合格证外，在现场应进行复验，有条件的最好进行逐片复检；钢绞线和钢丝的直径偏差、椭圆度、硬度指标应纳入检查内容。如偏差超限，质量不稳定，应考虑更换钢绞线或钢丝的产品供应单位；滑丝断丝若不超过规范允许数量，可不予处理，若整束或大量滑丝和断丝，应将锚头取下，经检查并更换钢束重新张拉。
（四）波纹管线形与设计偏差较大
1）现象：最终成型的预应力孔道与设计线形相差较大。
2）原因分析：浇筑混凝土时，预应力波纹管没有按规定可靠固定。波纹管被踩压、移动、上浮等，造成波纹管变形。
3）预防措施：要按设计线形准确放样，并用U形钢筋按规定固定波纹管的空间位置，再点焊牢固。曲线及接头处U形钢筋应加密；浇筑混凝土时注意保护波纹管，不得踩压，不得将振动棒靠在波纹管上振捣；应有防止波纹管在混凝土尚未凝固时上浮的措施。
（五）波纹管漏浆堵管
1）现象：用通孔器检查波纹管时发现内有堵塞；采用在混凝土未浇筑前波纹管内先置钢绞线后浇混凝土的，发现先置的钢绞线拉不动。
2）原因分析：波纹管接头处脱开漏浆，流入孔道；波纹管破损漏浆或在施工中被踩、挤、压瘪；波纹管有孔洞。
3）防治措施：使用波纹管必须具备足够的承压强度和刚度。有破损管材不得使用。波纹管连接应根据其号数，选用配套的波纹套管。连接时两端波纹管必须拧至相碰为止，然后用胶布或防水包布将接头缝隙封闭严密；浇筑混凝土时应保护波纹管，不得碰伤、挤压、踩踏。发现破损应立即修补；施工时应防止电焊火花灼烧波纹管的管壁；波纹管安装好后，宜插入塑料管作为内衬，以加强波纹管的刚度和顺直度，防止波纹管变形，碰瘪、损坏。
4）浇筑混凝土开始后，在其初凝前，应用通孔器检查并不时拉动疏通；如采用预置预应力索的措施，则应时时拉动预应钢绞线。认堵孔严重无法疏通的，应设法查准堵孔的位置，凿开该处混凝土疏通孔道。
（六）张拉钢绞线延伸率偏差过大
1）现象：张拉力达到了设计要求，但钢绞线延伸量与理论计算相差较大。
2）原因分析：钢绞线的实际弹性模量与设计采用值相差较大；孔道实际线形与设计线形相差较大，以致实际的预应力摩阻损失与设计计算值有较大差异；或实际孔道摩阻参数与设计取值有较大出入也会产生延伸率偏差过大；初应力采用值不合适或超张拉过多；张拉过程中锚具滑丝或钢绞线内有断丝；张拉设备未作标定或表具读数离散性过大。
3）防治措施：每批钢绞线均应复验，并按实际弹性修正计算延伸值；校正预应力孔道的线形；按照钢绞线的长度和管道摩阻力确定合格的初应力值和超张拉值；检查锚具和钢绞线有无滑丝或断丝；校核测力系统和表具。
（七）预应力损失过大
1）现象：预应力施加完毕后钢绞线松驰，应力值达不到设计值。
2）原因分析：锚具滑丝或钢绞线内有断丝；钢绞线的松驰率超限；量测表具数值有误，实际张拉值偏小；锚具下混凝土局部破坏变形过大；钢绞线与孔道间摩阻力过大。
3）防治措施：检查钢绞线的实际松驰率，张拉时应采取张拉力和引伸量双控制。事先校正测力系统，包括表具；锚具滑丝失效，应予更换；钢绞线断丝率超限，应将其锚具、预应力筋更换；锚具下混凝土破坏，应将预应力释放后，用环氧混凝土或高强度混凝土补强后重新张拉。
4）改进钢束孔道施工工艺，使孔道线形符合设计要求，必要时可使用减摩剂。
（八）预应力孔道注浆不密实
1）现象：水泥浆从入口压入孔道后，前方通气孔或观察孔不见有浆水流过；或有的是溢出的浆水稀薄。钻孔检查发现孔道中有空隙，甚至没有灰浆。
2）原因分析：灌浆前孔道未用高压水冲洗，灰浆进入管道后，水分被大量吸附，导致灰浆难以流动；孔道中有局部堵塞或障碍物，灰浆被中途堵住；灰浆在终端溢出后，持续荷载继续加压时间不足；灰浆配制不当。如所用的水泥沁水率高、水灰比大，灰浆离析等。
3）防治措施：孔道在灌浆前应以高压水冲洗，除去杂物、疏通和湿润整个管道。配制高质量的浆液。选用的水泥可用强度等级不低于42.5MPa的普通硅酸盐水泥，灰浆水灰比宜控制在0.4以下，沁水率宜小于2%，最大不应超过3%。灰浆应具有良好的流动度并不易离析，可掺入适量的减水剂和微膨胀剂，但不得使用对管道和预应力索有腐蚀作用的外掺剂，掺量和配方应根据试验确定。
结束语：总而言之，后张法预应力施工技术预应力技术合理的应用到桥梁公路的建设中可以有效的提升公路桥梁的质量，分担公路工程中其他构件的荷载量，提升公路桥梁的使用年限。但后张法预应力施工技术虽然比较繁琐复杂，对技术要求高，在施工过程中容易发生各种问题，所以在施工过程中要严格控制好各个施工环节，才能使施工质量得到有效的保证。
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论文作者:高陆军
论文发表刊物:《防护工程》2019年20期
论文发表时间:2020/3/7
标签：预应力论文; 孔道论文; 垫板论文; 水泥浆论文; 混凝土论文; 钢绞线论文; 波纹管论文; 《防护工程》2019年20期论文;