宁波交通工程建设集团有限公司 浙江宁波 315000
摘要：近年来预应力技术取得了较快的发展，并在公路桥梁施工中应用越来越广泛。因此在公路桥梁施工过程中，需要控制好预应力技术施工质量，为公路桥梁投入使用后的安全性奠定良好的基础。文中介绍了预应力技术及其施工工序，对预应力技术在公路桥梁施工中的应用进行了分析，并进一步对预应力技术在公路桥梁施工中的质量控制进行了具体阐述。
关键词：公路桥梁；预应力技术；施工工序；应用；质量控制
引言
公路桥梁在我国交通运输中发挥着非常重要的作用，在经济快速发展的新形势下，交通运输量不断增加，这也对公路桥梁建设质量提出了更高的要求。在公路桥梁施工中应用预应力技术，可以有效的减轻桥梁结构自身的重量，提高桥梁的抗渗、抗裂及抗滑性能，而且降低了钢铰线斜索的压力，对提高桥梁结构的强度具有非常重要的意义。
1工程概况
杭新景第16合同段位于开化县林山乡，起点桩号K214+005，位于杨坑隧道出口，与第15合同终点连接，经渊底、田铺、湖村至高树坞隧道，与第17合同起点连接，终点桩号K217+400，全长3.395Km。工程施工范围有路基、桥梁和隧道工程。全线共有预制T梁1496片，其中18～20m 43片，24～25m 209片，26～30m 1082片，40m 162片。根据T梁施工顺序，选定I匝道桥1#-2边跨中梁为预制T梁首件，梁长2470.2m，顶板宽1.7m，梁高1.7m，C50砼21.5m3。
2预制T梁施工技术
2.1施工准备
预制场总体布置的原则要紧凑合理、功能齐全；便于制、存、运、架；兼顾地形、地貌、地基、交通等的地段。为方便管理，集中在一个预制场进行预制施工。在预制场內的临时设施，临时用电、水等应配套齐全，并符合标化建设要求。
本项目有1496片预制预应力T梁，根据工期（20月）及结构形式，拟建30m活动钢台座4排，每排7个，共计28个；18～40m活动钢砼台座3排，每排4个，共计12个。由于梁体张拉后跨中上拱，重量集中在梁体端部，因此对梁端部位的台座基础进行特别加固，且在台座上预留反拱。反拱值根据设计图纸中提供的预加力引起的上拱度及二期恒载产生的下挠值，并综合考虑施工经验，25m台座跨中反拱度按22mm进行设置，采用二次抛物线，成“凹”型。
2.2模板加工、安装拆除
底侧模采用定型钢模板，由专业生产厂家加工制作。底模采用台座上铺8mm钢板，并在放支座附近留出活动块以便梁体起吊。侧模由侧板、支承侧板的水平肋、竖向肋、支托竖向肋的直撑、斜撑、振动器等构件组拼成整体。端模主要由紧贴梁端锚垫板的端面板及端模骨架组成，安装时连在侧模上。为防止漏浆，模板各拼装块接缝处加垫橡胶条或海绵条，侧模与底模用穿过台座的拉杆拉紧。模板的装拆用龙门吊上的电动葫芦起吊，安装后对各部位尺寸进行检查，拼装误差符合设计及《规范》要求。
2.3钢筋加工与绑扎
2.3.1钢筋下料时先核对钢筋种类、直径、尺寸、数量、计算下料长度，然后用钢筋切割机切断。钢筋弯曲时在弯筋机上搭一个平台，然后按1：1的比例放大样，弯制后的钢筋经检查符合要求后挂牌存放在整洁的场地内，严防不同规格型号的钢筋混堆乱放。
2.3.2在预制场内T梁台座端头设置T梁钢筋加工棚与绑扎台座，所有钢筋在钢筋加工棚内加工成半成品，以每片梁用量分型号捆绑放置并标识，在固定的钢筋绑扎台座上绑扎成型（分梁肋钢筋和行车道板钢筋台座）。固定的钢筋绑扎台座采用钢管或槽钢按图纸规定尺寸加工为定型模型并划线标示。绑扎结束后要检查，钢筋加工与绑扎应符合下列要求：
①进场钢筋应提供质量保证书或检验合格证，并按照规范要求进行原材料力学性能试验，对直径大于12mm的钢筋要进行可焊性性能试验。
②进场钢筋应按照招标文件要求进行分类分规格存放，存放区要高于地面50cm，同时要覆盖进行防雨防锈蚀。
③钢筋表面应清洁，平顺无局部弯折。钢筋加工配料时，要准确计算钢筋长度，减少断头废料和焊接量。钢筋的弯制和末端弯钩应符合设计要求，设计无规定时，按规范办理。
④受力主筋焊接或构造钢筋的绑扎接头应设置在内力较小处，绑扎接头间距不小于1.3倍搭接长度，接头50%错开。
⑤钢筋骨架在固定底座上绑扎龙门吊吊装就位，按施工图纸要求将钢筋排列标记做好，以保证成型钢筋绑扎规则、美观。钢筋绑扎过程中对规格、数量、间距、尺寸、标高、绑扎方式、保护层厚度进行严格检查，确保符合规范要求。
⑥按设计要求设置预埋件时，若个别预埋件与钢筋有干扰，可适当调整钢筋间距，但不得随意截断钢筋。
⑦验收后绑扎好垫块，底模及外侧模处均采用塑料垫块，不得采用砂浆垫块，确保保护层厚度和梁体美观。
⑧安装侧模后吊装行车道板钢筋，与主梁与横隔梁钢筋绑扎和预埋钢筋（护栏、伸缩缝处）绑扎。
⑨应注意准确安放支座预埋钢板、防撞护栏锚固钢筋及其它预埋件。
3预应力钢绞线施工方法
3.1波纹管预埋和定位
绑扎钢筋的同时，要注意波纹管定位钢筋的安装，先按设计图中预应力筋的曲线坐标在箍筋或侧模上定出曲线位置。波纹管的固定采用φ8Ⅰ级钢筋，制作成“#”型定位架，与梁体钢筋焊接定位，在直线段每隔1.0m间距设一个定位架，曲线段起止点、中心点各设一个，其余部分间距0.5m设一定位架。波纹管沿定位筋绑牢，在钢筋安装中进行点焊时注意不能触烧波纹管，如检查出波纹管被烧通孔洞，要及时采用胶布封绑。浇注混凝土前用棉纱或封孔塞封堵两端波纹管，防止混凝土或杂质进管形成堵塞。
安装锚垫板时，压浆孔或出气孔的位置应当朝上，避免水泥浆流入堵塞孔道。管道成孔制作时，波纹管要穿出两端锚垫板，并用透明胶布将波纹管与锚垫板缠绕粘贴，以防漏浆，堵塞压浆孔，影响后续施工。锚垫板附近混凝土要加强振捣，确保密实。
波纹管的安装验收合格后，即可穿入PVC塑料管。钢筋的保护层垫块要绑扎完毕，为保证梁体混凝土外观，保护层垫块统一采用塑料垫块。
3.2混凝土浇注
3.2.1砼浇注前，要检查模板接缝，拉杆螺栓，模板连接螺栓及底脚楔子，模板支立必须牢固可靠。
3.2.2砼拌和。砼拌和在自动计量拌和站进行，水泥、砂石料、外加剂及拌和用水的各项性能指标均符《规范》要求。在拌和过程中，注意砼的稠度，并严格控制水灰比，随时检查砼坍落度，若出现异常情况立即查明原因并予以纠正。
3.2.3砼运输。砼拌和后用砼输送车运输，到达位置后卸入料斗内，用龙门吊机起吊入模。
3.2.4砼灌注。砼采用连续灌注法，斜向分段，水平分层，从梁的一端循序进展至另一端。灌注时下料应均匀连续，不宜集中猛投而发生挤塞。在钢筋密集处，可短时使用插入式振动棒以辅助下料。砼灌注过程中，要随时检查模板加固情况，漏浆处及时堵塞。
3.2.5砼振捣。梁板振捣使用附着式高频振捣器与插入式振捣棒相结合的振捣工艺，附着振捣器安装在侧模两侧，其相对位置互相错开，以便使振捣均匀，其布置间距2m。每次振捣时间以砼不再下沉，无气泡上升，表面出现薄层水泥浆并有均匀的外观和水平面为止。一般为30s。上翼缘板砼及侧板部砼可用插入式振捣器振捣密实，再用平板式振动器及时整平、收浆，终凝前梁顶面拉毛，以利梁顶面与桥面铺装层连接成整体。在砼浇注过程中随机取样制作试件，试件中至少六组随梁体同等条件养护，以测定张拉时强度。
3.2.6砼养护。梁体砼一般采用浇水、喷淋养护的方法，在冬季采用保温养护的方法，以防冻坏。在砼浇注完毕后，应静置1～2小时，先用土工布等物覆盖砼顶面，然后进行高压喷淋及洒水养护，养护期始终保持砼充分湿润。
4.预应力施工方法
（1）钢绞线下料编束
在钢筋加工场地留出50×4m的钢绞线加工区，整平地面，上铺10cm砼，在场地上按下料长度作出标记线。钢绞线用砂轮切割机切断后整理成束。每1.5m绑扎一束扎丝，并挂牌算出长度及设计编号，按编号分类堆放，钢束堆放时要防止弯折并有防雨措施。
（2）智能张拉设备校验
智能张拉设备在首次使用或使用期超过三个月或使用超过200次及修理后都进行校验，校验到法定的校验检测单位，以保证张拉吨位的正确性，同时在工地备有鉴定的测力环，以便随时校核张拉的设备的拉力。
（3）施加预应力前准备工作
①测试砼强度：梁板砼强度达规范及设计的要求时才允许预施应力。
②清洗预应力筋孔道，用高压风枪及水将孔道冲洗干净，清除孔道口及锚板的水泥浆和杂物。
③测定有关数据：张拉前对下列数据进行测定：
a、锚具的锚口摩阻；
b、孔道摩阻损失；
c、砼强度及弹性模量。
（4）张拉方法
预制T梁混凝土强度达到混凝土强度设计等级的90%后，且混凝土龄期不小于10天后，即可进行张拉。
张拉时，启动智能张拉系统，张拉过程中，两端控制应力同步增加，钢绞线伸长量相同，可直接看到控制应力与位移的关系曲线。当控制应力达到终张拉控制应力的10%时，持荷30秒，达到终张拉控制应力的20%时，持荷30秒，达到终张拉控制应力时，持荷5分钟，在持荷的过程中系统会自动补张，维持终张拉控制应力，张拉结束后系统同步卸载。后张拉预应力钢绞线张拉时理论伸长值（cm）计算如下：
△Ｌ＝ 
式中 Ｐ―预应力钢绞线平均张拉力（N）；
Ｌ―预应力钢绞线长度（cm）；
Ｅg―预应力钢绞线弹性模量（N/mm２）；
Ａy―预应力钢绞线截面面积（mm２）。
（5）张拉顺序
张拉顺序遵循先下后上，左右对称的原则。25mT梁张拉顺序为：50%N2→100%N3→100%N2→100%N1。
（6）张拉程序
由于本项目采用低松驰力筋和自锚性能的锚具，因而采用以下张拉程序：0→10％σcom→σcom记录伸长量（持荷5分钟）→锚固
（7）压浆
①割除锚外钢绞线，采用砂轮切割机切割，切割采取降温措施，用石棉绳浸湿缠裹其根部。
②封锚：锚塞周围的钢绞线间隙用水泥砂浆填塞，以免冒浆而损失灌浆压力。
③冲洗孔道：孔道在压浆前用高压风吹去孔内杂物，保证孔道畅通。
④压浆顺序：自下而上，逐个进行。
⑤压浆程序：采用“真空吸浆法”，压浆前，安装密封盖，对管道及锚固段进行密封，锚垫板接触的顶面应涂上密封胶，保证与锚垫板的密贴和密封。再用真空泵抽吸预应力孔道中的空气，使孔道中的真空度达到负压0.06～-0.08Mpa之间，并保持稳定．然后启动压浆泵开始压浆。在压浆过程中，真空泵应保持连续工作，待抽真空端有浆液经过时关闭通向真空泵的阀门，同时打开位于排浆端上方的排浆阀门，排出少许浆液后关闭。压浆工作继续按常规方法完成。
⑥水泥浆从拌制到压入孔道的间隔时间不得超过40min，在这个时间内，不断搅拌水泥浆。
⑦压浆后48h以内，必须保证构件温度不低于5℃。
（8）封端
①孔道压浆后立即将梁端水泥浆冲洗干净，同时清除支承垫板、锚具上的油污，并将端面混凝土凿毛。
5公路桥梁施工中预应力技术施工质量控制
5.1预应力钢筋铺设灌浆阶段施工质量控制
在公路桥梁预应力钢铺设过程中，管道要保持曲线正式成立，确定施工单位中预埋管道的控制点，做好相应的保护措施，避免施工过程中波纹管道受到不必要的损害。而且在具体施工过程中，要做到计量的准确性，预应力钢筋伸缩长度要与设计中的长度要求相符。灌浆时需要对施工设备进行仔细检查，施工完成后还要检查施工效果。压浆施工中需要对用水量进行严格控制，保持浆料平稳流动，严格按照设计比例要求进行配置，做到均匀搅拌，确保水泥浆的质量。
5.2桥梁施工中混凝土技术施工质量控制
在预应力混凝土施工过程中，需要对预应力混凝土结构的整体指标进行检测，确保其与施工要求相符。同时还要在施工完成后对整体工程进行初步评估。控制好保护层的施工质量，适当的增加保护层垫块，以提高其稳定性，同时还要做好混凝土的养护措施，有效的降低混凝土结构裂缝的发生，确保桥梁混凝土结构的施工质量。
结束语
公路桥梁不仅直接与人们的出行安全息息相关，而且在国家经济建设中也发挥着非常重要的作用，因此需要保证公路桥梁工程的质量。由于预应力技术具有较好的经济性和较高的性能，因此在公路桥梁施工中应用预应力技术，这就需要对预应力技术在应用中的施工工艺及操作流程进行掌握，并在实际施工过程中做好预应力技术的质量控制，全面提升预应力技术水平，有效的保证公路桥梁施工的质量，为我国公路桥梁建筑事业的健康发展奠定良好的基础。
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论文作者:蔡芝岭
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第16期
论文发表时间:2017/11/16
标签：钢筋论文; 预应力论文; 桥梁论文; 公路论文; 孔道论文; 台座论文; 水泥浆论文; 《建筑学研究前沿》2017年第16期论文;