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摘要：近年来，我国在各项工程施工技术方面都取得了很大的进步，同时也带动了市政建设中公路桥梁工程施工技术的发展，在公路桥梁工程中，多采用预应力混凝土结构施工，而预应力张拉施工在桥梁施工过程中发挥着重要的作用，是确保桥梁质量和结构安全的重要措施。本文主要对后张法预应力施工技术要点进行分析，以期和广大工程技术人员进行交流和探讨。
关键词：桥梁工程；预应力；施工技术
1 前言
公路桥梁工程是市政建设中的重要组成部分，是实现城市交通顺畅的关键因素，随着市政工程建设的不断发展，预应力施工技术在市政桥梁建设过程中获得了广泛的应用，并由此取得了不同程度的效益。预应力施工技术是保证混凝土结构稳定性的关键因素，也是实现市政桥梁安全性的前提条件。因此，工程施工单位必须了解预应力施工技术重要性及技术要点，并根据技术的要点使用预应力施工技术，确保桥梁主体混凝土满足稳定性要求，进而保证市政道路桥梁的安全运行。
2 预应力技术应用优点
在当前科学技术飞速发展的形式之下，预应力技术在桥梁施工中的应用不仅仅是在桥梁的主体位置，在边坡的锚固中也发挥出了不可替代的重要作用，同时还为桥梁工程的建设节约了很多施工材料。在桥梁施工中应用预应力技术时，能够有效减少自重，对桥梁结构中的抗裂、抗滑、抗渗等各个方面的性能都有着极大的提高；另外预应力技术还能增强结构的强度，将主拉应力存在的明显作用力进行有效降低。在桥梁施工中的应用预应力技术，使桥梁在设计方面、施工方面都极大的增强了安全性和可靠性，使操作更加快捷，在是桥梁施工中发挥出了不可替代的作用。
3 预应力施工主要问题
在公路桥梁施工过程中应用预应力极容易受到外界的各种因素干扰，那么这就导致在施工过程中出现一系列的问题是难免的，有一些严重的问题影响到整体施工的顺利进行这也是在所难免的，在公路桥梁施工的过程中会遇到以下问题：预应力结构中张拉前的缝隙问题；预应力钢筋孔道的堵塞问题；公路桥梁工程施工中张拉力控制问题；公路桥梁工程中的预应力超长束张拉工艺问题。
4 预应力施工技术要点
4.1设备安装
4.1.1波纹管安装
预应力用波纹管采用塑料波纹管，波纹管严格按设计图纸位置和要求安装，并要以定位筋将波纹管固定牢固，在直线段约为0.5米设一道“Ｕ”字形架立筋固定，曲线段加密，以免在混凝土浇筑过程中，波纹管产生移位，影响钢束对箱梁混凝土的压力，如果管道和钢筋发生冲突，以管道位置不变为主。
4.1.2锚垫板安装
在张拉端安装对应型号和规格的锚垫板和螺旋筋，并将锚垫板喇叭口底端和波纹管连接牢固，锚垫板要牢固地安装在模板上。要使垫板与孔道严格对中，并与孔道端部垂直，不得错位。锚下螺旋筋及加强钢筋要严格按图纸设置，喇叭口与波纹管道要连接平顺，密封。对锚垫板上地的压浆孔要妥善封堵，防止浇注混凝土时漏浆堵孔。安装锚垫板时，对于两端张拉的锚具，需注意压浆端进浆孔向下，出气孔向上，以保证压浆的密实。
4.1.3 钢绞线安装
钢绞线必须在平整、无水、清洁的场地下料，钢绞线下料长度严格按照图纸下料。用50m钢卷尺从钢绞线头丈量出下料长度，在钢绞线上画标志。安装砂轮切割机，下料两端安装限位标志，然后进行切割。切割完后，关掉砂轮切割机，再符合下料尺寸，无误后，再下第二根料。
下好料的钢绞线，根据图纸要求的每数量，一起拿出摆放顺直。编束时必须使钢绞线相互平行，不得交叉，从中间向两端每隔1m用铁丝绑紧，并给钢绞束编号。束成后，要统一编号、挂牌，按类堆放整齐，以备使用。
穿束前检查管道是否畅通，如果出现堵塞孔道现象，必须采取措施疏通。钢绞线端头必须做成锥型并包裹，可利用人工或卷扬机进行牵引，并在浇混凝土之后穿束。穿束时在管道内穿入一根引索，利用引索将钢丝引出，将钢丝另一端与钢束拖头连在一起，用卷扬机将钢束拉出。
4.2 预应力张拉
4.2.1 张拉工艺流程
张拉完一片梁后应立即测量梁的拱度，建立该梁的上供值档案，测量其1d，3d，7d，30d，60d的上拱度，并符合设计值，否则检测原因，予以处理。
4.2.2张拉前准备
预应力筋要按设计及规范要求进行，对所用钢铰线进行检查，保证其无锈蚀、无硬伤，钢铰线下料时先在切口两侧各5cm处用铅丝线扎好，以防散开。预应力钢筋的张拉是保证预制梁质量的关键工序，张拉前需对试块的强度进行检验，只有混凝土试块抗压强度达到100%，且其具有7天以上的龄期方可进行张拉。
在进行张拉作业前，对千斤顶、油泵、压力表进行配套标定，在张拉前有专人检查油表所对应的千斤顶，并使用200次或不超过两个月进行一次校验。压力表与张拉千斤顶配套校正、配套使用。预应力设备建立台账及卡片定期检查。对张拉设备进行编组，不同组号的设备不得混合。
4.2.3 锚具安装
根据设计图纸给出的位置，固定张拉端的锚垫板、喇叭管、螺旋筋；注意锚具位置正确，且牢固；波纹管及喇叭管连接处用胶带密封，以防止浇筑混凝土浇筑过程中，进入波纹管排水孔位置，矗立在波纹管最高点，同样排气孔与波纹管连接处用胶带密封。
2.2张拉端的锚垫板安装必须与钢绞线束垂直，成90°角，在钢筋绑扎过程中注意保护波纹管，不要踩踏和重物挤压波纹管，防止波纹管破裂漏浆，采用两端同步、对称张拉，张拉过程中保持两端的伸长量基本一致。
如一端油泵过快，另一端油泵较慢，就让油泵快的一端先停一下再启动，尽量保持一致；操作指令听不清，导致两端启动油泵不一致，加强两端之间的协调；预施应力值以油表读数为主，钢绞线伸长值作校核，同一束两端伸长值大致相等，实际伸长值与理论伸长值之差控制在6%以内。
张拉施工必须检查三同心两同步：三同心：预应力管道与锚下垫板的锚口同心、锚垫板锚口与锚圈同心、锚圈与千斤顶同心。两同步：张拉时两端及两边必须同步、对称张拉。
4.2.4预应力张拉
预制梁混凝土强度计弹性模量均达到设计的100%时，方可张拉预应力钢束，钢束采用两端对称张拉，30m、40m小箱梁张拉顺序为N1、N3、N5、N2、N4号钢束，钢束示意图所示，50米T梁钢束按对称原则张拉，从两边向中间对称张拉，每次张拉不小于两束。
30、40米小箱梁：预应力张拉程序按设计要求进行，对于自锚式千斤顶及低松驰钢绞线，其张拉程序为：0→0.1σcon→0.2σcon→张拉控制应力σcon（含锚口摩阻损失）持荷5min锚固。预应力张拉采用双控法施工，即以控制应力进行张拉，以钢绞线伸长量校核，钢绞线伸长量的量测注意：0→0.1σcon的伸长量不宜直接量测，而采用推算的方法，即以0.1σcon张拉到0.2σcon的钢绞线伸长量作为0→0.1σcon的伸长量，两端钢绞线的实际伸长值与理论伸长值对比，误差在±6%以内，否则要查明原因后再进行张拉。
50米T梁：预应力张拉程序按设计要求进行，对于自锚式千斤顶及低松驰钢绞线，其张拉程序为：0→0.15σcon→0.3σcon→张拉控制应力σcon（含锚口摩阻损失）持荷2min锚固。预应力张拉采用双控法施工，即以控制应力进行张拉，以伸长量校核，钢绞线伸长量的量测注意：0→0.15σcon的伸长量不宜直接量测，而采用推算的方法，即以0.15σcon张拉到0.3σcon的钢绞线伸长量作为0→0.15σcon的伸长量，两端钢绞线的实际伸长值与理论伸长值对比，误差在±6%以内，否则要查明原因后再进行张拉。
4.2.5张拉伸长值计算
4.2.5.1理论伸长值：
后张法预应力钢绞线张拉伸长值计算公式如下：
Ay—预应力钢绞线的公称截面积mm2
ΔL—预应力筋理论伸长值（cm）
Es—预应力筋弹性模量MPa（N/mm2）
Pp—预应力筋平均张拉力（N）
x—从张拉端至计算机截面孔道长度（m）
P—预应力筋张拉端的张拉力（N）
θ—从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线夹角（rad）
K—孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数
μ—预应力筋孔道壁的摩擦系数
4.2.5.2 实测伸长值：
在初始张拉力10%σK状态下作出标记，钢绞线张拉10%σK作为初应力，初应力伸长值采用理论推算伸长值，15%σK～100%σK的伸长值作为实测伸长值。
4.2.5.3 偏差处理：
箱梁预应力的张拉采用双控，即以张拉控制为主，以钢束的实际伸长量进行校核，实测伸长值与理论伸长值的误差不得超过规范要求，否则停止张拉，分析原因，在查明原因并加以调整后，方可继续张拉。张拉完成以后，实际测量的伸长值与理论伸长值之差不超过±6%，否则采取如下步骤予以调整。
4.3压浆：
4.3.1 启动真空泵，开启出浆端接在接驳管上的阀门，关闭入浆端的阀门，抽吸真空度要求达到－0.08MPa以上的负压。
4.3.2 启动压浆机，在管道的另一端再用压浆机以大于0.7MPa的正压力将水泥浆压入预应力管道，并压出残存在压浆机及喉管的水分、气泡，并检查所排出的水泥浆的稠度，当符合要求的水泥浆从喉管排出后，暂停压浆机并将压浆喉管通过快换接头接到锚座的压浆快换接头上。
4.3.3 保持真空泵启动状态，开启压浆端阀门并将已搅拌好的水泥浆往管道压注。
4.3.4 待水泥浆从出浆端接往负压容器的透明喉管压出时，检查所压出水泥浆的稠度。直至稠度一致及流动顺畅后，关闭出浆端阀门，暂停压浆机。
4.3.5 开启PVC排气孔，启动压浆机，直至水泥浆从出气孔流出。待从排气管流出的水泥浆稠度一致及流动顺畅时，暂停压浆机，密封出气孔。
4.3.6 开动压浆机，保持压力于0.7MPa，持压5min。
4.3.7 关闭压浆机及压浆端阀门，完成压浆。
压浆过程中及压浆后48h内，结构混凝土的温度不得低于5℃，否则采取保温措施，当气温高于35℃时，压浆应在夜间气温稍低时进行。
由于压浆使用水泥浆的多余水份将对预应力钢绞线造成锈蚀，故在施工中严格控制水灰比，施工过程中严禁采用目测方法加水拌和。在压浆施工过程中必须首先在较低端压浆至另一端冒出规定浓度的水泥浆后，从另一端再压浆至较低端冒浆为止，以确保水泥浆充满预应力孔道，压浆过程均匀连续进行，不得中断。
4.4封锚：
压浆完成后，将封锚处梁体混凝土冲洗干净并凿毛，焊接封锚钢筋，安装模板，及时现浇封锚混凝土，封锚混凝土强度等级应符合设计要求，不宜低于结构混凝土强度等级的80%，而且不低于30MPa。
5 预应力施工质量控制
影响预应力张拉施工技术施工质量的因素主要材料质量问题和施工质量，只要在施工中控制好这两个主要因素，就能够控制好预应力施工的质量。
首先，保证材料质量，预应力张拉施工的主要材料就是钢绞线和锚具，在这些材料进入施工现场前，必须严格检查它们的质量，质量检査不仅要包括尺寸和外观，还要通过原材料性能试验检测性能，其中包括锚具的静载锚固性能试验。在施工材料进入施工现场后，材料的存储需要根据规格的不同划分不同的区域，避免相似的材料出现混淆的现象。其次，保证施工质量，预应力张拉需要保证混凝土结构的强度和尺寸，因此要在钢绞线张拉前对混凝土结构进行严格的质量检査，确保其强度以及尺寸满足预应力张拉的质量标准，此外，还要检査预应力孔道的外观清洁，并且尺寸符合质量要求，施工中严格贯彻质量标准要求，严格执行工艺操作规程，严格按照施工方案及设计要求组织施工。
6 结束语
在市政公路桥梁工程施工中，预应力张拉施工技术被广泛使用，为了提高市政公路桥梁的稳定性和安全性，我们应该掌握预应力张拉施工技术要点，并根据这些要点组织施工，建造出更多的高品质市政公路桥梁。
参考文献：
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作者简介：毛顿（1982.06-），男，汉族，江苏省涟水县人，工程师，国家一级建造师（市政工程），主要从事工程建设管理。
论文作者:毛顿
论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第30期
论文发表时间:2019/1/9
标签：预应力论文; 桥梁论文; 水泥浆论文; 钢绞线论文; 垫板论文; 孔道论文; 两端论文; 《建筑模拟》2018年第30期论文;