预应力施工技术在桥梁中应用分析

关键词：公路桥梁；预应力施工；质量控制 

中图分类号： o213.1 文献标识码： a 文章编号： 

0.前言 

预应力技术在桥梁施工中因其节省材料、自重轻、减小混凝土粱的竖向剪力和主拉应力、结构简单、安全可靠、便于安装等优点，在国内公路桥梁建设中得到广泛应用。所谓预应力，就是事先人为地在砼中引入内部应力，将作用在其上的使用荷载所产生的应力抵消到一个合适的程度，从而提高构件的抗裂度和刚度，减少构件竖向剪力和主拉应力可以大量的节约材料，减少自重，并且此种施工队工方法安全可靠，并趋于成熟。由于预应力构件具有以上优点，因此此项技术被广泛的运用于公路桥梁建设中。 

1 预应力在公路桥梁施工中的技术应用 

1.1预应力在混凝土箱梁中的应用 

跨径40～60m，采用等截面连续箱梁，强、低松弛钢绞线。纵向预应力采用中等或偏的张拉吨位，根据施工方法，可采用连接锚具续配置纵向预应力钢束：当箱梁悬臂板悬出长度在4.0m以上，要配置桥面板横向预应力钢束一般采用扁锚3～5根钢绞线为一束箱梁的施工方法，我国一般采用支架现浇或滑模逐孔浇筑。跨径70～200m采用变面连续箱梁，除了按一般连续箱梁配置纵、横预应力钢束以外，在箱梁腹板中配置精轧螺纹粗钢筋的竖向预应力称为三向预应力混凝土结构。施工方法多采用悬臂浇筑，也可以预制拼装。目前，国内修建40～60m等截面的”双向”预应力结构较多，大跨径、变截面连续箱梁相对较少。 

1.2预应力在混凝土空心板中的应用 

公路桥梁跨径16～25m，采用预应力混凝土空心板、所使用的预应力钢筋、一般为高强、低松弛钢绞线。先张法采用单根铜绞线；后张法采用扁锚或群锚f圆锚)，中等张拉吨位。预制安装或支架现浇并编有标准图冷拔低碳钢丝一般不采用了。在实际使用中，也有将预应力混凝土空心板跨径做到30～35m。对于这种跨径：一是材料用量较大：二是钢度偏小，所以空心板跨径到25m为宜。 

1.3预应力在混凝土简支t梁中的应用 

预应力混凝土简支t梁跨径一般20～50m，采用高强、低松弛钢绞线，后张法、群锚、中等张拉吨位；预制拼装。有配套架桥设备，并编有标准图。随着行车条件要求的提高，以往的简支改桥面连续，最近已采用现浇梁端湿接缝，在支负弯矩区桥面板中配扁锚预应力钢绞线，形成桥面连续进了一步的“准连续”结构。 

2预应力施工工艺 

2.1制孔预应力孔道位置及材质应符合设计要求，并满足灌浆工艺的要求。制孔管应管壁严密不易变形，确保其定位准确，管节连接应平顺。孔道锚固端的预埋钢板应垂直于孔道中心线。孔道成型后应对孔道进行检查，发现孔道阻塞或残留物应及时处理。后张法混凝土构件的预留孔道是由制孔器来形成的。常用的制孔器的形式有: 

2.1.1埋入式制孔器，即在预应力混凝土构件中根据设计要求永久埋置制孔器(管道)，从而形成预留孔道。通常可采用金属或塑料波纹管作为制孔器。这种预埋管道的构件。在混凝土达到设计强度后，即可直接张拉管道内的预应力筋。埋入式制孔器形成的孔道系统由孔道连接器、进浆口、出浆口、出气孔(阀门)、阀连接、孔道排水、锚具过渡段及与锚具连接的压浆保护罩组成一个封闭的孔道系统，以防空气和水的进入。孔道材料应由耐腐蚀材料制成，在结构设计年限内，其性能不得退化。孔道系统应与锚具、钢束连接器及其他构件相一致。如孔道材料是非导体，孔道系统应与其一致并通过试验检验是否可导。孔道应具有足够的刚度，其定位间距及支撑应保证孔道的线形、位置及截面尺寸，并避免在混凝土灌泞过程个孔道支撑处变形。预埋金属管道是常用的孔道制作方法，金属波纹管由于其摩阻小、整体弯曲方便、局部承压强度较大、制作及布设简便，是目前最常用的预应力管道。塑料波纹管是近几年国外发展起来的一种新型制孔器。 

2.1.2抽拔式制孔器，即在预应力混凝土构件中根据设孔要求预埋制孔器具，待混凝土初凝后抽拔出制孔器具，从而形成预留孔道。采用抽拔式制孔器成型的预应力孔道，虽然造价较低，但施工较麻烦、孔道摩阻大、易穿孔漏浆，故只在一般特殊情况下采用。 

2.2 穿束 

钢绞线下料技设计“长度加张拉设备长度的总长度下料，下料应用砂轮机平放切割。切断后平放在地面上，采取措施防止钢绞线散头。钢续线切割完后按各束理顺，并间隔1．5m用铁丝捆扎编束。同一孔道穿束应整束整穿。钢绞线穿束采用整束牵引法进行，先将钢续线束端部扎紧，套上穿束器，将穿束器的引线穿过孔道，在前端用5t慢速卷扬机拉动，后端人工向孔道内送进，直至两端露出所需的工作长度为止。穿好的钢绞线应顺直，中间无扭结现象，以防止影响预应力的精确性。钢绞线束穿好后，应按两端每根钢绞线的编号对称穿入锚具中。束头应平顺，以防挂破管壁。钢绞线穿束完成后，应尽快进行张拉压浆，以防锈蚀。钢续线安装在管道中后，管道端部开口应使用彩条布包裹密封以防止湿气进入。 

3预应力施工质量控制要点 

3.1施工阶段的质量控制要点 

3.1.1预埋阶段主要是曲线形状的质量控制，即各控制点的标高定位要准确、牢固，相关工序是否影响或破坏波纹管，确保曲线形状、标高控制点阵正确，其他相关工序不影响孔道管发现问题及时处理。 

3.1.2张拉、灌浆阶段的质量控制，保证控制张拉应力是否达到设计要求，伸长值变化是否在设计和规范范围之内。灌浆计量准确，孔道浆体饱满。 

3.1.3预应力孔道接口处、孔道与灌浆孔、排气孔管连接处以及外露的灌浆孔、排气孑l端都必须封堵严密，防止出现因漏浆或异物进入堵塞管孔情况。特别是下层孔道的灌浆孔、排气孔管长度大，又是斜向伸出板面，必须固定牢固。浇筑混凝土，振捣时振动棒不得接触或碰动预应力孔道和锚具，避免引起损伤或移位。设置预应力孔道和锚具的部位钢筋密集，振捣困难，容易出现塑性沉缩裂缝的部位，规定必须用钢筋棒辅以人工插捣和适度的模板外敲振，以确保此部位浇捣密实。混凝土浇筑完毕立即对孔道进行检查和必要的清理后，及时封堵张拉端和灌浆孔、排气孔管口，防止异物进入，以确保后续的张拉和灌浆能够顺利进行。 

3.1.4普通钢筋绑扎时，切忌猛放、猛插、防止将预应力筋外皮刺破。焊接施工时，严禁将预应力筋作搭接线，切勿在预应力筋附近不采取保护措施进行焊接。先绑扎梁的预应力筋，后绑扎板的预应力筋，梁内拉筋应待预应力筋铺设完后再绑扎，以便预应力筋穿筋定位。待梁筋就位好后才可绑扎板底筋。板面筋应待预应力筋铺设完成后，才可绑扎板面筋(即负筋)。混凝土在浇筑过程中，在张拉端及梁柱节点等关键部位，混凝土要浇捣密实。 

3.1.5必须严格控制棚水量，对未及时使用而降低了流动性的水泥浆，严禁采用增加水的办法来增加其流动性：浆体搅拌时，水、水泥和外加剂的用量都必须严格控制；搅拌好的浆体每次应全部卸尽，在浆体全部卸出之前，不得投入未拌和的材料，更不能采取边出料边进料的方法：在压浆前若发现管道内残留有水分或赃物，则必须考虑使用空压机先行将残留在管道中的水分或脏物排除。 

3.2施工完成后的质量控制要点 

3.2.1检查有原材料进场验收的试验报告是否齐全：施工记录是否完成；各种隐蔽验收手续是否完备：质量评定达到什么标准。 

3.2.2张拉完成后宜在2d后紧接着进行封锚。封锚前应用手持砂轮切割机切割预应力筋多余长度，剩余长度不得少于30mm；必须将锚具、锚孔清理干净，按设计要求进行封锚；封锚材料必须将锚具、预应力钢丝头全部封锚堵密实，不得留有空隙，不得外露。 

4.结束语 

预应力技术是当今桥梁施工领域发展速度最快、用途最为广泛、最有发展潜力的一门科学技术。然而，预应力施工工艺相对较复杂，要求预应力结构施工的专业性强，在实际施工中存在诸多质量问题。所以要切实抓好每道工序、每个环节的质量控制，确保桥梁工程的质量。 

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