探讨桥梁施工中预应力张拉施工及常见问题

摘要：随着现代新材料、新施工工艺、新机械设备的大力研发，预应力技术在公路桥梁施工中得到了广泛的应用。在现代公路桥工程施工中，由于采用预应力技术，很大程度上提高了桥梁的整体工作性能、延长了桥梁的跨度、延长结构的使用年限。文章结合工程实例探讨桥梁施工中预应力张拉施工的施工工艺及其在施工中常见问题。

关键词：桥梁施工；预应力张拉；施工控制

引言

预应力张拉施工较复杂。要求专业性强，在实际施工中，有的施工队伍水平不高，经验不够丰富，加之有的设计方案考虑欠妥，引发梁（板）预应力施工过程中损失过大、空心板梁张拉后梁端顶底板中间部位出现纵向裂缝、工字梁梁体扭曲变形、梁端底部混凝土破碎等诸多质量缺陷。

一、工程概况

本桥梁位于甘肃省定西市通渭县马营镇，桥梁长度为103m，设计为2×44mT构。梁体为单箱单室，直腹板、变高度、变截面结构。箱梁顶宽12.2m，箱梁底宽6.7m。顶板厚度除梁端附近外均为48.4―78.4cm；底板厚度40cm至130cm，按直线线性变化，腹板厚度由50至110、按折线变化。全联在0#块处共设2道横隔板，横隔板设有孔洞，供检查人员通过。梁全长为89.5m，计算跨度为（2*44）m，中支点处梁高6.584m，0#块10m，边跨11.47m直线段梁高为3.584m，梁底下缘按二次抛物线变化，边支座中心至梁端0.75m。

二、预应力张拉施工的前期准备

1、张拉设备的标定检查

在进行预应力张拉施工前，必须将千斤顶、油表、夹具、预应力筋等送往具有检验资质的部门检验、标定并予以校正。只有在张拉设备、夹具、预应力筋及普通钢筋的各项技术性能、指标符合国家现行标准规定和设计要求后才允许进行预应力张拉施工。

2、构件检查

检查锚端混凝土是否密实，如有疏散、空洞大于规范要求，应通过设计进行处理。检查孔口锚下垫板垂直度。拆除端头模板，检查钢绞线孔是否畅通，如果漏浆及堵塞情况，应采取措施清除干净，同时将浇混凝土时漏入垫板喇叭口内的混凝土及杂物清理干净。张拉前箱梁梁体的强度控制主要采用同条件养护抗压试件进行控制，在抗压结果有可疑时再次送样抗压或以回弹仪现场检测判定。同条件抗压试件应在梁体顶板浇筑时与标准强度试件一同制作，放在梁体附近同条件养护。在龄期符合要求时送样检测，待箱梁抗压强度在设计强度75%以上，且同时满足设计要求后方可开始张拉。

三、预应力张拉施工的技术准备

穿束安装锚具施加预应力施加控制应力（持荷2min）锚固。

1、清除锚垫板上的水泥浆，先将钢绞线穿入锚环，锚环与锚垫板上的中心对齐。

2、将夹片放入锚环，夹片放好后用手锤轻敲，使夹片进入锚环内，并保证3片夹片的顶面平齐；在千斤顶就位后，调整千斤顶的位置，使管道、锚环，千斤顶处在一条轴线上。

3、工具锚具、夹片安装对中，界面平整无杂物、油污。

4、张拉顺序：预应力钢绞线张拉时，为防止发生由于构件截面受过大的偏心压力导致梁体出现较大的侧弯现象，在分批张拉时，后张拉的一批预应力钢筋混凝土所产生的弹性压缩会使先张拉钢绞线的预应力值降低。施工按图纸施工（张拉顺序为N1、N3、N2、N4；左右对称分阶段张拉），采用两端对称张拉。

5、施加张拉力，人员根据分工部位就位后开始施加张拉力。根据规范要求，张拉过程需要增加一个30%σcox的级别，测量伸长量，作为钢绞线在初应力伸长，然后逐渐加荷使张拉应力接近控制应力时，两端同时张拉至控制应力，加载后应测量伸长量并用对讲机与另一端联系，互报油压表的读数作为核算孔道摩阻率的依据。

6、持荷：在两端同时张拉至控制应力后，持荷2min，使预应力钢绞线在锚固前便完成部分徐舒，以减少钢绞线锚固后的应力损失。

四、预应力张拉施工及常见问题

1、预应力张拉施工技术

（1）锚具及张拉设备的安装

安装锚具及张拉设备应注意以下几点：工作锚环应对中；夹片应均匀对称打紧并外露一致；千斤顶上的工具锚的孔位与箱梁端部工作锚的孔位排列一致；张拉力的作用线与孔道中心线重合。注意限位板与锚具是否配套，注意钢铰线是否顺直一致。

（2）张拉与锚固

预应力筋张拉顺序应使箱梁结构受力均匀、同步、不产生扭转、侧弯，不应使混凝土产生超应力，不应使其他构件产生过大的附加内力及变形。因此无论对结构整体还是对单个箱梁构件而言，都应遵守同步、对称张拉的原则。此外安排张拉顺序还应考虑到尽量减少张拉设备的移动次数。因为移动次数越多，锚具组件受损和滑脱的概率就越大，反而会影响张拉数据的准确和锚固的可靠性。张拉采用两端同时张拉，要步调一致。张拉时应缓慢均匀，供油不可急上急下，启动油泵向千斤顶张拉缸供油，进行张拉，调节油泵上的节流阀，控制油压值和张拉速度，分级张拉。当千斤顶的一个行程结束时，量钢绞线伸长量，油泵再次供油，继续下一个行程，量伸长量。逐级张拉至设计控制吨位。最后一个行程结束，油泵减压回油，工作锚上的夹片锚固在锚头上，至此完成一束张拉操作。当张拉工作结束后，采用手提式砂轮切割机将其锚具后外露剩余预应力筋割除，施工过程中钢束的截断宜采用切断机或砂轮锯，不得使用电弧。锚具后应保留预应力筋长度不小于30mm。预应力筋张拉用液压千斤顶的行程一般为150～200 mm。对较长的预应力束一次拉伸值可能超过千斤顶的行程，必须经过多次张拉多次锚固，才能达到最终张拉力的伸长值。分级张拉、锚固应根据计算伸长值，将张拉过程分成若干次，每次均实施一轮张拉锚固工艺，每一轮的初始油压即为上一轮的最终油压，每一轮的拉力差值应取相同值，以便控制，一直到最终设计油压值锚固。

（3）孔道灌浆

孔道灌浆标号应满足设计要求，灌浆过程中应保持连续一致，以免造成灌浆不密实。在灌浆时采用一端灌浆，一端排气的方法，在两端均安装阀门控制进出浆，待各个出浆口均冒出与所灌浆体同稠度的水泥浆时，封闭出浆口，继续加压，压力控制在0.5MPa～0.7MPa稳压1～2分钟，然后关闭灌浆口处的阀门，取下灌浆管，继续下一束的灌浆。灌浆顺序宜先灌注下层孔道，箱梁端部的锚固区必须灌满。每根箱梁的全部孔道宜一次灌浆完成。待灌浆结束后，采用强度高一级的细石混凝土封锚。

2、预应力技术存在的问题

（1）预应力拉张时间问题

在预应力技术中，提高混凝土预应力早期强度以使用早强剂为主，自浇筑混凝土三日开始张拉处理，直到其强度达到一定程度。但是，若浇筑的混凝土强度增长速度很快，同时混凝土模量增长较慢，其结果会降低混凝土的承载能力，进而导致混凝土裂缝产生。此外，以早期强度的混凝土进行检测试块，代替实际强度，也会存在不少问题。

（2）预应力张力控制问题

公路桥梁的预应力技术发展较晚，还未形成明确的施工规范，因此施工人员在施工时难以参考现有标准进行预应力的张力控制。此外，一些施工人员在控制预应力张拉时忽高忽低，增加了实际施工误差，不能均匀的掌握好各束拉力，对混凝土结构产生不良影响。

五、结语

经施工实践按照该方法预制的预应力桥梁预应力张拉质量均得到有效控制。张拉伸长量偏差均在±6%范围内。静载实验合格率100%。张拉完成后上拱度测量均符合设计要求。因此可以证明该控制措施能够满足施工及设计要求。

参考文献：

[1]周国宇。预应力桥梁施工中的常见问题及治理方法[J].南北桥，2011

[2]耿乙建。关于桥梁施工及其常见问题的探析[J].建材与装饰，2012