浅析桥梁后张法预应力施工质量控制

摘要：就目前而言，预应力混凝土桥梁采用较多的施工方法是后张法预应力和先张法预应力，后张法预应力施工工艺由于其设备简单、程序便捷等众多优点，得到了广泛的推广和应用。虽说该施工工艺在理论知识和实践技巧方面不断的完善和发展，但问题的存在是必然的，为了保证桥梁后张法预应力施工质量，文章结合笔者在达成铁路客运专线16mT梁预制中的实际工作经验，在认识其施工工艺流程的基础上，从材料、设备、施工关键环节等方面对桥梁后张法预应力施工质量控制进行分析。

关键词：桥梁；后张法；预应力

后张法预应力是指先浇筑水泥混凝土、再张拉预应力钢材以形成预应力混凝土构件的施工方法，是通过“应力”有效提升混凝土构件的抗拉强度。桥梁后张法预应力施工工艺流程如图1所示，文章主要结合笔者的实际工作经验，及以施工工艺流程中的关键环节提出质量控制策略。

图1 桥梁后张法预应力施工工艺流程

1预应力材料的质量控制

预应力材料的质量将接关系到桥梁的施工质量，在选择预应力材料的时候，应该进行严格的检验和试验。进场的预应力材料应具有完备的规格说明、合格证书等资料，同时各项质量指标要达到规范要求的技术指标，如强度、刚度、严密性等。

1.1钢绞线

钢绞线的力学性能、化学性能、机械性能都必须符合国家现行的标准。进场使用的钢绞线应分批验收。除检查其质量保证书、规格及外观外，还应按规定频率抽查其表面质量、尺寸。

1.2波纹管

根据出厂合格证和质量保证书核对了波纹管的类别、型号。并对其外观、尺寸、强度、刚度进行外委检验，以保证在穿束或混凝土浇筑过程中管道破裂或变形。加强波纹管在存放、运输和安装过程中的保护。必须保持清洁，长时间存放的必须定期进行外观检查；在搬运和存放过程中，应妥善保护，避免机械损伤、沾污和有害锈蚀，如有严重锈蚀的不得使用，作报废处理。

1.3锚具、夹具和连接器

对到场的锚具、夹具和连接器进行外观检查，不允许出现裂纹和超标的尺寸偏差，同时还应进行硬度和锚固性能试验，保证锚具具有可靠的锚固性能、承载力性能，夹具有电好的自锚、松锚性能。

2预应力张拉设备的选择

（1）施加预应力前应对张拉设备进行核查。施加预应力所用的机具设备以及仪表应由专人使用和管理，并应定期维护和校验。千斤顶及其配套的油汞、油压表一起进行校验。校验仪器可采用压力试验机、标准测力计或传感器等，一般采用长柱压力试验机的方法。与每台油泵配套的压力表应有两快，在操作时，一块作为备用。张拉力与压力表之间的关系曲线通过校验得出。

（2）张拉机具设备应与锚具配套使用，并应在进场时进行检查和校验。对长期不使用的张拉机具设备，应在使用前进行全面校验。使用期间的校验期限应视机具设备的情况确定。当千斤顶使用超过6个月或200次或在使用过程中出现不正常现象或检修以后应重新校验。弹簧测力计的校验期限不宜超过2个月。

3预应力筋的加工、安放质量控制

（1）预应力筋束孔道，采用橡胶抽拔管或金属波纹管形成。钢筋骨架安装到位后安装橡胶制孔管，定位网片应与梁体纵向分布筋、下缘箍筋绑在一起，并要求绑扎牢固。在绑扎钢筋骨架时，管道定位网片应同时按设计位置安放定位，定位网片在沿梁长方向的定位误差不得超过5mm。制孔管表面不得有严重刮伤，安装完成后线形应流畅不得有死弯。

（2）预应力筋下料时应注意：钢绞线的切断，宜采用切断机或砂轮锯，不得采用电弧切割。下料应根据施工部位的先后顺序进行。最好能当天下料，当天用完。所下料要及时编号，编号用胶带贴于材料两端，当每束下料满足数量时，需用细铁丝分段绑扎，以备吊装。当钢绞线下料过长时，为起吊方便，把下完的料按1～1.5m直径盘起，盘起的钢绞线应盖好，以免腐蚀。

（3）预应力筋强度达不到标准时，会降低预应力值，影响承载能力；其伸长率达不到标准时，易造成断丝或滑丝。预应力筋要有出厂质量标准书，按规范要求认真进行检验与试验，抗拉强度、伸长率和松驰度均应满足规范要求。

（4）预应力筋治锈防锈，对于轻微浮锈，除锈后可直接使用；对于轻度锈蚀者，应作检验，合格者除锈后使用。严重锈蚀者，不得使用清除出厂。

（5）钢绞线束穿束前要清理管道，压力水冲洗孔道内杂物，观测孔道有无穿孔现象,保证管道畅通，减小摩阻力。

（6）如果钢绞线相互扭结或各丝、各股预应力筋受力不均匀，摩阻力值增大，易发生段丝、滑丝。编束时，严格按工艺规程要求进行分丝、梳丝、理丝、排列顺序，并分段绑扎牢固。

（7）在对锚环没放入锚垫板的定位槽内，夹片没有对齐、没摆匀。易造成局部应力集中，影响锚固效果。安装夹片时，夹片外露要整齐、缝隙均匀。张拉前要认真检查一次，各道工序均应符合要求。

4砼浇筑质量控制

（1）桥梁预应力构件钢筋布置较密集，混凝土浇筑难度较高，故需对混凝土浇筑质量做出控制。模板、预应力钢绞线、预应力管道、锚具经检查批准后方可进行混凝土的浇筑。混凝土拌和前应根据现场砂石料配合比上料。

（2）浇筑混凝土时，由于钢筋及预应力管道纵横交错，对于预制构件尽量采用侧模振捣工艺。用振捣棒振捣要注意控制时间及插点，避免过振、漏振现象或撞击制孔器、锚具预埋件、模板，以保证其位置和尺寸符合要求，发现松动，应及时整修。

（3）预应力端部锚垫板后钢筋分布较密，应充分振捣密实并注意混凝土粗骨料粒径，一般要求粒径不超过两根钢筋或预埋件间距的一半。对振捣棒不能达到效果的应用钢筋利用人工进行捣实。

（4）锚固区混凝土有缺陷时，应在张拉前修整，预应力筋孔道有堵塞时，应凿开孔道，清除漏浆后修复孔道外混凝土，修整应做记录，修整材料应有强度试验报告。

（5）混凝土采用蒸汽养护时，恒温温度应控制在60℃左右。混凝土立方体强度尚未达到15～20MPa时，不得拆除模板。养生过程中应对预留孔道加以保护，严禁水和其他物质灌入孔道内，以防金属管锈蚀。

（6）简支梁梁体混凝土应水平分层，并一次连续浇筑完成。混凝土灌注完毕，应及时修整、抹平混凝土面，待混凝土接近初凝时再第二次抹面压光。抹面时不得在混凝土面洒水，且应边收面边覆盖或在已摸好的混凝土面喷洒养护剂，防止风吹出现干缩裂纹。

5预应力张拉施工质量控制

5.1张拉前的准备工作

施加预应力前，应对千斤顶、油压表及油泵进行校验和标定，以确保张拉力与压力表读数间的正常关系曲线。张拉时，构件混凝土强度应符合设计要求。预留孔道应用通孔器或压气、压水等方法进行检查，确保孔道内无杂物、无水分。端部预埋钢板与锚具和垫板接触的焊渣、毛刺、混凝土残渣等应清除干净。钢绞线束穿束前，应将一端找齐平，顺序编号。对于较长束，应套上穿束器，由引线及牵引设备从另一端拉出。对于夹片式锚具，上好的夹片应齐平，在张拉前并用钢管捣实。

5.2预应力筋的张拉质量控制

5.2.1预应力筋的张拉顺序应符合设计要求。

本文张拉方法为按照设计要求的张拉顺序，两端同步张拉并左右两侧对称进行，最大不平衡束不得超过一束。

当设计未规定时，可采取分批、分段对称张拉，每一钢束中的全部预应力钢丝或钢铰线应同时张拉。

5.2.2预应力筋的张拉应符合设计要求。

5.2.3在张拉过程中，应边张拉边量测伸长值，当实际伸长值与计算伸长值差值超过6%时，应暂停张拉并查明原因。

5.2.4预应力筋张拉后，应测定预应力钢筋的回缩与锚具变形，对于锥形锚具，其值不得大于6mm，对于夹片式锚具，不得大于5mm。

5.2.5预应力筋施加应力完成，卸载千斤顶后，须对其做详细检查，此时应注意以下问题:

(1)检查有无滑丝或断丝，若有其数量不应超过总数量的1%，控制滑丝、断丝数量不大于下表规定的控制数，否则应进行更换。

(2)检查夹片外露量。一般情况下，锚头与夹片为配套产品，夹片外露数量为1～3mm，当发现普遍存在夹片外露量>3mm时，可认为锚具不配套或不标准，应退货或换货。

6孔道压浆质量控制

6.1水泥浆的要求

(1)水泥浆应由不低于42.5级的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥和水组成，其强度不低于30MPa。

(2)水泥浆的水灰比一般为0.4～0. 45，若掺入减水剂时可减少到0.35。含有氯化物或硝酸盐的掺料不应使用。

(3)水泥浆的最大泌水率不得超过3%，拌和后3h，泌水率应控制在2%以内，24h后泌水应重新被浆吸收。

(4)水泥浆内可掺入适量的膨胀剂，掺入膨胀剂后最大自由膨胀率应不超过10%。

(5)水泥浆拌和时间应至少2min，直至稠度均匀为止。水泥浆的稠度一般控制在14～18s之间。

(6)从拌水泥浆到压浆的时间间隔视气温而定，一般在30～45min，并应经常搅拌，不得通过加水来增加其流动度。

6.2压浆前的检查

(1)压浆前，应对压浆机进行认真检查、标定，用压浆机向管道内注压清水，待孔道冲洗干净，积水排干后方可开始压浆。

(2)压浆前，锚具周围的间隙和孔洞应填封，以防冒浆。

6.3压浆时的检查

(1)压浆应缓慢、均匀，不得中断，灰浆泵压力宜保持在0.5MPa～0.7MPa。当孔道较长时，最大压力宜为1MPa。

(2)压浆时应先压注下层孔道，后压注上层孔道。邻近孔道压浆应连续进行并一次完成，以免孔道串浆。

(3)压浆应达到另一端出浆饱和，并且从排气孔排出的水泥浆与压注的水泥浆应有相同的稠度。

(4)冬季压浆后48h内，混凝土温度不得低于5℃，否则应采取保温措施。当夏季气温高于35℃时，应采取降温措施或选在清晨和夜间压浆。

7 结语

随着后张法预应力施工工艺的不断发展，其应用将越来越广泛，文章只是根据实际工作经验总结出了主要的质量控制策略，在实际工作中参考相关规范，并不断的总结经验，达到综合性控制的目的。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。