试论预应力混凝土桥梁施工工艺及质量控制

摘要：桥梁预应力施工质量的控制关系到桥梁的运营安全和使用寿命，是桥梁工程施工过程的重点控制工序，保证各环节的施工工艺和克服质量通病是决定桥梁预应力混凝土施工优劣的关键因素。

关键词：预应力桥梁；施工工艺；质量控制

中图分类号：TU71 文献标识码：A 文章编号：1001-828X（2012）06-0-01

桥梁预应力混凝土结构是充分利用材料的高强度性能，有效防止混凝土裂缝，减轻结构自重，增大桥梁跨径、刚度，同时有行车舒适等优点，为了保证安全可靠的建好每座桥梁，桥梁的施工控制将变得非常重要，而桥梁预应力施工作为预应力桥梁施工中极为重要的一环，无论是从设计、施工等环节都应该进行严格的控制，因为其直接影响今后的运营安全、桥梁使用寿命等问题，在桥梁施工中是一项极为重要的工序。

一、预应力混凝土施工工序

预应力混凝土施工流程：锚具及钢绞线检验合格预应力梁底模安装非预应力钢筋安装按设计坐标及高程焊接波纹管定位支架安装波纹管及排气管安装锚垫板及螺旋筋预应力工程隐蔽验收浇筑混凝土并养护钢绞线下料编束预应力钢绞线穿束拆除模板张拉设备及仪表配套校验安装锚板及夹片安装千斤顶预应力筋张拉锚固张拉质量检验预应力孔道压浆切除多余长度钢绞线封堵锚具孔转入下道工序施工。

其中预应力孔道压浆宜在预应力束张拉完毕后尽早进行，一般预应力混凝土构件，在张拉完毕，停10小时左右，观察预应力钢材和锚具稳定后，即可进行。

二、施工质量控制内容及影响因素

预应力混凝土桥梁的施工控制包括结构变形控制、结构应力控制和结构稳定性控制。线形控制就是严格控制每一节段的竖向挠度及其横向位移，保证成桥后的线形趋于设计线形；内力控制则是控制主梁在施工过程中以及成桥后的应力，尤其是合龙时的控制，使其不致过大而偏于不安全，并符合设计要求；桥梁的稳定性不仅包括桥梁的稳定计算，还包括施工各阶段结构构件的局部和整体稳定。

(一)预应力桥梁施工材料的质量控制

严把材料质量关，采用信誉好质量好的厂家产品。产品要有出厂合格证，质量检测报告，对到场材料进行检验，其强度、刚度、严密性及螺旋压接缝咬合牢度等各项指标均达到质量标准方可使用。加强对波纹管的保护减少对其损伤。减少电焊作业。在普通钢筋骨架成型后再铺设波纹管，用振捣棒振捣混凝土时，要避开波纹管，波纹管接头。用大一号规格的波纹管作套管，套管长20-30cm管道接头在套管内要对口、居中。两端的环向缝隙用胶带封闭严密。

(二)预应力桥梁施工张拉前的准备工作

对力筋施加预应力之前，应对构件进行检验，外观尺寸应符合质量标准要求。张拉时，构件混凝土强度应符合设计要求；设计无要求时，不应低于设计强度等级值的75%，当块体拼装构件的竖缝采用砂浆接缝时，砂浆强度不低于15Mpa，对预留孔道应用通孔器或压气、压水等方法进行检查。端部预埋铁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。应采用先穿束的方法时用压气、压水较好。钢筋穿束前，螺丝端杆的丝扣部分应用水泥袋纸等包缠2-3层，并用细铁丝扎牢；钢丝束、钢绞线束、钢筋束等穿束前，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。预应力筋的张拉顺序应符合设计要求。

(三)预应力桥梁施工控制影响因素

桥梁施工控制的主要目的是使施工实际状态最大限度地与理想设计状态(线性和受力)相吻合。要实现上述目的，就必须全面了解可能使施工状态偏离理论设计状态的因素，以便施工实际有的放矢的有效控制。

1.结构参数。结构参数是控制中结构施工模拟分析的基本资料，其准确性直接影响分析结果的准确性。结构参数主要包括：结构构件截面尺寸、结构材料弹性模量、材料容重、材料热膨胀系数、施工荷载和预应力或索力。

2.施工工艺。施工控制是为施工服务的，反过来，施工的好坏又直接影响控制目标的实现。除要求施工工艺必须符合控制要求外，在施工控制中必须计入施工条件非理想化而带来的结构制作、安装等方面的误差，使施工状态保持在控制之中。

3.施工监测。检测是桥梁施工监控的最重要手段之一。检测包括应力检测、变形监测。因测量仪器、仪器安装，测量方法数据采集、环境情况等存在误差、所以，结构监测总是存在误差。

(四)施工注意事项

1.梁体钢筋在预应力钢绞线附近焊接时，一定要注意预应力钢绞线的保护，不能让焊接时的高温灼烧预应力钢绞线，以免发生预应力钢绞线回火，在张拉时发生断裂。

2.钢绞线的定位一定更要准确，符合设计要求，如果钢绞线安装时的坐标与设计有出入，那么在张拉时的张拉力很难保证满足要求，因为坐标发生变化时，张拉力的合成也会发生变化。

3.注意预应力管道的保护，在浇筑混凝土过程中，由于振捣，挤压等原因很可能造成预应力管道的移位变形，甚至破裂，造成漏浆，影响张拉工作，这就要在张拉过程中注意预应力管道的加固和保护，制定详细的振捣方案(浇筑方案)，在预应力管道位置振捣时，一定要注意管道的保护。

4.为防止混凝土浇筑过程中预应力管道破裂，混凝土进入管道(这种情况要比轻微的漏浆严重的多)堵塞预应力管道，在施工中一般先穿钢绞线，使得管道有一定的抗压强度，其次就是在浇筑过程中进行防堵工作，一般的做法是，双端张拉的预应力钢绞线在两端设置牵引力，在浇筑过程中来回拉扯(视混凝土浇筑时间长短进行拉扯，在混凝土进行初凝前进行数次的拉扯)，在混凝土浇筑完成后，4小时，8小时，12小时分别拉扯数次，将进入管道的混凝土结构在进行初凝前进行破坏，避免堵塞管道，影响张拉工作，对于单端张拉的预应力钢绞线，不能进行这样的操作，所以在管道保护方面做得要更加细致。

5.预应力钢绞线在下料时，首先要符合设计要求长度，其次考虑张拉设备应用情况，最后还要考虑施工现场存在的特殊情况等，通过综合分析，最终确定下料长度，以免盲目下料，造成浪费。

6.在混凝土浇筑完成后，张拉前对张拉端外露钢绞线做好保护工作。

7.张拉前对张拉设备的配套情况进行详细的试验，尤其是工具锚和工作锚孔洞的同心是否精确，如果不精确2个锚板势必造成对钢绞线的切割，削弱钢绞线的受力截面，造成断丝等质量问题。

三、控制预应力桥梁施工质量的要点

1.张拉前检查混凝土抗压强度，张拉时严格按照设计要求和有关规范执行。张拉采用双控，即应力控制和伸长量控制。

2.施工中如因千斤顶工具式夹片磨损造成夹持不紧，出现滑丝，处理方法为压力机立即回油，更换工具式夹片，检查锚具锥孔与夹片间是否有杂物，清除锚垫板喇叭口内混凝土重新张拉。如果仍有滑丝现象，则应对钢绞线、锚具进行重新检测，对千斤顶油压表进行重新标定，确保今后万无一失。

3.由于波纹管破损而漏浆，造成钢绞线与混凝土握裹，引起摩擦力过大。处理方法：反复多次张拉并持荷一段时间，以克服摩擦力过大的影响，预制T梁时应注意及时清孔。

4.由于孔道摩阻而使伸长量偏小，处理方法：在开始张拉时把钢绞线拉到5.0MPa，再回油至油压表读数为零，然后分级张拉，并按规范要求进行超张拉，这样得出的张拉伸长值满足设计要求。

5.张拉过程中随时观测梁的上拱度和梁体的侧向变形，避免梁体变形过大而产生裂纹，并及时观测各项数据，以便今后设计、施工时作参考，做到心中有数。

预应力张拉工艺是桥梁预应力构件施工的重要环节，特别是张拉应力及伸长量的控制，会直接影响预应力结构使用寿命，因此在预应力施工中，要充分做好材料的质量控制与张拉前的准备工作，在张拉过程中不要盲目的注重数量，务必要按技术规范操作，以确保工程项目的施工质量。

参考文献：

[1]刘尧,朱新立.预应力技术及材料设备[M].北京:人民交通出版社,1997.

[2]杨宗林.现代预应力混凝土施工[M].中国建筑工业出版社,2002.

[3]向云生.大跨度预应力混凝土桥梁施工控制技术[J].中国公路学报,2002.