桥梁工程预应力技术的应用

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0引言

预应力施工技术具有高刚度、高强度、高抗渗透性和高抗裂能力等特点，能够有效确保施工质量，在高速公路桥梁施工中应用可以提高桥梁的抗裂性能和抗渗性能，同时确保桥梁的强度和刚度[1]。因此在高速公路桥梁工程施工中具有广泛的应用前景。1工程概况本工程为某一高速公路桥梁施工建设项目。该公路按照双向四车道进行设计。桥梁主干线的总宽度为28m。主桥上部结构为三跨一联预应力混凝土变截面箱型连续刚构。桥梁下部柱墩为钢筋混凝土双薄壁墩。主桥上部构造箱梁采用悬臂现浇法施工方式。以下将对预应力施工技术进行阐述。

2预应力施工技术

2.1孔道定位以及穿束

⑴根据设计图纸的要求进行波纹管的定位，先在箍筋上定位出预应力筋曲线的位置，接着采用钢筋马凳支托，其间距控制在700mm，采用焊接的方式将支托钢筋固定在箍筋上。由于塑料波纹管的刚度和回弹性较好，需要采用铁丝将波纹管和支托钢筋绑扎在一起，这样可以避免混凝土浇筑施工中引起的移位问题。如表1所示为波纹管孔道位置偏差和检验方法。

⑵本工程中进行预应力筋的穿束采用后穿法。这种方法是指将混凝土浇筑施工完成之后，再将钢绞线穿入到孔道中。此法可以有效确保张拉端封闭严密。预应力筋的穿束时间应与波纹管的安装以及混凝土的浇筑时间错开。

2.2预应力筋张拉施工

在预应力施工工艺中，最关键的工序是预应力钢筋的张拉。张拉施工的质量直接关系到桥梁整体的施工质量和结构安全。张拉施工的具体操作步骤为：

⑴在张拉施工之前，应先对千斤顶进行标定，并按照要求配备油压表。本工程所采用的油压表为0.4级的精密压力表。

⑵根据回归直线方程计算出设计张拉吨位的压力值。

⑶在钢绞线束的两端分别按照群锚锚具和工作锚夹片，接着采用手持式的千斤顶对单根钢绞线进行张拉，张拉力控制在0.1。

⑷手持式千斤顶张拉完成之后，接着进行穿心式千斤顶的安装。千斤顶应严格就位，确保满足要求，然后在千斤顶的尾部安装工具锚。

⑸对于钢绞线的张拉采用两端同步张拉的方式。在张拉施工之前，应先对千斤顶的油缸长度进行测量，并根据测量结果确保张拉的伸长值。

⑹通过千斤顶的张拉以将钢绞线的张拉应力控制并保持这一张拉应力，时间控制在5min，然后即可回油放松。

2.3真空辅助压浆施工

⑴对于施工中所采用的台秤，应先进行相关计量单位的计量认证，合格之后方可使用。按照设计重量比的要求进行水泥和外加剂的称量，将其加入到搅拌机中进行充分搅拌，确保均匀，然后在其中加入水进行充分拌和，水灰比应控制在0.33。当混合料搅拌完成之后，其流动度应控制在10～20s之间。

⑵对锚具端部表面进行清理，将其上的水泥浆全部清除干净，确保表面的平整度。接着在其上装配盖帽，采用螺栓对其进行固定，确保拧紧。

⑶在两端锚座上安装压浆管、球阀以及快换接头。

⑷对孔道进行清理，清理方法为采用压力水进行冲洗。这样不仅可以对管壁起到湿润的作用，以确保水泥浆液的流动性，同时还可以对孔道内的灌浆孔和排气孔的顺畅进行检查，确保保持通畅。

⑸在正式压浆施工之前，应先进行试抽真空。首先将所有通风孔全部关闭（除了与真空泵连接的通风孔），接着开启真空泵，即可开始进行导管的抽真空。通过将空气排出以将孔道内的压力控制在-0.06～0.1MPa之间。如果孔道内的压力无法达到这一数值，就可以表示孔道内的密封性无法满足要求

。⑹试抽真空合格之后，即开始进行真空辅助压浆施工。通过压浆泵正压力和真空泵负压力的作用，即可将浆体压入到孔道中。在压浆施工过程中，可以通过观察透明的压浆管以对压浆施工进行控制。通过吸浆作用将稀浆吸入到负压容器中，这一过程应确保连续进行。当流出的浆体达到浓度要求即可认为吸浆结束，此时即可将出浆阀门关闭。

⑺在压浆施工过程中，应将压力控制在0.9MPa。在该压力的作用下对灌浆孔道进行加压处理，一般加压时间应控制在1～2min之间，此过程中应将所有的阀门全部关闭。

⑻在压浆施工的过程中，应根据要求做好浆体的试块，并对试块进行抗压试验，以检测其强度是否满足设计强度的要求。

⑼当水泥浆体达到初凝状态时，即可将接头拆除，并对其进行清理，主要应将喉管、压浆机以及负压容器内的残留浆体全部清理干净。

3施工质量控制措施

⑴在预埋阶段，应确保曲线形状满足质量要求，重点应对标高进行控制，确保满足精度要求，同时应避免其他施工工序对波纹管造成影响。

⑵在张拉施工阶段，重点应确保张拉应力满足设计和规范的要求，同时对伸长值进行测量，以确保满足相关要求。在灌浆施工阶段，应确保浆体的用量准确，孔道内所灌注的浆体应确保饱满密实。

⑶在施工过程中，应确保各连接部位的严密性，防止异物进入到孔道内造成堵塞的问题，同时也可以避免在灌浆施工中出现漏浆的问题。下层孔道的灌浆孔和排气孔管应确保固定牢固。在混凝土的振捣施工过程中，所采用的振动棒不得对孔道和锚具进行碰撞，以避免造成孔道的移位和损伤。由于在孔道处设置了较为密集的钢筋，这会对混凝土的振动施工造成影响，此时需要采用钢筋棒进行人工的插捣作业，以确保孔道部位处混凝土的振动密实。当混凝土浇筑施工完成之后，应及时对孔道进行检查，确保满足要求，并对孔道进行清理。之后应对灌浆孔和排气孔进行封堵处理，防止杂物进入到孔道内。

⑷在进行钢筋的绑扎时，不得采用猛放和猛插的方式，以防对预应力钢筋的外皮造成损坏。在进行钢筋的焊接施工时，不得将预应力钢筋作为搭接线。当在预应力钢筋附近进行焊接施工时，应对预应力钢筋采取保护措施。在进行预应力钢筋的绑扎时，应按照先梁后板的顺序进行。当梁内的预应力钢筋铺设完成之后即可进行拉筋的绑扎施工，这样方便进行预应力钢筋的穿束。

4结语

随着桥梁建设快速发展需要，采取预应力技术可以有效确保工程的施工质量，提高桥梁的整体性能，降低桥梁的养护维修费用。文章通过结合某一高速公路桥梁施工建设项目，该桥梁主桥上部结构为三跨一联预应力混凝土变截面箱型连续刚构，系统地探讨了该桥梁预应力施工技术，总结出切实可行的施工控制措施，为同类工程提供参考实例。

作者：薛东起 单位：河北省交通建设监理咨询有限公司