桥梁施工中后张法预应力混凝土施工技术分析

时间：2024-04-24

彭超、万巧

（江西交通工程集团建设有限公司，江西南昌330000）

0 引言

在当前的桥梁施工中，后张法施工技术得到了极为广泛的应用。作为工程中极为重要的部分，后张法的实施直接影响着整个桥梁的稳定性和安全性。因此，具体施工的过程中务必要加强该施工工艺的控制，尤其是细节方面，只有落实好整个的技术处理工作，才能达到理想的施工效果。

1 预应力混凝土结构的基本原理

预应力混凝土结构，在构件施加荷载的过程中起着极为重要的作用。因此，应该更加精细、规范地处理。具体来说，通过对混凝土或钢筋混凝土构件施加预应力，使其达到既定的应力状态，从而为其荷载的稳定提供基础保障。这样一来，混凝土结构即处在一个较为稳定的应力状态，而预应力混凝土结构即在这样的状态下基本形成。

对于普通规格的钢筋混凝土结构来说，混凝土的抗拉强度明显低于钢筋，这使得其在应用的过程中存在很大的不适应性，极易出现裂缝等问题。因此，应重点关注混凝土受拉的极限形变，在具体操作的过程中，应加强精细、稳定控制，从而高效推进整个混凝土施工项目，同时也能切实避免裂缝、变形问题。如果采用增加构件截面尺寸的方式，往往会造成构件自重增加、经济性指标下降等问题；而如果采用高强度混凝土和高强度钢筋，则起不到提升抗拉强度的效果。在保障构件正常使用以及确保构件耐久性稳定的处理方式上，尽管裂缝得到了根本限制，但是钢筋的作用不能得到有效发挥。由此可见，高强度混凝土并不能起到良好的改进效果[1]。

通过高强钢筋和混凝土等进行结构预应力提升的处理方式，在控制裂缝方面有着突出的表现，且有效提升了结构的承载能力，同时其整体强度也得到极大程度的增强。

具体操作的过程中，往往是通过机械张拉的方式来实现的，且应注意钢筋锚固的使用规范，这样才能切实保障应力布置的稳定与高效。对于处在正常荷载条件的情况来说，构件受压区的应力主要来自混凝土，而受拉区的应力则来自高强预应力钢筋，该处的钢筋基本不受拉应力等因素的影响。预应力混凝土结构，使得两种高强材料都发挥出了应有的作用，且有效规避了裂缝等问题，较之于普通规格的钢筋，其刚度和结构的持久性明显更高。由此可见，通过预应力混凝土结构进行相应的布置比较理想，而采用高强混凝土和钢筋等形成的组合也比较适合现实中的结构施工[2]。

2 后张法预应力混凝土桥梁施工工艺

2.1 后张法预应力张拉前的准备工作

2.1.1 构件检查、清理

（1）进行预应力的施加处理前，应先对混凝土构件进行仔细地检查，以确保其外观/尺寸等符合质量要求；应确保混凝土强度等达标，一般应将其控制在不低于设计强度等级的75%。

（2）进行穿束处理前，应对锚垫板、孔道等的基本情况进行检查，确定其符合要求。灌浆孔、排气孔等也应符合施工要求，孔道等相关部分都应确保合理，为后续的技术处理提供便利的条件。

2.2 张拉方向、方式的确定

2.2.1 分段张拉。对于该部分的处理，通常是在多跨连续梁施工过程中，通过逐步张拉的方式进行。相关的处理工作应保证稳定有序，每个阶段的混凝土浇筑、预应力筋张拉等都应科学、规范，如此最终所达到的施工效果才会更为理想，而整体张拉处理也会更为稳定、高效。

2.2.2 分批张拉。这样的处理方式，通常被应用于对后张构件或结构的处理过程中，通过多根预应力筋的分批张拉进行。由于这样的处理方式会造成预应力损失，因此应做好精细的计算和精准的把控。

2.2.3 分阶段张拉。这样的处理方式同样被应用于对后张结构等的处理中，要想切实保障各个阶段荷载的平衡，就应采用这样的处理方式。在具体的处理过程中，应做好各个部分的精细布置，例如结构内部体积的变化等，以切实保障整个处理的科学、高效。

2.2.4 补偿张拉。这样的处理方式，往往是在早期预应力损失完成后进行的，通过这样的补偿，能够克服弹性压缩的损失，在预应力处理方面的效果较为理想。

2.3 张拉顺序的确定

应根据既定的设计方案及设计图的操作顺序来进行具体操作。如果设计中没有指明张拉顺序，则应按照均匀对称、偏心荷载小的基本原则进行操作，但应注意以下的细节：

2.3.1 要想有效避免混凝土产生较大的拉应力，应先进行靠近截面形心轴部分的钢束，且应与现实的工作条件等保持一致。

2.3.2 锚固在梁端的钢束应由上到下进行张拉，相关的处理应稳定、有序地推进。

2.3.3 在梁端布置双排预应力钢束时，为避免产生较大的偏心荷载，应分别张拉。

2.3.4 在梁端布置三排预应力钢束时，布置在正中间一排的钢束应全部张拉，而后再进行左右交替张拉。

2.3.5 箱形截面的相应张拉也可进行同样的处理，但应注意对横向荷载的控制，具体可根据所用的千斤顶数量而定。

2.4 张拉设备的选择和检查

对于张拉设备的选择，应通过对构件特点、所用预应力筋、锚夹具等的类型来确定，选择参数主要包括设备的吨位、行程、压力表等。设备确定后，对其展开精细的校验，张拉力等的油压表读数应重点关注，为后续处理提供切实保障。

其中所用到的油压千斤顶、高压油泵等设备都应进行试车检查，对出现漏油或其他不良情况的，应及时查明原因并做出有针对性的处理。使用紫铜管连接千斤顶与油泵时，应对弯曲部分进行仔细检查，确定其是否存在裂纹和损坏的情况，如存在应及时修理[3]。

3 后张法的张拉程序及工艺

3.1 搭设支架和安装模板

以现浇箱梁的处理为例，进行支架搭设前，应先对该区域的地基进行承载力检验，如有不达标的情况应及时处理，可采用砂砾换填、水泥搅拌桩等方式进行处理，以确保支架底部承载力达标。支架搭设完成以后，务必要对模板的安全性进行验算，还应进行一定的预压，做好预拱度的设置。具体操作过程中，应严格按照既定的施工工序进行，每个部分的处理都应确保精细、规范，模板与模板间的接缝应保证顺直、平整[4]。

3.2 孔道安装

在进行钢筋绑扎时所涉及的预应力的孔道，应通过轨道固定法进行固定，以确保其结构圆顺。绑扎时，应确保所用塑料波纹管的刚度及强度达标，套管的长度应与管道的长度保持协调。

同时，还应做好接头部分的漏浆防范处理；对于按照既定设计要求布置的波纹管，应做好细节部分的精细处理，避免细小的差错。波纹管安装完成后，对其加固处理的过程应重点关注。通常情况下，波纹管应安装在拐弯处，具体定位应确保精准，同时，波纹管的形状上保证圆滑，这样才能切实保障其在后续使用中的质量及稳定性。

3.3 钢筋、钢绞线装置

钢筋和钢绞线装置中，涉及的钢梁和钢筋应分次进行安装。安装完底模以后，就应尽快进行底板和腹板的捆扎，整个过程应保证严谨、规范。而后，有序推进混凝土的浇筑，其中所涉及的顶板的捆扎，应在顶板安装完成后进行。在完成上述操作以后，就应严格按照后张法对支座钢垫板、防撞栏预埋钢筋等预埋件实施安装。在预埋钢绞线和波纹管之前，应先对其质量进行校验，确定是否存在损坏和锈蚀的情况。在定位筋的布置环节，应使其与波纹管和管间接头的部位相固定。穿束作业通常应在完成浇筑的三天后进行，操作时应保证精细、严谨，以确保张拉的高效进行[5]。

3.4 混凝土浇筑和养护

在进行混凝土浇筑前，应再次对波纹管及预埋件进行验收，确定达标后才可进行；混凝土浇筑时间应经过科学分析，以切实保障混凝土的浇筑质量，在夏季或冬季浇筑时，应做好相应的温度控制；混凝土的浇筑通常应分为两次进行，首次进行底板和腹板的混凝土浇筑，而后是顶板和翼板的混凝土浇筑，整个过程应保证稳定、有序。遇到混凝土厚度较大的情况，应分层浇筑，段前、段后的间距应确保合理，以切实保障相关浇筑及后续振捣等施工的稳定与高效；混凝土浇筑后，应尽快进行养护，具体的操作过程中应做好温度和湿度的控制，可通过洒水、蒸汽的方式进行养护，养护过程应保证规范、合理，以确保养护质量。

3.5 对预应力实施张拉

对预应力实施张拉的处理时，首先应确保施工后的混凝土达到强度标准，确保强度达到90%，时间大于7d 为宜。与此同时，还应做好钢束、锚具等的整理工作，确保后续的张拉能有序展开。张拉应分次进行，每次的强度都应与既定的标准保持一致，达到科学、规范的操作。想要有效地消除松弛状态，进行张拉时应稍加张拉钢绞线，还应对千斤顶、锚具等的轴线进行校验，以确保其处在同一直线上。需要注意的是，张拉过程中应多次进行校验，尤其应落实好对张拉油压差的控制，同时还应做好钢绞线的安全防控，为后续工作提供保障。

3.6 压浆

在压浆环节中，应先从下层最低点的孔道开始，而后缓慢、有序地向上推进，最终达到孔道内排气顺畅的要求。对于那些集中且临近的孔道，压浆应持续进行，对于无法连续处理的情况，应在压浆处理前做好孔道的冲洗工作。具体的操作过程中，应先对压浆进行既定处理，通常应经过中和压浆后48h 内，相应的结构物应控制在不低于5℃的状态。在完成这方面的处理后，就应对压浆的密度进行校验，如果存在不良情况，应及时处理。此外，还应对管道内是否存在串浆、漏浆等不良情况进行校验，如果存在应及时处理，为管道的稳定运行提供保障。

4 张拉要点

应尽量避免预应力筋与孔道之间的摩擦，否则会造成较大的应力损失，甚至还会使构件出现裂缝。张拉应严格按照既定的设计标准进行，遇到没有规定的情况，应综合以下两方面的因素进行处理：

首先，应避免张拉过程中构件截面出现过大的偏心受力，操作时应确保在既定的受压范围内，且应保证边缘部分没有拉应力。

其次，还应对张拉的预应力损失值进行精细的计算，并在此基础上进行预应力筋的精细控制，相关的处理应保证严谨、规范。需要注意的是，对于长度大于或等于25m 的直线和曲线预应力筋来说，通常应通过两端张拉的方式进行，在设备不能支持的情况下，可先张拉一端，而后再张拉另一端。对于长度小于25m 但仍较长的预应力筋，也应通过这样的处理方式进行处理，操作时应注意力度和升降的精细控制，各个部分的处理应保证严谨、规范，为预应力的科学布置提供基础性保障。

在张拉过程中涉及的千斤顶以及插垫，应与现实的施工环境等保持一致，细节方面的处理应符合既定的施工要求。对于两端同时张拉成束预应力筋的情况，想要减少应力方面的损失，通常应落实好其中涉及的细节，例如锚塞是否压紧。相应的在对相关技术进行精细处理及合理控制下，既能够可以很好地确保张拉的质量，又能够有效地规避以往技术操作过程中出现的不良情况，这样一来，预应力技术所带来的价值也能最大程度地体现出来。