结合工程实例谈后张法预应力施工技术

时间：2024-05-17

夏双仁

（云南省铁路总公司，云南昆明 650018）

某主桥为50+56+50=156m 三跨预应力混凝土连续刚构，主桥箱梁采用三向预应力体系，分为纵向预应力束、桥面板横向预直力束和竖向精扎螺纹钢筋。现以主桥纵向预应力张拉施工为例浅谈后张法预应力施工技术。

2 施工技术

2.1 预应力管道的制作和安装

应力孔道采用金属波纹管成孔，并根据预应力筋束及锚具的型号确定波纹管管径。金属波纹软管，由镀锌薄钢带经波纹卷管机压波卷成，具有重量轻、刚度好、弯折方便、连接简单、与混凝土粘结较好等优点。波纹管的内径为100-120mm，管壁厚0.25-0.3mm。

对连续结构中呈波浪状布置的曲线束，且高差较大时，在孔道的每个峰顶处设置泌水孔；起伏较大的曲线孔道，在弯曲的低点处设置排水孔；对于较长的直线孔道，应每隔12-15m左右设置排气孔，有竖向弯曲的孔道在最低处及最高处均设排气孔，以利排气和排水及中继压浆。泌水孔、排气孔必要时考虑作为灌浆孔用。波纹管的连接采用大一号的同型波纹管，密封胶带封口。波纹管孔道以钢筋网片固定定位，钢筋网片间距为0.5～1.0m，在任何方向的偏差在距跨中4m 范围内不大于4mm，其余部位不大于6mm，以确保孔道直顺、位置正确。在孔道布置中做到：不死弯；不压、挤、踩、踏；防损伤；发现波纹管损伤，及时以胶带纸或接头管封堵，严防漏浆；平立面布置准确，固定；距中心线误差在5mm 以内。

2.1.1 孔道接长。纵向预应力孔道，用较通长孔道波纹管直径大5mm的接头管进行接头，接头管长度为200mm，接长后以胶带纸包裹，以防漏浆。接头管除特殊情况均采用外接头。防止在穿束时接头管被破坏产生堵孔。

2.1.2 锚垫板的安装。锚垫板安放时保持板面与孔道保持垂直，压浆嘴向上，波纹管穿入锚垫板内部，且从锚垫板口部以海棉封堵孔道端口，外包裹胶带，避免漏浆堵孔。为保证锚垫板定位准确，在施工到齿板处时，换用改装后的内模，精确定位，将齿板与梁体一同浇筑。

2.1.3 防堵孔措施。在缴向预应力孔道内，于灌注混凝土前，穿入较孔道孔径小10mm的硬塑料管，在混凝土初凝前抽动，终凝后抽出，以防措施不到漏浆堵孔，此塑料管可多次倒用。

2.1.4 钢筋及管道安装注意事项。(1)锚垫板应与螺旋筋、波纹管中轴线垂直，螺旋筋应与锚垫板预先焊好，并与端模固牢，防止在混凝土振捣过程中造成锚垫板偏斜。(2)在底板、腹板钢筋绑扎完毕，进行内模安装时应在箱梁内设脚手板，防止操作员踩踏底板钢筋。(3)钢筋伸出节段端头的搭接长度应满足设计要求。(4)钢筋下应设置砂浆垫块，以保证钢筋的保护层厚度，垫块数量为4 块/平方米。

2.2 钢绞线

2.2.1 钢绞线下料在桥面上进行，并清除其表面上的杂物及锈蚀，以防钢束受污染。下料长度=孔道长度+150cm，若采用卷扬机穿束则需增加20cm，下料时用砂轮切割机切割。

2.2.2 将钢绞线理顺，用扎丝绑扎好，以防在穿束过程中钢绞线打绞，张拉时受力不均，导致有而有的则可能被拉断。

2.2.3 将钢束端头做成圆锥状，用氧焊焊牢，切忌使用电焊焊接。表面要用砂轮修平滑，以防钢束在波纹管接头处引起波纹管翻卷，堵塞孔道。

2.2.4 穿束前用高压水冲洗孔道，清除孔内杂质，保证穿速通顺。

2.3 混凝土施工

混凝土的配置及拌和见相关的混凝土的拌制与灌注。混凝土的运输采用混凝土搅拌运输车由便桥运输至桥墩位置，输送泵灌注入模。

2.3.1 混凝土灌注。混凝土灌注时由前往后对称灌注两腹板混凝土至F 倒角，然后再由前往后灌注底板。底板及腹板下部混凝土由串筒导流人模，立模对按规划在腹板上留好天窗，底板灌注完成后继续对称分层灌注腹板混凝土，上部腹板2m 范围可由输送管直接插入，分层厚度为30mm。顶板的灌注遵循由两侧向中央灌注的顺序。

2.3.2 混凝土捣固。插入式振捣器相结合的形式，底板和顶板以插入式振捣器为主，腹板以附着式振捣器为主并辅以插入式振捣器，箱粱梗腋处两种振捣器相互补充，加强振捣。插、振捣厚度为30cm，插入下一层混凝土5-10cm，插人间距控制在振捣棒作用半径15倍之内，振捣到混凝土不再下沉，表面泛浆有光泽并不再有气泡逸出时将振捣棒缓慢抽出，防止混凝土内留有空隙。

2.3.3 混凝土灌注注意事项。混凝土要分散缓慢卸落，防止大量混凝土集中冲击钢筋和波纹管；捣固混凝土时避免振动棒与波纹管接触振动；混凝士入模过程中随时注意保护波纹管，防止波纹管碰撞变形；混凝土灌注过程中要随时测量底板标高，并及时进行调整。

2.3.4 混凝土养生。混凝土灌注完成后，表面用塑料布覆盖，并撒水养护，待同等条件养护的混凝土试件其抗压强度达到梁部混凝土设计强度的90%时，揭开塑料布，洒水继续养护，始终保持混凝土表面潮湿，养护天数14天以上。同时进行底面和侧面的养生。

2.4 张拉

2.4.1 当浇筑混凝土强度到达设计强度的80%，同时龄期必须为三天以上方可进行张拉，张拉的顺序为先纵向长束后短束，采用张拉力和伸长值双控，伸长值容许误差控制在±5%以内，同一断面的断丝率不得大于1%，更不容许整根钢绞线拉断。

2.4.2 张拉过程如下：0-15%初应力——30%控制应力——100%控制应力(持荷5min)——锚固。

2.4.3 伸长量较大时应采用两次或多次张拉，此时应注意控制千斤顶的伸长值不超过千斤顶的行程20cm。

2.4.4 为了消除钢铰线束不直和初始受力不均的影响，一般应在张拉力达到一定初始值之后，再进行伸长值的量测。可在钢束张拉时初始张拉力(取设计张拉力的的l5%)状态下标注伸长量起始记号，用量测值和理论计算值复核。

2.4.5 若伸长量不足或过大，要及时分析原因，一般是管道布置不准，增大孔道摩阻，应力损失过大，有时也有可能设计计算使用的钢绞线的弹模值与实际使用的弹模值不相同。总之要及时查明原因，采取相应的措施后方可进行下一步施工。

2.5 锚固与压浆

松开送油油路截止阀，张拉活塞在预应力筋回缩下回程若干毫米，工作锚片锚固好预应力筋。关闭回油油路截止阀，向回程油缸送油，活塞慢慢回程到底。按顺序取下工具夹片、工具锚板、张拉千斤顶、限位板。

2.5.1 压浆：一般在张拉后24小时内往张拉孔道内压浆，如情况特不能及时压浆，应采取保护措施保证锚固装置及钢绞线不被锈蚀，以防滑丝。压浆是后张法预应力施工中的最后也是关键的-步，压浆前对压浆机进行认真检查、标定，用压浆机向管道内注压清水，充分冲洗，润湿管道，至全部管道冲洗完后，正式拌浆，开始压浆。压浆开始后需等另一端排水，排水孔亦喷出纯浆并稳定后，才可封闭排气孔，其后对管加压到0.6MPa 以上并持荷3min 后封闭。灌浆后三天内不得切割钢绞线和碰撞锚具。

2.5.2 封锚，在距工作夹片5cm 处，切除多余的预应力筋，用混凝土封住锚头。切割多余的钢绞线一般用砂轮切割机，因本桥属高空作业，且前台操作面小，采用氧气一乙炔加热切割，用湿麻布袋包住钢绞线使锚具夹片不受热，以确保夹片不因受热退火而滑丝。