代百平

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，大跨徑橋梁技術(shù)如雨后春筍般在我國(guó)迅速崛起，各種能夠提高生產(chǎn)效率和功能性的技術(shù)都被開(kāi)發(fā)和利用到大跨徑橋梁施工當(dāng)中。這其中預(yù)應(yīng)力技術(shù)是當(dāng)下發(fā)展速度最快，用途最廣泛的一門科學(xué)，其發(fā)展之迅速，已經(jīng)在全國(guó)各省份大面積的投入使用。雖然預(yù)應(yīng)力技術(shù)煥發(fā)了大跨徑橋梁技術(shù)新的生命，但在其施工技術(shù)和配套設(shè)施方面，仍然存在著一定的缺陷，有很大的完善空間。本文通過(guò)合肥市長(zhǎng)江西路高架和銅陵路高架市政橋梁施工案例中后張法預(yù)應(yīng)力的施工工藝進(jìn)行詳細(xì)的闡述，從而使后張法預(yù)應(yīng)力的應(yīng)用更具施工的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：大跨徑橋梁;預(yù)應(yīng)力張拉;施工工藝

中圖分類號(hào)： TU757 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

引言

早在上世紀(jì)三十年代，世界上第一座預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁建成以來(lái)，包括混凝土材料、預(yù)應(yīng)力施工工藝在內(nèi)的混凝土結(jié)構(gòu)逐漸成為主流技術(shù)，在發(fā)展的過(guò)程中不斷得到完善。從時(shí)間來(lái)看，預(yù)應(yīng)力技術(shù)從誕生到發(fā)展成型的時(shí)間并不長(zhǎng)，但憑借自身安全的結(jié)構(gòu)、出色的抗震能力、合理的造價(jià)等多方面的優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)逐漸成為大跨徑橋梁建設(shè)中不可或缺的中堅(jiān)力量。

一、后張法預(yù)應(yīng)力的概念

后張法[posttensioning method]是指先澆筑水泥混凝土，待達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%以上后再?gòu)埨A(yù)應(yīng)力鋼材以形成預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的施工方法。其主要分為有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土、無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土。

二、施工前準(zhǔn)備

施工進(jìn)場(chǎng)前應(yīng)做好的技術(shù)準(zhǔn)備工作:

全面審核預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)圖。根據(jù)合肥市長(zhǎng)江西路高架和銅陵路高架預(yù)應(yīng)力圖紙審核結(jié)果看，設(shè)計(jì)中往往出現(xiàn)鋼絞線長(zhǎng)度錯(cuò)誤、鋼絞線根數(shù)錯(cuò)誤等等，對(duì)審核發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤要及時(shí)和設(shè)計(jì)院聯(lián)系進(jìn)行糾正；

預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)圖全面交底工作；

施工設(shè)備檢修及千斤頂?shù)臉?biāo)定工作；

全部預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)參數(shù)表；

材料質(zhì)量抽檢。

三、預(yù)應(yīng)力體系施工

（一）、預(yù)應(yīng)力鋼絞線制作與安裝

1、檢驗(yàn)

預(yù)應(yīng)力的施工是連續(xù)梁施工的關(guān)鍵，很有必要對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼材、錨具、夾具和張拉設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn)標(biāo)定。

外觀檢查：無(wú)銹坑無(wú)折彎無(wú)斷絲直徑檢查

性能檢查：以每次重量不大于60噸為一驗(yàn)收批,抽檢一組,進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)。

2、預(yù)應(yīng)力鋼絞線、錨具、夾具檢驗(yàn)

每批預(yù)應(yīng)力鋼材進(jìn)場(chǎng)應(yīng)附有證明生產(chǎn)廠家、性能、尺寸、熔爐次和日期的明顯標(biāo)志，每批預(yù)應(yīng)力鋼材的進(jìn)場(chǎng)應(yīng)分批驗(yàn)收，檢驗(yàn)其質(zhì)量證明書(shū)、包裝方法及標(biāo)志內(nèi)容是否齊全、正確；鋼材表面質(zhì)量及規(guī)格是否符合要求，經(jīng)運(yùn)輸、存放后有無(wú)損傷、銹蝕或影響與水泥粘結(jié)的油污，必須對(duì)用本橋的預(yù)應(yīng)力鋼材及錨具、夾具進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)。

3、預(yù)應(yīng)力鋼絞線的制作與安裝

縱向和橫向預(yù)應(yīng)力鋼絞線：?15.2（高強(qiáng)度、低松馳，《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線》（GB/T5224-2003）），抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為1860Mpa。預(yù)應(yīng)力鋼束每米用鉛絲編制、合攏捆扎，鋼束平順，并編號(hào)按順序放置。

（二）、波紋管道的安裝

1、波紋管的定位鋼筋必須嚴(yán)格按圖紙的設(shè)計(jì)尺寸下料焊接，在綁扎成型的箱梁鋼筋上按照?qǐng)D紙?zhí)峁┑亩ㄎ蛔鴺?biāo)，畫(huà)出定位鋼筋的位置，定位鋼筋必須采取焊接，確保預(yù)留孔道的準(zhǔn)確。根據(jù)合肥市長(zhǎng)江西路高架和銅陵路高架橋預(yù)應(yīng)力施工的經(jīng)驗(yàn)，定位筋必須按照設(shè)計(jì)的#字型或U型焊接在綁扎好的箱梁鋼筋上，將波紋管固定牢固，不能只焊接一根鋼筋將波紋管搭在上面，這樣在混凝土澆筑時(shí)由于混凝土的上浮力可能會(huì)使波紋管上浮造成預(yù)應(yīng)力筋定位不準(zhǔn)，導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力筋張拉后箱梁受力不合理，嚴(yán)重影響橋梁的運(yùn)行安全和使用壽命。

2、波紋管加工長(zhǎng)度要比孔道長(zhǎng)度長(zhǎng)10～20cm，波紋管口伸出端頭模板外邊，避免混凝土漿漏入管道內(nèi)；安裝好的波紋管在澆筑混凝土前要進(jìn)行詳細(xì)檢查，檢查有無(wú)破損；如果有破損沒(méi)有修補(bǔ)，混凝土進(jìn)入后，如果是先穿鋼絞線再澆筑混凝土，將造成鋼絞線張拉時(shí)不能自由伸縮，導(dǎo)致鋼絞線的斷裂；如果是先澆筑混凝土再穿鋼絞線，將造成鋼絞線穿束困難。

后張預(yù)應(yīng)力筋制作安裝允許偏差

項(xiàng)目 允許偏差(㎜)

管道坐標(biāo) 梁長(zhǎng)方向 ±30

梁高方向 ±10

管道間距 同排 10

上下層 10

張拉應(yīng)力值 符合設(shè)計(jì)要求

張拉伸長(zhǎng)值 不超過(guò)計(jì)算值±6%

斷絲滑絲數(shù) 普通鋼絲束 每束一根，且斷面不超過(guò)總數(shù)的1%

（三）、混凝土澆筑過(guò)程中的注意事項(xiàng)

1、保護(hù)波紋管

波紋管的保護(hù)工作尤為重要，振搗時(shí)盡量避免振搗棒碰撞波紋管。

2、抽拔鋼絞線

如果是預(yù)穿鋼絞線施工，當(dāng)混凝土埋住底板、腹板及頂板鋼絞線2～3小時(shí)后，要安排人員用倒鏈不停的進(jìn)行抽拔，特別是腹板內(nèi)的鋼絞線，一定要作為重點(diǎn)保護(hù)對(duì)象，必須要及時(shí)進(jìn)行抽拔，以防質(zhì)量事故發(fā)生。

3、預(yù)應(yīng)力錨具處混凝土澆筑質(zhì)量必須嚴(yán)格控制，該處有錨下加強(qiáng)筋及螺旋筋，鋼筋間距小，澆筑時(shí)采用小型振搗棒加強(qiáng)錨具后部的振搗，確?；炷撩軐?shí)，防止張拉應(yīng)力使錨下混凝土崩裂。

四、預(yù)應(yīng)力張拉施工

（一）、張拉設(shè)備選用及校驗(yàn)

1、錨具、夾具、連接器進(jìn)場(chǎng)后，首先做外觀檢查，檢查其表面不得有裂紋、傷痕、銹蝕，尺寸不得超過(guò)允許偏差；同時(shí)需檢查其硬度、靜載錨固能力等出廠檢驗(yàn)報(bào)告、產(chǎn)品合格證。

2、張拉千斤頂應(yīng)定期檢查，建立油表壓力與千斤頂張拉力標(biāo)定曲線，張拉噸位宜為張拉力的1.5倍左右，且不得小于1.2倍，檢驗(yàn)后的有效期為六個(gè)月，并不得超過(guò)200次張拉作業(yè)。經(jīng)過(guò)標(biāo)定的油壓表與千斤頂，必須一一對(duì)應(yīng)，配套使用。更換配件的張拉千斤頂、壓力表必須重新校驗(yàn)。

根據(jù)合肥市長(zhǎng)江西路高架和銅陵路高架施工的情況看，由于存在夜間加班，換班的情況，所以值班的技術(shù)人員必須在每次開(kāi)始張拉前必須進(jìn)行詳細(xì)的檢查，檢查油壓表與千斤頂是否對(duì)應(yīng)、交底的張拉數(shù)據(jù)是不是對(duì)應(yīng)相應(yīng)的設(shè)備等等。

3、電動(dòng)油泵、壓力表選用國(guó)家定型標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，并經(jīng)檢驗(yàn)后方可使用。

（二）、預(yù)應(yīng)力筋張拉

1、當(dāng)預(yù)制箱梁混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%時(shí)，混凝土的齡期不小于7天，方可張拉預(yù)應(yīng)力鋼束。頂板負(fù)彎矩處應(yīng)待接頭混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度95%，方可進(jìn)行張拉工作。如果設(shè)計(jì)有要求，按照設(shè)計(jì)要求的張拉強(qiáng)度進(jìn)行。

2、預(yù)應(yīng)力張拉采用張拉力和引伸量雙控，以引伸量校核。鋼束實(shí)際伸長(zhǎng)值與理論伸長(zhǎng)值的差值應(yīng)控制在6%以內(nèi)，否則應(yīng)停止張拉并查明其原因后再進(jìn)行施工。這里要注意的是錨下控制應(yīng)力，由于設(shè)計(jì)的受力要求和橋型的原因，同一座橋梁不同部位錨下控制應(yīng)力不盡相同，所以在計(jì)算錨下控制應(yīng)力時(shí)要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)進(jìn)行。

3、鋼束張拉順序：張拉預(yù)應(yīng)力鋼束在橫截面內(nèi)按設(shè)計(jì)要求保持對(duì)稱、均勻、分批張拉，所有鋼束均應(yīng)分三到四次張拉到設(shè)計(jì)噸位，不得一次張拉到位。在一些工程的施工過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)有些工人為了減少來(lái)回搬移千斤頂，不按照對(duì)稱張拉的要求施工，對(duì)于這一問(wèn)題，現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)的技術(shù)人員一定要嚴(yán)格要求，預(yù)應(yīng)力張拉應(yīng)力相當(dāng)大，不對(duì)稱張拉，可能造成梁體受力不均，導(dǎo)致箱梁開(kāi)裂的嚴(yán)重事故。

4、張拉操作工藝

先安裝與鋼束配套的工作錨，帶好夾片，裝上限位板，將鋼絞線從千斤頂中心穿過(guò)，安裝工具錨，即可開(kāi)始初張拉。當(dāng)油表達(dá)到初始應(yīng)力對(duì)應(yīng)的讀數(shù)時(shí)停止供油，檢查夾片情況完好后，劃線做標(biāo)記。

當(dāng)油壓達(dá)到張拉噸位后關(guān)閉油缸油路，并保持2分鐘，測(cè)量鋼絞線伸長(zhǎng)值加以校核。在持荷2min狀態(tài)下，如發(fā)現(xiàn)油壓下降，立即補(bǔ)至規(guī)定油壓，認(rèn)真檢查有無(wú)滑絲、斷絲現(xiàn)象。在張拉過(guò)程中，預(yù)施應(yīng)力以油表讀數(shù)為主，以預(yù)應(yīng)力鋼絞線伸長(zhǎng)作校核的雙控法。如鋼絞線伸長(zhǎng)值偏差超過(guò)規(guī)定范圍，查明原因后重新張拉。

每次張拉應(yīng)有完整的原始張拉記錄，張拉過(guò)程中嚴(yán)格按規(guī)范程序操作并作好記錄，確保實(shí)際張拉力及伸長(zhǎng)值達(dá)到設(shè)計(jì)要求。原始記錄是查找問(wèn)題的依據(jù)。

5、張拉過(guò)程中滑絲?斷絲現(xiàn)象預(yù)控。當(dāng)預(yù)應(yīng)力鋼絞線施加應(yīng)力完成，卸載千斤頂后，須對(duì)其做詳細(xì)檢查，此時(shí)應(yīng)注意以下問(wèn)題：

（1）檢查有無(wú)滑絲，若有滑絲，其數(shù)量不應(yīng)超過(guò)總數(shù)量的1％，否則應(yīng)對(duì)其進(jìn)行更換后，重新張拉。

（2）檢查有無(wú)斷絲，若有斷絲，其數(shù)量不應(yīng)超過(guò)該截面總鋼絲數(shù)的1%，否則應(yīng)對(duì)其進(jìn)行更換后，重新張拉。

（3）檢查夾片外露量。一般情況下，錨頭與夾片為配套產(chǎn)品，夾片外露數(shù)量為1～3mm，當(dāng)發(fā)現(xiàn)普遍存在夾片外露量>3mm時(shí)，可認(rèn)為錨具不配套或不標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)退貨或換貨。

（4）檢查分片夾片外露量是否一致。

6、張拉完成后對(duì)錨具應(yīng)及時(shí)進(jìn)行臨時(shí)防護(hù)處理。

（三）、張拉強(qiáng)度和齡期的控制

在施工過(guò)程中，往往為了加快施工進(jìn)度，構(gòu)件混凝土采用早強(qiáng)劑或提高混凝土強(qiáng)度，一般3~4d可達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%以上，結(jié)構(gòu)構(gòu)件在澆筑4~5d后即張拉，而此時(shí)混凝土的收縮和徐變還很大，隨著齡期的增加，所引起的預(yù)應(yīng)力損失過(guò)大，導(dǎo)致梁體反拱度偏大，故張拉構(gòu)件強(qiáng)度和實(shí)際齡期一定要滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。

預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉程序及伸長(zhǎng)量計(jì)算見(jiàn)下表

預(yù)應(yīng)力張拉步驟表

張拉步驟 伸長(zhǎng)量的確定