浅析后张法预应力桥梁施工工艺

　　摘要：后张法预应力施工工艺是桥梁预应力构件制作的常用方法。本文介绍预应力材料、模板安拆、、砼浇筑张拉应力筋、张拉工艺、压浆封锚等施工关键的质量控制技术，作为桥梁后张法预应力施工的质量要点。
　　关键词:后张法;预应力;桥梁
　　一、主要原材料
　　1、水泥
　　梁体采用散装硅酸盐水泥,封端、管道压浆采用袋装硅酸盐水泥。首次使用水泥必须进行全项目检验：强度、凝结时间、安定性、烧失量、氧化镁、三氧化硫、碱含量、比表面积、助磨剂名称及掺量、石膏名称及掺量、混合材料名称及掺量、熟料C3A含量、氧化钙含量、氯离子含量。
　　2、掺和料（粉煤灰）
　　采用一级粉煤灰。首批进场粉煤灰的全检项目为：细度、烧失量、含水率、需水量比、三氧化硫含量、CL-含量、氧化钙含量、活性指数。
　　3、细骨料
　　采用天然砂（中砂），首次使用的细骨料必须进行全项目检验，全检项目为：颗粒级配、细度模数、云母含量、含泥量、泥块含量、轻物质含量、有机物含量、吸水率、坚固性、硫化物及硫酸盐含量、氯离子含量、碱活性。
　　4、粗骨料
　　以5-10mm和10-20mm碎石为例，首批进场的粗骨料全检项目为：颗粒级配、压碎值指标、含泥量、泥块含量、针片状颗粒含量、岩石抗压强度、吸水率、紧密空隙率、坚固性、硫化物及流酸盐含量、碱活性、CL-含量。
　　5、钢筋
　　以HRB335及HPB235钢筋为例，检验项目：抗拉强度、屈服强度、伸长率、冷弯、弯曲试验。
　　6、预应力钢绞线
　　预应力钢绞线进行全检，全检项目钢绞线公称直径、抗拉强度、整根钢绞线的最大力、非比例延伸力、弹性模量、最大力总伸长率、松弛率。
　　二、施工工艺
　　1、钢筋骨架的绑扎与安装
　　（1）钢筋焊接
　　热轧光面钢筋和螺纹钢筋如需焊接时采用闪光对焊，要求接头熔接良好，完全焊透，且不得有钢筋烧伤及裂纹等现象。
　　（2）冷拉调直
　　光圆盘条钢筋采用冷拉调直，冷拉伸长率应控制在如下范围：Ⅰ级钢筋不得超过2%；Ⅱ、Ⅲ级钢筋不得超过1%。钢筋拉伸调直后不得有死弯。
　　（3）钢筋骨架绑扎
　　腹板钢筋与桥面筋两端交点均须绑扎；钢筋弯折角与纵向分布筋交点均绑扎；下缘大小箍筋接头交错绑扎；其余各交叉点可采用梅花跳绑；绑扎点应拧紧，如有断的扎丝必须重绑；保证绑扎后的钢筋骨架不变形，要求所有绑扎点（上、下、左、右）的绑扎方向，均应为“八字形”；
　　（4）钢筋骨架的安装就位
　　钢筋骨架就位前，钢筋保护层应放置与梁体同强度混凝土垫块，散布应均匀，在同一截面上采用梅花布置。钢筋骨架吊装时采用专用吊具，为防止变形，安装就位要准确，纵横向不得有错位。骨架就位后，要检查预留管道有无错位，定位网片是否正确。
　　2、钢模型安装与拆卸
　　（1）模型安装前的检查工作
　　检查模板面是否平整光滑，有无凸凹变形，焊缝是否开裂，接缝处是否破损。模板面应仔细均匀地刷隔离剂，不得漏刷。
　　（2）模板安装
　　安装必须使用专用吊具。施吊前应对吊具、穿销、钢丝绳、上拉杆、斜拉杆、下拉杆、各种连接螺栓等进行认真检查。端模安装时，检查穿橡胶管的孔眼周边有无毛刺，有则应打磨光滑。两端支承就位时，应使管道孔与端模孔眼成同心圆。钢模安装顺序：两头端模——内侧模——外侧模——挡碴墙模——端边墙模。吊装端模板时，应先将胶管插入端模孔内，为保证管道顺直，橡胶管内应穿入芯棒，当端模就位后与内侧模进行联接；吊装端模并与内侧模连接好，再吊装外侧模板。
　　（3）模板拆除
　　模板拆除必须具备下述三个条件：当梁体混凝土强度等级达到规定要求，气温不急剧变化；混凝土表面温度与环境温度之差不大于15℃；梁体混凝土芯部温度与表层温度之差不大于15℃。3个条件同时具备时，才允许拆模
　　拆卸模型的顺序为：先拆端模上拉杆挡碴墙模板外模的连接螺栓下拉杆泄水管的定位固件后拆斜拉杆。然后从桥梁一端开始，用千斤顶同步施顶，逐节顶开外侧模。
　　3、预留管道的形成与穿束
　　预留孔道的形成：根据设计图纸要求，用相应直径的橡胶管制孔。当梁体混凝土灌注完毕后，可以支撑其自重不坍孔的时候，将橡胶管及时拔出来。
　　（1）拔管
　　混凝土浇筑完毕后，根据经验应在混凝土灌注完毕强度达到一定程度时抽拔橡胶管，抽拔后，混凝土孔道不得发生变形及塌落现象，一般以拔管后管上无湿浆又不起黑粉为宜。拔管顺序，应从主梁混凝土先灌注的一端开始，自上而下进行，每次拔管的根数最多为2根，拔管速度应缓慢进行。
　　（2）穿束
　　穿束前，应清除管道内的积水及其它污物。钢束穿入梁体混凝土孔道，可采用卷扬机进行引拉，也可采用人工穿入。如采用卷扬机引拉，应先穿入一根钢丝作为引线，将钢丝绳拉进孔道，再将钢丝绳与钢束联接起来，然后开动卷扬机，人工扶正钢束，即可将钢束拉入管道。
　　4、混凝土浇筑
　　（1）梁体混凝土浇筑
　　拌合好的混凝土采用斜向分段、水平分层、连续浇筑，一次成型工艺浇筑，保证混凝土具有良好的密实度。
　　梁体混凝土浇筑程序分为两步进行：第一步先浇筑主梁混凝土，包括下翼缘、腹板、横隔板、等部位；第二步再浇筑桥面板，包括挡碴墙、端边墙等部位。
　　浇筑梁体混凝土，应从一端开始至另一端结束，沿梁长方向斜向分段、水平分层。每层厚度不超过300mm，连续浇筑，一次成型。浇筑时先浇筑底板混凝土，再浇筑下八字混凝土、腹板混凝土。混凝土的振动：在梁体模板外侧呈高低起伏，内外交错布置。在预应力管道以下位置以附着式振动器振动为主，预应力管道以上位置辅以插入式振捣棒振捣，振动应密实，振动时间以混凝土出现反浆、不下陷、无气泡为度，在振捣过程中要避免过振和漏振现象。振捣棒插、拔间距为200mm，插入深度至下层混凝土100mm左右，拔棒速度应缓慢，边振边徐徐拔出。注意保护好橡胶管，不论在什么情况下都严禁振捣棒碰打橡胶管，以免胶管位置走动、破损或弯曲。
　　（2）桥面混凝土浇筑
　　其顺序为：端边墙-挡碴墙-末端的端边墙。
　　浇筑桥面板，从一端向另一端一层直铺，连续浇筑，一次完成。利用插入式振捣棒振捣，振捣棒要按梅花形插入，插点间距小于200mm，要作到快插慢拔，边振边拔。混凝土的振动时间应以混凝土被振实、表面泛光、气泡不再上返、不下沉为原则。下灰时，要考虑挡碴墙用量，振捣手段主要靠振捣棒插入混凝土振动完成，振动要和人工边扒边振相结合。
　　整个桥面混凝土（包括挡碴墙及端边墙等）浇筑完毕后，均应反复认真进行赶压抹平，进行二次压光，为做好防水层打基础，保证作到桥面排水坡度平整正确，“两墙”的顶面平整美观。
　　5、混凝土养护
　　拆模前自然养护，桥梁浇筑完成后，在梁体表面二次压光后，对梁体表面覆盖无纺布散水湿润，并用蓬布将梁体各部覆盖。在拆模之前始终保持无纺布湿润。全外露自然养护，自然养护时，洒水次数以能使混凝土表面保持充分潮湿为度，洒水养护时间不少于14天，当环境温度低于+5℃时，不得对混凝土洒水。保护层覆盖塑料薄膜养生时间不少于7天，揭塑料薄膜后再洒水养生7天。冬季养护应采取保温措施。当环境温度低于+5℃时，不得对混凝土洒水，采用喷涂混凝土养护剂的方式养护。
　　6、预应力筋张拉与割束
　　（1）预应力筋张拉
　　桥梁张拉，必须在拆模后进行。桥梁拆模后，应及时进行初张拉；桥梁拆模后，如发现有较严重的蜂窝、空洞或其它缺陷，未经修补或修补后其混凝土强度未达到张拉时的规定值者，均不允许进行张拉作业；桥梁张拉程序分两次进行，第一次为初张拉，借以承受梁体自重。第二次为终张拉，即将全部钢束张拉至100%设计应力（包括早期张拉的钢束也要补拉到100%的设计应力）；桥梁初张拉时，梁体混凝土强度不得低于规定强度（为控制梁体混凝土表面裂纹，宜由拆模强度确定）。桥梁终张拉时，梁体混凝土强度同样不能低于规定值，混凝土龄期不得少于14天；同束钢束张拉，应两端同步进行，以油表读数控制为主，钢束的伸长值作校核，实际伸长值与理论伸长值误差值不得超过规定值；正式张拉完后，应在锚圈外钢绞线上用红油漆划线，24小时后检查钢绞线无滑动时，方准断丝进行压浆工作。
　　张拉预应力钢绞线前，应先安装好工作锚、夹片，预应力钢绞线、锚具和千斤顶位于同一轴线上，“两端同步张拉、同时达到同一荷载值。
　　预应力筋张拉分两个阶段进行，第一阶段的张拉为初张拉，当梁体混凝土的强度达到初张要求后进行初张拉，第一阶段张拉完毕后，将梁移出制梁台位，当梁体混凝土强度达到设计要求后进行第二阶段的张拉，张拉方法为两端同时张拉（即2台张拉千斤顶同时工作），当油表读数达到0.1бk时（бk设计控制应力），测量出各千斤顶活塞伸出长度L1及夹片外露量，做好记录，继续张拉2台千斤顶按规定数值张拉到бk，测量出各千斤顶活塞伸出长度L2并测量工具锚夹片外露量，计算钢绞线伸长值与理论值比较≤±6%为合格，持荷5min千斤顶回油，如果计算钢绞线伸长值与理论值比较≥±6%应查明原因，消除后重新张拉。
　　片梁张拉完后，应立即测量跨中弹性上拱度，并作好记录。30天时测量梁体徐变上拱，并进行行统计分析。
　　7、管道压浆
　　后张预制梁终拉完成后，在48h内进行管道压浆。压浆时及压浆后3d内，梁体及环境温度不得低于5℃。正式压浆24小时之前，必须将锚头部位全部缝隙堵塞严密。堵塞部位是工作锚与锚垫板接触面的缝隙和工作锚与夹片间的钢绞线之间的间隙。压浆前应清除管道内杂物及积水，方法可用高压风吹。浆液为加入压浆剂的水泥浆，管道压浆要求一次完成，从甲端压入水泥浆，待乙端预安喷浆管喷出浓浆后封闭乙端，并继续升压至规定值，稳压时间3min。压浆顺序应根据管道分布情况，一般是自下而上，逐根进行。拆卸压浆短管的时间宁晚勿早。按不同季节，酌情掌握。以水泥浆不流出即可拆管。桥梁封端必须在管道压浆结束（3天内）、经检查合格后进行封端。
　　以上叙述了顶应力施工从材料到施工工艺工艺几个方面的问题。实际施工中应结合设计图纸和监理意见具体问题具体分析，这里只是起抛砖引玉的作用，请大家多多指正，提出宝贵的意见。
　　参考文献：
　　《公路桥涵施工规范》
　　《公路工程施工工艺标准》
　　《公路工程质量检验评定标准》
　　《混凝土结构工程施工质量验收规范》