市政桥梁工程中预应力施工技术的应用研究

张小军

(合肥工大建设监理有限责任公司，安徽 合肥 230009)

1 市政桥梁工程中预应力施工技术要点

某市政桥梁工程，总长度为309 m，由主桥与引桥两部分构成。其中主桥是跨径组成为(20+32+30+22)m的四跨变截面预应力混凝土连续箱梁。桥梁下部结构为钻孔灌注桩基础，轻型桥墩，U型桥台。预应力混凝土连续箱梁采用后张法施工工艺，工艺流程为：先进行支架搭设、箱梁底模板安装，然后绑扎钢筋，后安装波纹管再穿钢绞线束，内模安装、开展混凝土浇筑、养护及张拉压浆等工序。具体技术操作如下：

1.1 预应力筋的制作、穿束

工程中预应力筋制作工序流程是：开盘-下料-编束。在距离钢丝端5～10 cm处编扎出一道，为使各根钢绞线能够保持一致松紧度，在编束前先理顺了钢绞线。穿束工艺是一项重要内容,因为预应力筋长度在104 m左右，操作具有一定难度，钢丝穿束时经过的导向槽很多，还要跨越中转向装置，因此，为保证穿束与张拉时避免出现混乱，确保钢丝束两端钢丝有着一致的排序，提前对钢丝编束。钢绞线的下料长度按照公式提前计算得到。下料时，用砂轮切割机切割钢绞线，用20号铁丝绑扎，间隔2～3 m。可以直接下料的标准是：消除应力钢筋放开后如果是平直的，钢丝在应力状态下切断下料，此时需要将应力控制在300 N/mm2左右，工程中有效控制了下料的长度误差，即在L/5 000以内，且不超过5 mm。

1.2 锚具制作

工程使用OVM型锚具体系。该锚具体系由锚座、锚杯、夹片及配套的螺旋钢筋组成，在张拉端和固定端交替使用。采用的型号是OVM 15-12和OVM 15-9两种，与设计的钢绞线束12根和9根相适应，张拉设备采用液压穿心式千斤顶。型号为YCW250。工程技术人员在对钢绞线的数量、长度、规格等进行全面检查后，才开始确定锚具，从而满足了施工总体需求。在制作完成后，及时通过运输车辆将其送至施工现场，然后顺利安装在预先标定好的固定位置[1]。

1.3 预应力钢筋定位

(1) 本工程预应力管道采用塑料波纹管。

(2) 波纹管在安装前，必须做应力及灌水试验，以检查变形及有无渗漏。

(3) 在底板、腹板钢筋安装成型后，应采用坐标法对预应力管道及锚垫板进行定位。所有管道及管道与喇叭口的连接应用胶带缠裹，确保其密封性，以免浇筑混凝土时漏浆。张拉端、固定端安装正确，固定可靠。

(4) 所有预应力管道的定位必须准确牢固，按设计要求设置定位筋，一般管道纵向每隔50 cm设置一道定位筋，定位筋须与钢筋骨架焊牢，防止管道在浇筑混凝土时上浮、移位。

(5) 锚头处管道轴线必须与锚垫板垂直,其允许偏差沿梁长方向在平面不大于±1 cm，梁高方向不大于0.5 cm。

(6) 在浇筑混凝土之前仔细检查波纹管，及时修补损坏之处，并在浇筑混凝土的同时注意对预应力管道的保护，严禁振动棒碰触波纹管，浇筑后应及时对管道进行清孔，以利穿束。

1.4 孔道留设

因为混凝土构件的制作是预应力施工的关键环节，为此，施工人员格外注意预留孔道的尺寸大小，严格按照标准确定孔道尺寸与位置，并且保证孔道是平顺的。端部的预埋垫板与孔道中心线保持垂直，并用螺栓在模板中固定，这样可以避免混凝土浇筑过程中发生窜动；工程中孔道直径比一般预应力筋外径大出一部分，范围在10～15 mm，这样能够保证预应力筋穿入更为顺畅。施工人员依据预应力筋位置将平、纵、横三维坐标计算出来，从而使定位更为精准，有效控制了直线段定位筋，即间距<0.8 m，曲线段定位筋间距<0.5 m。采用U型的圆钢制作定位筋，然后在普通钢筋上固定。

1.5 张拉

在安装张拉设备时，因为工程中采用的是曲线预应力筋，张拉应力作用线要重合于孔道中心线末端切线。确定张拉顺序前，施工人员须仔细审阅施工图纸，按照图纸要求进行，即先张拉长束，后张拉短束，并且施工中对张拉设备的移动进行有效控制，以保证达到更显著张拉效果。施工中，通长钢绞线束长度为105 m，采用的张拉方式为两端张拉。分两批张拉6束钢绞线，在梁的两端分别设置一台YCW250型千斤顶，对钢绞线分别张拉，全部完成后，另一端进行补张拉，同样分批进行。通过这种分批张拉方式，可以使预应力筋弹性压缩损失大大减少[2]。

1.6 预应力管道灌浆

本工程采用真空辅助压浆方式进行压浆，预应力管道采用真空辅助压浆工艺来提高压浆质量，很好地解决了传统压浆方式造成管道不密实的问题，从而全面提高了预应力筋的防护功能，最终达到提高预应力构件耐久性和安全性的目的。预应力筋张拉完成后，施工人员用切割机将多余的钢绞线采用砂轮锯切除，并将孔充分清洗干净，再使用高压空气持续吹2 min。施工中，所有施工人员须佩戴工作罩，在完成灌浆3 h后再取下。对锚具表面充分清理，保持一定平整度。采用水泥砂浆密封锚，并采取相关措施将锚板全部覆盖，并将装置固定好。在密封达到48 h以后就可以进行灌浆。采用的密封锚固方法较为简单，施工人员先对灌注孔充分清理，以确保能够拉出管道的阀门与接头，在与真空机器连接前，要充分对真空端与灌浆端进行清理。

水泥浆在施工中进行了合理混合使用，严格参照相关指标对水泥浆配置，并且按照一定比例对水泥、水、膨胀水泥剂混合配置。将水泥放置到搅拌器内充分搅拌2 min。水泥浆排出后，对水泥浆充分搅拌，达到配合比设计要求的稠度，施工人员严格控制水泥浆配置过程中的用水量，从而最大限度地避免管道顶部留有空隙。水泥浆含量如果没有超出灌浆量的1.3倍，则不关闭阀门，也不关闭真空泵阀门，然后将真空泵启动，在真空压力处于0.04～0.1 MPa时，才能将内部真空正式启动。对排气管的灌浆状态始终密切监测，当排气管的浆料黏稠度与灌浆前达到一致时，才将排气阀关闭。整个灌浆过程，控制灌浆时间在2～3 min，完成后施工人员才取下2个真空管[3]。

2 市政桥梁工程中预应力施工技术注意事项

(1) 在市政桥梁工程中，预应力混凝土要优化选择，以保证具备更高的强度。此次工程项目使用的混凝土强度等级为C50，抗压强度为50 MPa。

(2) 钢绞线的选择要根据设计要求确定。此次施工前，施工人员就材料采购制定了科学计划，并做好了各项数据收集，仔细勘察了施工现场环境，对桥梁设计图纸充分审阅，真正做到万无一失；并详细分析了各个施工环节，在预应力钢绞线选用过程中，严格测试了材料性能与质量，从而使各项指标达到规定标准。

(3) 预应力施工中，锚固工具的应用也是保证施工质量的关键。此次工程中施工人员从安装复杂程度、使用过程等方面充分对比了不同锚具的优势及劣势，最终选用了最适宜的锚具，从而将应力损失大大减少了。

(4) 在管道灌浆施工中，对材料配比也要进行严格控制，可采用真空辅助压浆方式，从而保证灌浆达到预期效果。

3 结束语

总之，市政桥梁工程中，预应力施工技术应用较为广泛，但该技术也存在一定复杂性，需要在今后继续对技术优化控制应用，严格依据施工设计及标准，把握好各项技术指标，从而取得更为显著的应用效果，提高预应力施工整体质量。