新建桥梁体外预应力工艺探究

文 / 江西省交通工程集团建设有限公司 陈海荣

在新建桥梁工程项目施工中，必须对提高新建桥梁工程项目的质量以及安全性予以充分重视。文章以桥梁体外预应力技术为研究背景，在论述体外预应力技术应用优点以及局限性的同时，对体外预应力混凝土结构的组成以及工艺过程进行了探讨，以期望通过论述后能够给类似工程借鉴。

引言

对于新建桥梁工程项目而言，体外预应力技术的应用是桥梁项目建设中常见的一项技术.通过该技术的应用能够达到新建桥梁项目工程进度以及质量的要求，对体外预应力技术的工艺过程进行分析，了解技术要点可以掌握技术方案，对推进桥梁工程的建设有着很重要帮助。

体外预应力的优缺点

体外预应力施工技术的主要优势就是速度快、成本低、施工质量高且易于维护管理，所以很多工程都会优先选择使用体外预应力混凝土施工技术，具体来说包含下述几个方面：①施工方便。体外索套管的设置以及调整更加方便，梁体结构的浇筑施工更加方便、简单，所以施工工期是比较短的。②自重比较小。因为腹板结构的厚度都是从施工便捷性而不是强度方面考虑的，所以体外预应力桥梁工程因为预留管道比较少，所以腹板厚度较小。③维修比较方便。体外索设置环节，混凝土截面的外部，保证现场使用的过程中，确保测试体外索的性能以及变形方面更加便捷，根据运行

的状态确定具体的张拉或者更换体外索的形式。④体外索只需要在锚固区、转换区和结构进行连接，摩阻损失比较小，从而保证预应力施工的效果和质量符合要求。虽然体外预应力结构有着如下的优势，但是也有下述几个方面的缺点：一是耐腐蚀、耐火的效果较差；二是体外索只能通过进行锚固区和转向块与梁体连接，要做好该位置的特殊设计；三是体外索、锚头容易失效，会导致预应力的丧失，必须加强锚头的防腐蚀处理。四是极限条件下体外预应力量的抗弯能力会小于粘结梁的结构，且会因为延性不足而导致结构发生损坏的问题。

体外预应力混凝土结构的组成体外预应力索、管道

体外预应力索在选择的过程中，要结合具体的结构类型、结构重要性以及等级等方面因素确定，必须综合分析性能、腐蚀程度等。体外预应力索的主要组成结构就是钢绞线束与管道。在结构发生严重的腐蚀问题后，处于恶劣的条件下，需要使用外包PE 防护的单根无粘结环氧涂层钢绞线的形式，可以提高耐腐蚀效果。较之其他的钢绞线形式对比分析，这种钢绞线材料的外径比较大。体外索的套管就是达到防腐蚀、保护的效果，所以其必须具备如下的特点：①强度性能合格，在制作、运输、安装、灌注混凝土等环节不会产生损坏的问题。②预应力的长度要连续，密封性合格，防潮、防杂质效果好。③化学稳定性较高，具备耐高温、耐低温、抗老化的效果。

体外预应力索的锚固系统

体外索通常是锚固在横梁或者横隔板中，有些则是直接锚固在腹板和顶板、底板内角的位置上。锚固横梁的主要特性是三边支撑的深梁结构，在局部设置承压的锚固块形式，利用深梁和局部承压同时起到作用，保证锚固力直接传输到箱梁腹板、顶板以及底板上。锚固凸块的作用就是实现局部承压，使用类似牛腿结构直接把锚固力传输到与之连接的箱梁板壁上。体外预应力结构内锚具是结构的核心，和粘结体内的全厂范围内粘结力对比，体外预应力索只能在特定的范围内转向点与锚固点与结构进行连接，可以直接把预应力传输到其他结构上，所以对于锚具的要求较高，如果锚具失效，会产生严重的后果。

体外预应力索的转向装置

体外索转向装置的设计是通过体外预应力结构的受力条件要求进行设计的，为体外索除了锚固端之外和梁体结构直接联系的形式。转向结构主要包含转向块与转向器的两个部分。体外预应力混凝土结构内，转向块的作用是把体外力筋在跨径内保持相应的形状，并且把其传输到垂直分力上，除了锚固结构之外，体外预应力筋是跨内唯一和混凝土存在关联的部件，是体外预应力混凝土结构的核心部件。转向器是直接支撑体外索的结构部分，主要是埋设到转向结构的弯管部位上，所以能够让体外索直接转向。转向弯管应该达到牢固、精确的要求，保证梁体钢筋连接更加稳定。

体外预应力索的防腐系统

在具体的使用环节，体外索的防腐蚀方式选择要做好如下几个方面的分析：运行环境、体外索是否要再次进行张拉、结构形式、结构特点、经济价值等。如果海洋、工业污染大气等比较恶劣的环节，可以选择多种防腐蚀措施，以满足使用的要求。如果使用比较简易且容易更换的体外预应力筋的结构形式，则防腐蚀等级应该选择较低的等级；对于不能更换的体外预应力筋，必须采取长效的防腐蚀处理措施，完全达到运行的要求。

体外预应力技术在混凝土桥梁建设中的应用体外索安装

混凝土结构浇筑施工的7d后，即可进行穿束施工，此时要执行施工工艺顺序的要求，先进行底层穿束施工，然后逐步的延伸到最高层，避免钢束缠绕而导致张拉质量受到影响。

在项目施工中，通过人工导引、单根钢绞线穿束的作业方式。①检查。根据实际情况进行转向器的调节，目测走势变化，保证直线段部分达到平滑、顺直的标准，曲线段要符合流畅的标准，不能有死弯或者损坏的问题。还要做好端头和接头的全面检查，保证结构的性能合格，接头性能符合要求。②导引。在第一根钢绞线穿束施工中，应该保证到入口和梁内都有相关的监控人员，确保在人员指挥之下完成各项穿束作业，保证钢绞线能够准确的进入到结构内。③反穿。反向牵引钢绞线直接到后端锚具的位置上，首先要预留足够的长度，并且需要安装夹片，最后是锚固。④反复进行上述工序施工，直到每束25 根钢绞线全部穿束施工完毕。钢绞线穿束作业是从上到下逐步进行的，且要做好编号控制。穿索根据孔位逐一进行布置，达到相互对应的标准，尤其是经过分丝板、束梳器进行，不能有钢绞线交叉的问题。

体外索悬浮张拉

该项目应用的是单索悬浮张拉作业方式，两侧采用对称的方式，上下游同位、同时张拉施工。在每一根钢束张拉施工开始前，需要从上到下逐一进行编号，按照编号顺序张拉。

1.索悬浮张拉

悬浮张拉施工是比较普遍的施工方式，根据需要准备锚具、限位、千斤顶、支撑架等结构部分。张拉施工过程中，需要使用的千斤顶是8 台单孔张拉千斤顶的部件，必须保证两侧对称、同时张拉施工，该方法的张拉次数比较多，设备拆装极为简单、灵活。

2.张拉工艺

在没有张拉施工前，空载条件下活动两个行程，主要的目标是保证张拉时不会发生严重的问题。穿束之后即可进行初步张拉，由人员指挥进行。正式张拉前，单根钢束张拉一次用时的情况下，如果确定使用单根张拉施工时，应该确保钢束两侧，上下游使用4 台千斤顶同时、对称的张拉施工。单根钢束张拉施工必须由人员统一指挥，进行同时张拉，确保现场施工效果合格。整个桥梁初张拉施工后即可进行第二次张拉使用。张拉前要做好桥面标高检查，对于整个桥梁进行全面监控，二次张拉应力短束增加90 kN，长束增加70 kN，同时进行两侧张拉施工，结束后进行标高的测量检测，各项数据符合要求。第三次张拉施工环节，也必须对称张拉施工，在张拉时进行夹片的检查，如果发现存在齿形磨损的情况，齿底环氧层磨损且没有填满，要及时更换，防止发生跑束的问题。最后一级张拉力控制按照技术参数设定，如果传感器显示参数发生变化，终止伸长量的检测。张拉吨位达到设、监控规定参数后：①保证油压的稳定；②检测索力值，检查是否正确；③安装工作夹片，保证手动顶推套把夹片顶入到锚板结构内，适当的紧固处理；④回油，将拉力缓慢卸除。卸压，直至降低到3MPa，检测回缩量参数，测量结束后及时锚固处理。所有钢绞线张拉施工结束后，调整工作夹片的平整度，两侧张拉环节要同时加载，保证两侧伸长值都在合理的范围内。

3.张拉力控制

钢绞线张拉前必须进行预张拉施工，避免出现垂度的情况。预张拉后要检测钢绞线的伸长值参数。钢绞线在转向器内出现损失的情况，按照以往的工作经验，做好张拉力的控制，严格执行相应参数的标准，结合工程的具体情况做出调整和控制，有效的补偿张拉力，达到最佳的状态。张拉力没有达到设计标准后，要及时做出调整，张拉后应该检测各项数据，达到标准后进行减振器和保护罩安装。分析第一组钢束张拉环节的数据信息，计算每根索的补偿应力，让后续张拉可以顺利的进行，对于提高张拉的质量有一定的促进作用。

防腐处理

索力调整结束后将钢绞线切断处理，此时预留长度要满足设计标准要求。安装锚具保护罩，把出气口制作为油脂的出油口。为了能够彻底的解决锚具上部灌油过程中不会出现油脂不到位的问题，在保护罩安装前需要涂抹一层防腐蚀油脂的表层，全部涂密实，并且进行油口密封。最后是防锈漆涂抹，一般是涂抹两道。

结语

综合以上叙述，在新建桥梁项目施工阶段，通过体外预应力技术的应用，可以提高桥梁项目的建设质量对推进整体工程的建设效果有着重要帮助。因此在此类工程开展环节，必须要掌握体外预应力技术工艺的要点要求，作业人员按照工艺规范的原则以及方法进行施工，这样才能够将体外孕育技术的效果发挥出来，达到桥梁工程项目的建设标准需要。