橋梁預應力混凝土施工技術淺析

宋超

摘 要：預應力混凝土連續梁橋是預應力橋梁中的一種，作為現代橋梁的主要結構形式，預應力混凝土連續梁橋結構在現今的橋梁工程中得到了廣泛應用。隨著現代化步伐的加快，我國基礎設施建設正以前所未有的規模在全國展開，同時質量問題越來越成為人們關注的焦點。預應力混凝土質量的好壞直接決定著整個橋梁的使用壽命和質量，所以本文著重研究預應力混凝土橋梁施工過程的質量控制及相關注意事項。

關鍵詞： 預應力筋 預應力混凝土 預應力張拉孔道壓漿

中圖分類號：TV331文獻標識碼： A

預應力混凝土的施工分為先張法和后張法施工，先張法的基本流程為：預應力筋的張拉—澆注混凝土—養護，后張法的基本流程為：預留孔道—澆注混凝土—預應力筋的穿束及張拉—孔道壓漿—養護。

一、預應力筋

1、預應力鋼材下料要求

預應力鋼材的下料長度，應通過計算確定。計算時應考慮構件或臺座長度、錨夾具長度、千斤頂長度、焊接接頭或墩頭預留量、冷拉伸長值、彈性回縮值、張拉伸長值和外露長度等因素。

采用鋼絲束墩頭錨具時，同束鋼絲下料長度的相對差值，當鋼絲長度≤20m時，不宜大于1/3000；當鋼絲束長度＞20m時，不宜大于1/5000。

長度為6m及＜6m先張構件的鋼絲成組張拉時，下料長度的相對差值不得大于2mm。

鋼絲、鋼絞線、熱處理鋼筋及冷拉Ⅳ級鋼筋的切斷，宜采用切斷機或砂輪鋸，不得使用電弧切割。

2、預應力鋼材的編束和保管

預應力鋼材由多根鋼絲或鋼絞線組成時，同束內應采用強度相等的預應力鋼材。編束時，應逐根理順，綁扎牢固，防止互相纏繞。

鋼絞線在使用前，宜進行預拉，預拉應力值可采用整根鋼絞線破斷負荷的80%，持荷時間不應小于5min。但對質量可靠的低松弛鋼絞線可不進行預拉。

綁扎鐵絲扣應彎向鋼絲束內側，以免影響穿束。制束時保持應力筋一端齊平，另一端中應有1根應力筋較其他的長出約20cm，并彎成鉤形，以便于穿束時與牽引鋼索連接，如因短梁不用引索，則將不齊平的一端綁成夾頭，以利推入孔道。在直線配筋的板、梁中，如果設計規定需要避免預應力混凝土板、梁支點附近出現的拉應力，梁兩端的部分預應力筋，可用4層塑料布包裹方法，但必須位置準確。預應力鋼材驗收及加工后，應妥善保管，防止在堆放、運輸和安裝過程中損傷、變形或發生有害的銹蝕。

二、孔道預留及制孔

（一）、孔道預留

預應力筋束的制孔方式，根據預應力筋束直徑、長度和形狀等，選用預埋鐵皮波紋管、膠管抽芯、鋼管抽芯、金屬伸縮套管抽芯、充氣充水膠管抽芯等方法進行預留。一般比預應力筋束的外徑大10～15mm。

制孔管應有一定的強度，管壁嚴密不易變形，安裝位置應準確，管節連接平順；孔道錨固端的預埋鋼板應垂直孔道中心線。

預留的孔道，應根據需要適當設置壓漿孔和排氣孔。

（二）、制孔方式及其要求

1、采用膠管抽芯法制孔時，膠管內應插入芯棒，以增加剛度。采用鋼管抽芯法時，鋼管表面應光滑，焊接接頭應平順；結構混凝土澆注完成后，應定時轉動鋼管，防止鋼管與混凝土粘結；

2、采用充氣或充水膠管抽芯法制孔時，應預先進行膠管的充氣和充水試驗。充氣充水膠管外徑應符合孔道直徑要求，管內壓力不應低于0.5MPa，并保持不變，直至抽拔；

3、采用抽芯法制孔時，抽芯時間應通過試驗確定，一般以混凝土抗壓強度達到0.4～0.8MPa時為宜。抽拔時不應損傷混凝土。

（三）、抽拔過程注意點和抽芯后檢查處理

1、抽拔制孔管的順序應先下后上，先曲后直，分層澆注的混凝土應根據各層凝固的情況確定抽拔順序；

2、膠管可用機械抽拔，抽拔時須設置托架導向，應使抽拔方向與孔道軸線重合，做的平穩妥當，防止構建產生裂紋；

3、抽拔膠管時，必須先進性抽拔出芯棒，再抽拔出膠管；

4、以鋼管作孔管時，如前所述自澆注混凝土開始至抽拔前應間隔一定時間作一次轉動，以利抽拔。

5、抽芯后，應用通孔器或壓氣、壓水等法對孔道進行檢查，如發現孔道阻塞或有殘留物或與鄰孔有串通，應及時處理。

三、預應力混凝土澆注

預應力混凝土澆注的混凝土，宜采用高強度、低塑性、坍落度不大于4cm的混凝土（當摻入減水劑后，坍落度實測值可適當增大）。

配置高強度混凝土所用的水泥，除有特殊要求外，不應低于42.5級普通硅酸鹽水泥。

預應力混凝土所用砂、石骨料要符合規范要求，所用的砂容重不低于1550kg/m3；所用粗骨料應采用碎石。

混凝土級配盡可能達到骨料粒徑大、砂率低、水泥用量少和水灰比低，以減少由于混凝土收縮和徐變所引起的預應力損失。

水泥用量應根據水泥強度等級及混凝土抗壓強度等級加以控制，如C40混凝土用42.5級鋪硅酸鹽水泥宜控制在500kg/m3；用52.5級普通硅酸鹽水泥宜控制在400kg/m3，試配時應按設計強度提高15%選擇配合比。

除自來水可直接用于拌制混凝土外，其他水必須經過化驗合格后方可使用。

澆注混凝土時，宜用插入式、附著式及平板式等振動器進行振搗，先張構件應避免振動器碰撞預應力鋼材；后張構件應避免振動器碰撞預應力鋼材的管道、預埋件等。澆注過程還應經常檢查模板、管道、錨固端鋼板及支座預埋件等，以保證其位置尺寸符合設計要求。

混凝土澆注完成并初凝后，應立即開始進行養護。采用蒸汽養護時，其控制恒溫不超過60℃。

四、預應力張拉與放張的控制

預應力筋的張拉控制應力應符合設計要求，當施工中預應力筋需要超張拉或計入錨圈口預應力損失時，可比設計要求提高5%，但在任何情況下不得超過設計規定的最大張拉控制應力。

預應力筋采用應力控制方法張拉時，應以伸長值進行校核，實際伸長值與理論伸長值的差值應符合設計要求，設計無要求時，實際伸長值與理論 的差值應控制在6%內，否則應暫停張拉，待查明原因并采取措施予以調整后，方可繼續張拉。

預應力筋的錨固，應在張拉控制應力處于穩定狀態下進行。錨固階段張拉端預應力筋的內縮量，應不大于設計規定。

五、孔道壓漿的控制

壓漿前，應對孔道進行清理處理。對抽芯成型的混凝土空心孔道應沖洗干凈并孔壁完全濕潤；金屬管道必要時亦應沖洗以清除有害材料；對孔道內可能發生的油污等，可采用已知對預應力筋和管道無腐蝕作用的中性洗滌劑或肥皂液，用水稀釋后進行沖洗。沖洗后，應使用不含油的壓縮空氣將孔道的所有積水沖出。

水泥漿自拌制至壓入孔道的延續時間，視氣溫情況而定，一般在30～45min范圍內。水泥漿在使用前和壓注過程中應連續攪拌。對于因延遲使用所致的流動度降低的水泥漿，不得通過加水來增加其流動度。

壓漿時，對曲線孔道和豎向孔道應從最低點的壓漿孔壓入，由最高點的排氣孔排氣和泌水。壓漿順序宜先壓注下層孔道。

壓漿應緩慢、均勻地進行，不得中斷。并應將所有最高點的排氣孔依次一一放開和關閉，使孔道內排氣通暢。較集中和鄰近的孔道，宜盡量先連續壓漿完成，不能連續壓漿時，后壓漿的孔道應在壓漿前用壓力水沖洗通暢。

對后張預制構件，在管道壓漿前不得安裝就位，在壓漿強度達到設計要求后方可移運和吊裝。

六、養生

1、灑水養生

⑴灑水養護宜用自動噴水系統和噴霧器，濕養護應不間斷，不得成干濕循環。提供的覆蓋材料應事先取得監理人的同意。養生用水應符合技術規范相應的要求。

⑵灑水養生應根據氣溫情況，掌握恰當的時間間隔，在養生期內保持表面濕潤。

⑶氣溫低于+5℃時，應覆蓋保溫，不得灑水養生。

⑷新澆筑混凝土應及早開始養護，避免水分的蒸發，混凝土的濕養護不得間斷，不同組成膠凝材料的混凝土濕養護最低期限宜滿足下表的要求。

⑸大摻量礦物摻和料混凝土，應注意初始保濕養護，避免新澆表面過早暴露在空氣中，在結束正常養護后仍宜采取適當措施，能在一段時間內防止混凝土表面快速失水干燥。大摻量礦物摻和料混凝土結束濕養護時的現場混凝土強度不應低于28d強度的70％。

2、蒸汽養生

⑴當承包人采用蒸汽養生時，應事先通過試驗確認，對于加入外加劑的混凝土構件，經蒸汽養生后確無有害影響，并取得監理人的批準，才能進行蒸汽養生。

⑵用硅酸鹽水泥或普通水泥拌制的混凝土，其配制強度應比正常養生時適當提高；用快硬水泥拌制的混凝土不得使用蒸氣養生。

⑶混凝土澆筑完畢后，應在養護棚內靜放后再加溫，靜放時間：塑性混凝土為2-4h，干硬性混凝土為1h；摻有緩凝型外加劑的混凝土為4～6h；靜放溫度不宜低于10℃。

⑷養護溫度：當采用普通硅酸鹽水泥時，養護溫度不宜超過80℃；當采用礦渣硅酸鹽水泥時，養護溫度可提高到85～95℃。

⑸用蒸氣加熱法養護混凝土時，混凝土的升、降溫度速度不得超過下表的規定。

⑹構件出池或撤除保溫設施時，表面溫度與環境溫度之差不宜大于20℃。

七、結束語

在實際的橋梁工程預應力施工過程中還存在很多重要的注意點和關鍵工序，本文只是略微介紹和研究了部分預應力施工要點，更多的還需要在接下來的工程實踐中體會和總結。

參考文獻

姚玲森主編. 《橋梁工程》北京.人民交通出版社.1996.

中國工程建設標準化協會 <<混凝土結構加固技術規程>>

劉效堯、朱新實《預應力技術及材料設備》