市政桥梁的预应力施工工艺探究

市政桥梁的预应力施工工艺探究

沈德勇

惠州市市政工程总公司516000

摘要：近年来,随着我国经济和城市化的快速发展,市政桥梁建设步伐越来越快，预应力桥梁以其节省钢材、自重小、费用低、安全可靠、养护容易在市政工程中应用广泛。本文结合东江产业园近期扩园区域基础设施建设工程实例详细地阐述了市政桥梁的预应力施工工艺流程，提出其施工操作要点及相应的质量技术要求，为同类工程提供参考借鉴意义。

关键词：市政桥梁；预应力；施工工艺

常见的预应力混凝土桥梁中，先张法和后张法预应力的主要结构是最为常用的两种。但是随着技术的发展，后张法预应力施工技术以其可以曲线搭配钢筋、且不需要永久性的张拉后台作为基础、其现场使用的机械设备也较少等优点在市政桥梁中应用较多。东江产业园近期扩园区域基础设施建设工程，东锦桥、兴廉桥、兴启桥、兴举桥均采用钢筋混凝土坦拱桥结构，主跨为变高度箱型截面、单向多室、直腹板，因此，本文主要对箱梁预应力施工工艺展开探讨。

1预应力施工准备工作

1.1预应力钢绞线加工和安装

钢铰线下料长度按梁长加工作长度，用切割机割断，不得用风焊断料。钢绞线应顺直无弯折，切口无松散，外表无油污尘土。加工好的钢绞线堆放整齐，并用防雨布遮盖。

1.2波纹管的安装及定位

波纹管安装位置要准确，管节连接要平顺，孔道锚固端的预埋钢板应垂直于孔道中心线，整条梁板波纹管曲线形状通过中12U型钢筋定位达到要求，同时张拉端孔道设置压浆孔及排气孔。波纹管接头要用胶布包扎严密，防止漏浆堵管，安装时要按设计坐标规定尺寸，允许偏<1cm,垂直及水平方位顺直。

1.3原材料及锚具技术要求

a、预应力筋为标准270K级高强度低松弛预应力钢绞线，公称直径为15.24mm,抗拉强度fpk=1860Mpa,弹性模量为1.95X105Mpa;

b、钢绞线复验抽样，按GB/T5223,GB/T5224执行;

c、拉力试验按GB228《拉伸试验法》进行;

d、锚具进场后应按有关标准和规定进行复验和管理;

e、所有锚具应记录型号、批号、数量;

1.4机具设备

a、钢绞线张拉设备:液压穿心式千斤顶、油压表、高压油泵;

b、管道压浆设备：智能管道压浆设备；

c、真空泵、电动灌浆机、手提砂轮切割机、卷扬机。

d、配套机具:各种机具设备均应由专人妥善使用，维护和定期校验。

2预应力张拉

2.1预应力张拉程序

安装锚具夹片安装千斤顶预应力施加到初应力10％σk测量千斤顶油缸伸长量L10％20％σk测量千斤顶油缸伸长量L20％应力缓慢升到σk（持荷2分钟）测量油缸伸长量L11.03σk测量伸长量△L。

张拉千斤顶采用穿心式千斤顶，两端张拉，双控校核。将钢绞线理顺后装上工作锚具。锚具不得有缺损和裂纹，钢绞线一一对应地穿入锚孔中，不得交错胶结。上工作夹片，工作夹片应确保无破损，齿牙无残缺，否则应更换不和格夹片。安装好的夹片，其尾部应大致平齐。千斤顶就位：锚环对中后，安装工具锚，工具锚的锚孔应与工作锚的锚孔一一对应，使千斤顶中的钢绞线也处于顺直状态，最后装上工具夹片。开机缓慢供油，张拉到设计初始应力值10%δk时，第一次量测张拉油缸伸长值S1；接着张拉至20%δk，第二次量测张拉油缸伸长值S2，最后超张拉至105%δk，持荷5分钟量测张拉油缸伸长值S3，作好标记。回油让张拉力回到δk，量测回缩值。卸下千斤顶，张拉下一束。实测伸长值计算：S=S3＋S2－2S1，实测伸长值与理论伸长值的偏差≤6%。如果偏差过大应查明原因，进行补救。

2.2预应力张拉技术要求

a、张拉所用的机具设备及仪表、千斤顶与压力表配套等应检验合格并标定后方可使用。

b、检验锚具、千斤顶牢固、正确后方可进行张拉。

c、预应力张拉采用应力与伸长值双控法，实际伸长值与理论值误差不得超过±6％，且不允许有断丝现象。如发现断丝等异常情况要马上汇报给项目部技术人员及上级主管部门，不得擅自处理。

d、钢绞线与锚具组装时，使钢绞线与锚具均与孔道中心线重合;

2.3张拉安全操作注意事项

a、安全阀应调整至规定值后才可开始张拉作业;

b、千斤顶升压或降压速度应缓慢、均匀，切忌突然加压或卸压;

c、预应力钢绞线的锚固应在张拉力处于稳定状态下进行，如遇有顶压夹片或锚塞时，主缸油压会因而随之增加，这时不应使预应力筋的应力超过0.85fpk;

d、张拉过程中，千斤顶后方不得站人，测量伸长值或敲打工具锚时，操作人员应站在千斤顶侧面，无关人员不许进入现场;

e、从张拉到管道压浆完毕的全过程中，不得敲击锚具和碰撞张拉设备;

f、更换夹片时两端都应装上千斤顶。

3孔道注浆

注浆前应用压力水冲洗孔道，并用高压气排出积存在波纹管里的少量水，一方面润湿管壁，保证水泥浆流动正常，另一方面检查灌浆孔、排气孔是否正常。

3.1工作原理

在压浆前，首先采用真空泵抽吸预应力管道中的空气，使管道内的真空度达到80％以上，然后在管道的另一端再用压浆机以大于0.7Mpa的正压力将水泥浆压入预应力孔道，由于孔道内只有极少的空气，极难形成气泡；同时由于孔道与压浆机的正负压力差，大大提高孔道压浆的密实度、饱满度；在水泥浆中，减少了水灰比，添加了专用的添加剂，提高水泥浆的流动性，减少水泥浆的收缩。

3.2水泥浆的拌制

孔道压浆用纯水泥浆，标号为50标号，水灰比采用0.4~0.45之间；水泥浆拌和时，先下水再下水泥，拌和时间不少于1min，灰浆过筛后存放于储浆桶内，且保持足够的数量以保证每根管道的压浆能一次连续完成。

压浆原材料应符合下列规定：

a、水泥应釆用性能稳定、强度等级不低于42.5级的低碱硅酸盐或低碱普通硅酸盐水泥（混合材仅为粉煤灰或矿渣），水泥熟料中C3A含量不应大于8%；

b、矿物掺和料的品种宜为I级粉煤灰、矿渣粉或硅灰。

c、梁体孔道压浆应釆用高效减水剂，减水剂的性能应与所用水泥具有良好的适应性。

d、压浆材料中不应含有高碱（总碱量不应超过0.75%)膨胀剂或以铝粉为膨胀源的膨胀剂。严禁掺入含氯盐类、亚硝酸盐类或其它对预应力筋有腐蚀作用的外加剂。

e、压浆材料中总氯离子含量不应超过胶凝材料总量的0.06%。

3.3工艺流程

a、在水泥浆出口及入口接上密封阀门，将真空泵连接在非压浆端上，压浆泵连接在压浆端上。

b、在压浆前关闭所有排气阀门（连接真空泵除外）并启动真空泵，达到负压0.1Mpa（真空度达到80％以上）。如果未能达到此值则表示波纹管未完全密封，需进行检查。

c、在保持真空泵运作的同时，开始进行压浆，当从排气孔流出无气泡和微沫浆，稠度与压浆端基本一致时，方可关闭真空泵。

d、开启抽真空端上的排气孔，打开压浆泵，当从真空端的排气孔冒出与压浆端稠度与压浆端基本一致时，方可关闭真空泵。

e、打开压浆上的排气孔，打开压浆泵，直到从压浆端上的排气孔所溢出的水泥浆形状均匀，与压浆机内的水泥浆基本一致时，关上压浆端上的排气孔和压浆机。再用压浆机进行加压致0.5Mpa~0.7Mpa后，关闭压浆机和压浆端阀门，待孔道内水泥浆初凝后方可拆除孔道两端的阀门，并及时进行封锚端。孔道压浆时工人应戴防护眼镜，以免水泥浆喷伤眼睛，并认真填定施工记录。拆下真空管的活接，卸下真空泵；拆下空气滤清器和灌浆胶管，清洗压浆工具。

预应力施工技术在市政桥梁工程中的应用，增加了桥梁质量稳定性，延长了桥梁的使用寿命，并促进大跨度结构新体系的发展。但是其中预应力张拉和管道注浆是质量控制重点，同行从业者应按照施工工艺及相关要求施工，并不断改进施工工艺、研究新设备，才能确保市政桥梁施工质量，促进城市建设发展。

参考文献：

[1]市政桥梁的预应力施工工艺分析[J].向峰.建材与装饰.2017(30)

[2]论述市政桥梁工程中预应力施工技术的应用[J].张克双,赵东彬.环球市场信息导报.2014(40)

[3]预应力箱梁施工技术[J].于波.交通世界(运输.车辆).2015(06)