桥梁工程中预应力张拉施工工艺的技术探讨王振杰

桥梁工程中预应力张拉施工工艺的技术探讨王振杰

王振杰

中交一公局海外事业部北京100000

摘要：预应力的张拉有着较为复杂的施工工艺，对预应力结构施工的要求很高，必须采用先进的技术施工才能达到相关的标准。但是，在施工过程中，大多数施工队整体素质偏低，如果设计方案不够合理，经常导致梁（板）预应力的施工损失严重，或空心梁板的张拉其后梁侧顶底板之间产生纵向裂缝、底侧砼破碎等质量问题。本文结合实际案例，分析了预应力砼梁（板）预制安装的质量控制问题，提出了几点解决思路。

关键词：桥梁工程；预应力；张拉；施工工艺；技术

近年来，随着我国科技的发展，预应力砼梁因其自重轻、材料少、主拉应力小、结构简易、安全性好、安装便捷等特点，在本省道桥建设中应用较为广泛。随着社会经济的发展，预应力施工逐渐发展成为结构设计与施工的关键，给工程的施工进度、施工质量、经济效益带来直接影响。

1.空心板梁的张拉中纵向裂缝的原因及解决方法

1.1先张法

1.1.1缺陷原因

选择先张方法对道路桥梁项目进行施工的时候，当空心梁板在梁侧放张时，其顶底板的中间处容易产生从两端向中间延长的1-2.5m的纵向裂缝，经过专业人员的考证可知，主要因放张施工操作不够规范引起的。例如：选择单侧放张形式，或承包人员选用“乙炔-氧气”的切割放张方式，且两侧切割不对称，由单侧梁体独立支承，使得梁侧中部从两端向跨中方面产生裂缝。

1.1.2应对措施

确保放张均匀。如果是大批量的预应力筋的放张施工，则工作人员适宜选择砂箱法，或者千斤顶法。注意砂箱放张应当保持匀速状态；千斤顶法放张最好分次施工；各个钢筋通过拧松螺母，以实现放张，注意采用从两端向中间进行，禁止切割放张。

1.2后张法

1.2.1缺陷原因

选择后张法过程中，在张拉空心梁板的时候，梁端也有纵向裂缝的可能性，甚至还会在张拉中，梁端底板砼的破碎现象。究其原因，主要分为以下几方面，其一，设计环节对张拉施工中梁端砼部分应力集中没有全面的考虑；其二，张拉的时候，没有严格按照相应的次序施工，或者拉张过快；其三，梁体砼的材质未达到相关要求，或者张拉时间太短，致使梁端砼在张拉后产生碎裂问题。

1.2.2应对措施

（1）在设计梁端布筋的时候，相关工作人员有必要对张拉中部分应力集中问题进行有效地分析，以强化钢筋的横向分布。并且确保封锚端、梁端砼的大小必须达到相关技术要求。

（2）预应力筋的张拉次序必须达到企业规定的设计标准，如果设计图纸中未作出规定，则一般坚持逐级、分次对称原则张拉。张拉的时候不宜太快，要均匀加载，尽量降低张拉中部分应力集中现象。

（3）认真控制梁（板）砼浇筑的施工质量，使得梁（板）砼的浇筑合格，尤其强化对锚垫板后砼的振捣。张拉之前，应当检查梁体质量，看是否达到相关质量标准；张拉的时候，砼的强度要达标。

2.工字梁张拉中梁体底部砼破碎、侧向扭曲的原因及其解决方法

2.1梁体侧向发生扭曲

2.1.1原因

一般情况下，工字梁的腹板为18-30cm厚，马蹄约50cm宽，且马蹄的预应力筋经常上下布设两排，每排水平方向设计两孔；在对第一孔进行张拉作业时，张拉侧由于施加了一定的预应力，使另一侧梁体也受到拉力。又原因工字梁通常很长，腹板却很薄，如果一次过力张拉，极易引发梁体发生变形。

2.1.2应对措施

实际桥梁工程的实际情况，在施工中，工作人员应当有效地选择张拉法，注意在首次张拉时，逐孔的预应力一般要施加1/2的张拉应力。张拉次序：左右对角线交叉，因空间小，马蹄窄，需要逐孔张拉。当第一个孔张拉至1/2σcon时，卸下千斤顶，将其转移到第二孔继续张拉。在第二次张拉时，次序与第一次相同，需要逐孔张拉到4/5σcon；第三次张拉时，次序同上，逐孔张拉到100%σcon。可以有效地解决工字梁扭曲、变形问题。

2.2工字梁张拉施工导致梁体底端砼的破碎

2.2.1原因

工字梁张拉施工时，梁体由于受到预应力，可能会产生反拱问题，这时，梁体底部在受到反拱的摩擦力的同时，还会受到重力作用，使得梁体砼产生破碎。

2.2.2应对措施

（1）在预制梁体的底模处增设一块橡胶板，(规格：长1m,厚2-3cm)，在梁体张拉作业时，橡胶板受到压力会产生相应的形变，扩大了受压范围，梁砼的集中压应力会慢慢变小，以免底端砼遭受较大的坏损；（2）预制梁体的时候，在底端设计一个倒角（规格：横向20cm,竖向10cm），张拉施工时，梁体底部的受压面变大。

3.预应力损失的原因及解决方法

3.1安装管道缺乏合理的质量管控

第一，预制场空间较小。预制桥梁的数量会受到施工场地的制约，所以，在预制的时候一般会选用早强剂，以增强砼的强度，使得梁体浇筑施工几天后，砼的强度可达到相关的设计要求。但是，我国关于“道路桥梁施工技术标准”方面，对龄期也没有明文规定，使得梁体砼浇筑四至五天以后进行张拉。在这一过程中，砼会发生不同程度的徐变、收缩，而且造成的预应力损失也会不断增加，极易让张拉施工后，梁体的反拱过大；另外，桥梁建筑中需要消耗大量的水泥，如果未能有效地控制施工质量，也会使梁体存在收缩、裂缝问题。第二，砂的等级搭配不够合理。选择先张法时，砂箱法的砂子质量不合理，引发砂的空隙较大，施工后，砂箱压缩的预应力损失也会增加。

3.2原因

将预应力砼的受弯构件，其张拉应力设为σcon时，既要充分考虑桥梁外荷，估测有效的预应力σ，又要合理估算预应力损失σs，即：

σy=σcon-σs

一般情况下，预应力损失可分为以下几部分：其一，预应力筋、管道摩擦的损失；其二，钢筋收缩、锚具形变、接缝压缩的预应力损失；其三，钢筋、台座的温差造成的预应力损失，其四，砼的压缩造成的预应力损失；其五，钢筋的松弛造成的预应力损失，其六，砼的收缩、徐变的预应力损失。但是，有的施工作业不规范，也可能使得实际的施工状况与估算的应力损失不一致，总体而言，实际的预应力损失往往偏大。

3.3应对措施

3.3.1强化预应力材料及各道工序的质量把关

在桥梁工程施工中，必须严格按照相关的操作规程进行，对预应力材料的质量进行严格地把关，有效地控制预应力的损失，尽量保持在可承受范围内。

3.3.2有效控制梁体的砼龄期

梁体张拉施工前，既要保证砼的强度达到相关标准，又要有效控制梁体的砼龄期。实际上，在施工图中应当明解规定：龄期要10天以上，再进行张拉作业。

3.3.3选用石英砂的级配必须优良

砂箱法施工时，选用的石英砂极配应当优良，当施加相应的预应力后，砂箱压缩数值必须<O.5mm，装砂量为砂箱长的1/3-2/5。

结束语

总之，预应力的砼梁在预制/安装作业时，施工质量对桥梁整体效果、安全性能等产生直接影响。工作人员必须对此保持高度重视，有效地控制好每道工序、每个环节的施工质量，不断提升施工水平。

参考文献

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