桥梁工程中预应力混凝土结构施工技术应用分析

桥梁工程中预应力混凝土结构施工技术应用分析

刘冠冲

中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司，陕西 西安710065

摘要：预应力混凝土结构施工技术是桥梁工程中的常用技术，克服了普通钢筋混凝土结构易开裂、自重大、高强钢材发挥不充分等缺陷，可以提升结构件之间的拉力，确保结构整体的稳定性，降低桥梁建设阶段混凝土裂缝出现的概率。本文结合工程实例，总结预应力混凝土结构施工技术在桥梁工程中的应用经验，具有非常重要的现实意义。

关键词：桥梁工程；预应力；混凝土结构施工；技术；应用

1预应力混凝土结构施工的概念

预应力混凝土结构是指在混凝土施工前通过应力装置将钢筋或钢束施加预先设定的拉应力，使混凝土受到压应力而钢筋或钢束受到拉应力，从而在预应力状态下施工的混凝土结构。预应力混凝土结构施工是一种先张拉钢筋或钢束，再灌注混凝土的工艺方法。由于预应力混凝土结构具有较高的强度和刚度，可以减小结构的自重，提高结构的使用寿命和稳定性，因此在建筑业中得到广泛应用。

2桥梁工程中预应力混凝土结构施工技术的应用要点

某桥梁工程合同段共有预应力混凝土空心板梁186块，单孔长度为16m和13m，边板和中板数量分别为42块和152块。工程材料需使用4652m3的C50强度等级混凝土以及352623kg的HRB335钢筋和125262kg的Ф12.7钢绞线。预应力施工方法采用先张法。

2.1张拉预应力筋技术要点

2.1.1张拉设备安装调整

在预应力张拉设备应用前，技术人员应根据工程对张拉设备性能要求，进行张拉设备调整。此外，预应力张拉设备电控系统应清晰直观显示全部按钮与设备的工作状态，系统稳定性、抗干扰性应处于较佳状态，且具有良好防水、防尘措施。

2.1.2预应力筋与张拉设备检查

工程采用多根整批张拉方法。整体张拉前期，技术人员应对预应力筋进行检验，依据每批任选3盘、每盘任选1根的标准，检测预应力筋直径偏差、表面质量、力学性能。预应力筋表面应无锈迹、漆皮、油渍，且冷拉钢筋屈服强度标准值小于等于0.95fpyk。同时检查千斤顶张拉作用线，确定其与预应力筋轴线重合，且台座、张拉设备、横梁均与要求相符。

2.1.3预应力筋下料

确定预应力筋质量无误之后，综合考虑台座长度、外露长度、张拉伸长值、张拉长度等因素，控制预应力筋下料长度。在预应力筋达到下料长度标准时，借助砂轮切割机切割，并利用铁丝绑扎砂轮切割两侧各5cm位置。对于预应力筋失效长度，则借助硬塑料管进行套箍。

2.1.4预应力筋穿束与应力初调

钢绞线下料后，技术人员应将下完料的预应力筋运输至台座一端，在前端为圆锥形的引导装置引导下沿直线穿越端模、塑料套管。同时统一编制各孔眼编号，根据编号穿束，确保预应力筋穿束准确无误。随后进行应力初调，初调应力为张拉应力的10%～15%，确保每根预应力筋的初始应力处于同一水平。同时在应力控制、伸长量校核的双控原则引导下，预应力筋钢绞线实际伸长值应为从初应力至最大张拉应力之间实测伸长值、初应力以下推算伸长值的和，根据实际伸长量，进行延伸值基点量测。

2.1.5预应力筋张拉

在应力初调后，技术人员应先单根张拉后群根张拉的原则，依据0→初应力→1.05倍张拉控制应力值（含预应力损失值）维持2min→0.9倍张拉控制应力值（含预应力损失值）→张拉控制应力值（含预应力损失值）的顺序，进行预应力筋张拉。其中，在初始张拉时，需要施加10%的张拉力促使预应力筋拉直，且锚固端、连接器位置处于拉紧状态，此时，选定适当位置标记测量延伸值基点；在正式张拉时，先固定一端再从中间向两侧对称张拉另一端，维持2min，减少钢丝锚固后应力损失；在张拉控制应力值时，技术人员应补充足够拉力促使预应力筋拉力达到控制应力，并对比预应力筋延伸量记录值与理论计算值之间误差，确定两者误差达到设计标准，并锚固预应力筋，同时操作张拉千斤顶回油至0。整个过程中，技术人员应维持活动横梁、固定横梁之间180°，且预应力钢绞线预应力值偏差绝对值小于全部预应力筋预应力总值的5%。在超张拉数值达到最大超张拉应力限值的情况下，技术人员应依据规定的限制张拉应力进行张拉。在超张拉放张到0.9倍张拉控制应力值（含预应力损失值）时进行模板、普通钢筋、预埋件的安装，控制同一构件内断丝数小于钢丝总数的1%。即在底板脱模剂涂刷完毕的基础上，技术人员应借助粉笔，依据设计图将箍筋间距标注在底模板表面，经定位钢筋完成箍筋固定。进而根据图纸要求，将主筋穿过箍筋并分开主筋间距，预应力筋之间距离应为5cm的倍数。依据先绑扎纵向主筋再绑扎横向钢筋的顺序，利用搭接与焊接结合的方式，完成底板钢筋安装，为钢绞线安装做好准备。若需接长，则利用帮条单面焊方法，先由中间向两侧对称焊接，再从下部向上部焊接，焊缝长度大于等于10d（钢筋直径），搭接长度接头面积百分率小于50%，接头互相错开，全部主筋下均放置与设计要求相符的砂浆垫块。随后在钢筋安装完毕且通过质量验收的情况下，技术人员应根据设计规范准备尺寸、稳定性、刚度、平整度、垂直度均与梁体要求相符的模板（定位钢模板）。并在模板内侧进行脱模剂的均匀、全面涂刷。其中内模为外部小木条+塑料膜+钢筋组成的伞形结构，端模为内封式异形钢膜，模板接缝均经专门密封条封堵，确保后期混凝土浇筑期间浆液不泄露、整体不变形。安装后，借助空气压缩机将底部模板上多余物质吹净。

2.1.6重新锚固塑料管

在张拉完毕8h内，技术人员可以根据设计要求的失效长度、位置，进行塑料管位置的重新固定。同时借助铁丝牢固绑扎两端头，并借助圆锥齿板式锚固夹具进行预应力筋向横梁上的锚固，规避后期混凝土浆液误入塑料管现象，达到设计要求的失效标准。需要注意的是，在钢筋弯制前，技术人员应将钢筋模型设置在预应力槽口位置，确定钢筋、锚固头无干扰。

2.2混凝土施工技术要点

2.2.1混凝土浇筑

混凝土配置完毕后，技术人员应检查预埋筋、制作钢板位置。确认无误后，从两侧出发对称浇筑，同时插入式配合附着式振捣。其中插入式振捣位置为顶板、侧板混凝土；附着式振捣位置为底板混凝土，充分振捣，规避蜂窝麻面问题。整个过程中，振捣棒端头均远离橡胶芯模。浇筑时，上层混凝土需要在下层混凝土初次凝结前覆盖，总体浇筑厚度小于等于30cm，接缝位置混凝土有效接合。在浇筑到顶板后及时整平、抹面。

2.2.2混凝土养护

浇筑后4h，洒水养护，养护期间混凝土表面始终湿润，且不受污染。若天气温度较低，则升温养护，升温速度小于等于10℃/h，升温至55℃，恒定温度养护30h及以上，待混凝土试块弹性模量、强度值均达到规范要求后，依据15℃/h及以下的速度降温至混凝土温度、环境温度差值小于等于10℃。

2.3放松预应力筋

混凝土养护达到设计规定强度90%及以上后，技术人员应依据先千斤顶放张再砂筒放张、滑楔放张、最后螺杆与张拉架放张的顺序，对称、分次进行放张。在预应力筋放张完毕后，技术人员可以借助砂轮机（或锯切工具），从邻近道路桥梁中间位置切割，先切割长束再切割短束，切割过程对称进行，减小临近台座一端位置钢筋回弹应力。切割后，利用木模、钢模分别封堵内模、端部。

3结语

综上所述，在桥梁工程中，采用先张拉钢筋再浇筑混凝土的方法，可以利用预先施加应力提高混凝土构件抗裂性能，避免桥梁钢筋混凝土构件过早出现裂缝。采用先张法施工，技术人员应在混凝土浇筑前进行预应力筋张拉操作，并将张拉预应力筋临时锚固到台座；进而浇筑混凝土，在混凝土强度超出设计强度值的90%时松弛预应力筋。实践证明，充分利用预应力混凝土施工技术优势，能够确保工程顺利通过质量验收。

参考文献

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[2]龚勇.市政公路桥梁预应力混凝土现浇连续箱梁施工工艺[J].工程机械与维修，2022（5）：167-169.