預(yù)應(yīng)力后張法在橋梁施工中的應(yīng)用探討

寧 波

（廣西桂通公路工程監(jiān)理咨詢有限責(zé)任公司，廣西 南寧 530021）

預(yù)應(yīng)力技術(shù)是當(dāng)今橋梁施工領(lǐng)域發(fā)展速度最快、用途最為廣泛、最有發(fā)展?jié)摿Φ囊婚T科學(xué)技術(shù)。20世紀(jì)90年代以來，預(yù)應(yīng)力技術(shù)在國內(nèi)公路橋梁建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。目前，預(yù)用力混凝土結(jié)構(gòu)采用較多的是先張法和后張法預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，相比較而言，后張法具有可以曲線配筋、不需要永久性的張拉臺座、張拉設(shè)備簡單、便于現(xiàn)場施工等優(yōu)勢，所以后張法是大型預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)施工的主要方法。但由于后張法預(yù)應(yīng)力板梁施工技術(shù)難度大，人員、材料和機(jī)械要求高，在現(xiàn)場施工中更易出現(xiàn)一些質(zhì)量技術(shù)問題。筆者結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)，簡要闡述預(yù)應(yīng)力后張法在橋梁施工過程中的應(yīng)用及施工中常易出現(xiàn)的質(zhì)量問題和防治對策，以供參考。

1 預(yù)應(yīng)力后張法在橋梁施工中的應(yīng)用

在橋梁施工中運(yùn)用預(yù)應(yīng)力后張法，一般包括孔道預(yù)設(shè)、穿束、張拉和壓漿等工序。

1.1 孔道預(yù)設(shè)

孔道預(yù)設(shè)正確與否，是施工過程中的關(guān)鍵之一。孔道的直徑一般比預(yù)應(yīng)力筋（束）外徑、鋼筋對焊接頭處外徑或必須穿過孔道的錨具外徑大10 mm～15 mm，管道采用金屬波紋管事先預(yù)埋制孔。在波紋管接頭處一定要將波紋管接口用小錘整平，并用膠帶纏緊，同時(shí)要檢查波紋管是否因?yàn)殇摻詈附拥仍虍a(chǎn)生破損，一旦發(fā)現(xiàn)應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)，在澆筑混凝土?xí)r安排專人清孔，保證管道通暢，同時(shí)，在振搗時(shí)，應(yīng)注意不能破壞波紋管，且不允許管道位移，尤其應(yīng)避免管道上浮，以保證達(dá)到預(yù)應(yīng)力的預(yù)期效果。

1.2 穿束

在橋梁施工中，穿束通常有兩種方法：一是在孔道成型前就將鋼束穿人波紋管中；二是在孔道成型后再進(jìn)行穿束。在此主要介紹第二種方法。在孔道長度較短的情況下，可采用單根編號穿束，即每根端部貼醫(yī)用膠布并編上號，逐根穿入孔道，并對應(yīng)安裝錨具。而當(dāng)孔道較長時(shí)，宜采用編束穿孔并需使用梳形板，以防鋼絞線打絞影響張拉操作和構(gòu)件的使用安全，此時(shí)需用卷揚(yáng)機(jī)拖拉穿束。為減小孔道摩阻力，可事先采用堿性肥皂水灌洗孔道，需注意不可在鋼絞線上涂潤滑油。

1.3 張拉

應(yīng)注意兩個(gè)方面的問題：一是張拉設(shè)備的校核。預(yù)應(yīng)力施工中的各種設(shè)備、儀表，均需定期維護(hù)和校驗(yàn)，預(yù)應(yīng)力施工是以油表讀數(shù)和鋼絞線伸長值這二者來控制的（雙控），并以油表讀數(shù)為主，鋼絞線伸長值作校核。千斤頂多次使用后缸內(nèi)摩擦系數(shù)發(fā)生變化，油壓表靈敏度也發(fā)生變化，因此，必須根據(jù)使用情況進(jìn)行定期校驗(yàn)；二是張拉的原則。梁體強(qiáng)度到達(dá)設(shè)計(jì)要求后立即張拉，張拉后按規(guī)范要求壓漿和安裝，防止梁體閌橫向剛度較小，張拉后又長時(shí)間放置而產(chǎn)生側(cè)彎。

1.4 壓漿

預(yù)應(yīng)力筋張拉完成后，應(yīng)立即進(jìn)行孔道壓漿工作，以防銹蝕，增加結(jié)構(gòu)的耐久性。灌漿用的水泥漿，除應(yīng)滿足強(qiáng)度和粘結(jié)力的要求外，應(yīng)具有較大的流動(dòng)性、泌水性。按規(guī)范規(guī)定，孔道灌漿應(yīng)采用不低于32.5級普通硅酸鹽水泥配制的水泥漿或砂漿，其強(qiáng)度不應(yīng)低于20 N／mm2，攪拌后3 h的泌水率宜控制在2 %，最大不超過3 %。為提高水泥漿強(qiáng)度，可使用水泥重0.5 %～1 %的減水劑；為增加灌漿密實(shí)度，可使用一定比例的膨脹劑。灌漿前孔道應(yīng)濕潤、潔凈。灌漿壓力以0.5 MPa～0.6 MPa為宜。灌漿應(yīng)緩慢均勻進(jìn)行，不得中斷，并應(yīng)排氣通暢。

2 預(yù)應(yīng)力后張法施工常易出現(xiàn)的質(zhì)量問題及防治對策

2.1 張拉作業(yè)管理混亂

張拉設(shè)備使用混亂，表現(xiàn)為未經(jīng)標(biāo)定、檢驗(yàn)或超期使用；隨意配套組合使用，造成張拉力不準(zhǔn)確；操作人員沒有遵照原定的張拉順序進(jìn)行張拉，使結(jié)構(gòu)受力不均衡，造成構(gòu)件變形，出現(xiàn)不正常裂縫，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使構(gòu)件失穩(wěn)。預(yù)防措施如下：

（1）千斤頂、油泵及壓力表要經(jīng)編號配套后進(jìn)行標(biāo)定。每套設(shè)備標(biāo)定后應(yīng)及時(shí)繪出張拉力與壓力表讀數(shù)的關(guān)系曲系。

（2）標(biāo)定張拉設(shè)備用的試驗(yàn)機(jī)或測力計(jì)精度不得低于±2 %，壓力表的直徑不得小于150 mm，其精度不應(yīng)低于±1.5 %。

（3）經(jīng)配套標(biāo)定的張拉設(shè)備，必須配套使用，不許隨便更換，隨意搭配組合使用。

（4）使用過程中，一旦其中某項(xiàng)設(shè)備發(fā)生故障，需要更換時(shí)仍須再行配套標(biāo)定。

2.2 金屬波紋管孔道漏漿

現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)澆筑混凝土?xí)r，金屬波紋管（螺旋管）孔道漏進(jìn)水泥漿。輕則減小孔道截面面積，增加摩阻力；重則堵孔，使穿筋困難，甚至無法穿入。當(dāng)采用先穿工藝時(shí)，一旦漏入漿液將預(yù)應(yīng)力筋鑄固，造成無法張拉。

2.2.1 預(yù)防措施

（1）金屬波紋管出廠時(shí)，應(yīng)有產(chǎn)品合格證并附有質(zhì)量檢驗(yàn)單，其各項(xiàng)指標(biāo)應(yīng)符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《預(yù)應(yīng)力混凝土用金屬螺旋管》（JG/T301394）的要求。

（2）搬運(yùn)時(shí)應(yīng)輕拿輕放，不得拋甩或在地上拖拉；吊裝時(shí)不得以一根繩索在當(dāng)中攔腰捆扎起吊。在室外保管的時(shí)間不可過長，應(yīng)架空堆放并用氈布遮蓋，防止雨露及各種腐蝕性氣體或介質(zhì)的影響。

（3）金屬波紋管的接長，可采用大一號同型波紋管。接頭管的長度為200 mm～300 mm，在接頭處波紋管與居中碰口；接頭管兩端用密封膠帶或塑料熱塑管封裹。

（4）波紋管與張拉端喇叭管連接時(shí)，波紋管應(yīng)埋入式固定端鋼絞線連接時(shí)，可采用水泥膠泥或棉絲與肢帶封堵。

（5）灌槳泌水管與波紋管的連接，可在波紋管上開洞用帶嘴的塑料弧形壓板與海綿墊片覆蓋并用鐵絲扎牢，再接增強(qiáng)塑料管，外徑20 mm，內(nèi)徑16 mm，并伸出梁面約400 mm。為防止泌水管與波紋管連接處漏漿，波紋管上可先不開洞并在外接塑料管內(nèi)插一根鋼筋，待孔道灌槳前再用鋼筋打穿波紋。

2.2.2 治理方法

（1）對后穿筋孔道，澆筑混凝土過程中在混凝土凝固前，可用通孔器通孔或用水沖孔，及時(shí)將漏進(jìn)孔道的水泥漿散開或沖出。

（2）對先穿筋的孔道，應(yīng)在混凝土終凝前，用倒鏈拉動(dòng)孔道內(nèi)的預(yù)應(yīng)力筋，避免水泥漿堵孔。

（3）如金屬波紋管孔道堵塞，應(yīng)查明堵塞位置，鑿開疏通。對后穿筋的孔道，可采用細(xì)鋼筋插入孔道探出堵塞位置。對先穿筋的孔道，細(xì)鋼筋不易插入，可改用張拉千斤頂從一端試?yán)?，利用?shí)測伸人值推算堵塞位置。

2.3 預(yù)應(yīng)力筋的滑絲和斷絲

后張法預(yù)應(yīng)力筋張拉時(shí)，預(yù)應(yīng)力鋼絲和鋼絞線發(fā)生斷絲和滑絲，使得構(gòu)件和預(yù)應(yīng)力筋受力不均勻或使構(gòu)件不能達(dá)到所要求的預(yù)應(yīng)力值。

2.3.1 預(yù)防措施

（1）預(yù)應(yīng)力鋼材與錨具應(yīng)當(dāng)具有良好的匹配性，因此，現(xiàn)場實(shí)際使用的預(yù)應(yīng)力鋼材與錨具，應(yīng)與預(yù)應(yīng)力筋—錨具組裝件錨固性能試驗(yàn)用的材料一致。如現(xiàn)場更換預(yù)應(yīng)力鋼材與錨具之一，應(yīng)重做組裝件錨固性能試驗(yàn)。

（2）預(yù)應(yīng)力鋼材下料時(shí)，應(yīng)隨時(shí)檢查其表面質(zhì)量，如局部線段不合格，則應(yīng)切除。

（3）預(yù)應(yīng)力筋編束時(shí)，應(yīng)逐根理順捆扎成束，不得紊亂。

（4）預(yù)應(yīng)力筋穿入孔道后，應(yīng)將其錨固夾持段及外端的浮銹和污物擦拭干凈，以免鋼絞線張拉錨固時(shí)夾片齒槽堵塞而引起鋼絞。

2.3.2 治理方法

根據(jù)公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范第11.7.6條的規(guī)定：后張預(yù)應(yīng)力鋼材斷絲、滑絲的數(shù)量，對每束鋼絲或鋼絞線不得超過一根，每個(gè)斷面斷絲之和不得超過該斷面鋼絲總數(shù)的1 %，且嚴(yán)禁相鄰兩根斷裂或滑脫。超過上述限制，應(yīng)更換鋼絞線及錨具重新張拉。

2.4 曲線孔道豎向位置偏差

在多跨連續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁中，曲線預(yù)應(yīng)力筋的豎向坐標(biāo)是以預(yù)埋的波紋管中心線為準(zhǔn)。在實(shí)際施工中，檢查曲線孔道豎向坐標(biāo)時(shí)經(jīng)常遇到跨中處坐標(biāo)偏高與支座處坐標(biāo)偏低的現(xiàn)象，降低了預(yù)應(yīng)力筋的有效高度，影響梁的承載力和抗裂要求。

2.4.1 預(yù)防措施

（1）在編制施工組織設(shè)計(jì)期間，應(yīng)核對曲線預(yù)應(yīng)力筋的坐標(biāo)高度是否會(huì)引起波紋管與梁的鋼筋相碰。如在內(nèi)支座處遇到這種情況，應(yīng)與設(shè)計(jì)人員商討，看能否調(diào)整鋼筋的規(guī)格和排列方式，不得已時(shí)考慮降低波紋管的坐標(biāo)高度。在跨中處也可參照處理。至于在其他部位，鋼筋應(yīng)避開波紋管，不得影響波紋管的曲線形狀。

（2）施工單位應(yīng)分解繪制預(yù)應(yīng)力筋曲線坐標(biāo)圖、支座（跨中）處鋼筋與預(yù)應(yīng)力筋孔道排列詳圖，并交待給有關(guān)操作人員。施工中加強(qiáng)督促檢查，嚴(yán)格按圖施工。

（3）金屬小波紋管可采用鋼筋支托定位，鋼筋支托可點(diǎn)焊在箍筋上，間距0.5 m～1 m，防止混凝土澆注后波紋管上浮。

2.4.2 治理方法

（1）金屬波紋管的坐標(biāo)高度超出允許偏差，但不大于10 mm，可不必調(diào)整。

（2）金屬波紋管的坐標(biāo)高度如超出允許偏差大于10 mm，應(yīng)局部拆開調(diào)整至允許偏差內(nèi)。

（3）金屬波紋管的坐標(biāo)高度超出允許偏差較大而無法調(diào)整時(shí)，應(yīng)會(huì)同設(shè)計(jì)人員根據(jù)實(shí)際受力情況商討解決辦法。

3 結(jié)束語

預(yù)應(yīng)力技術(shù)從理論到工程實(shí)踐經(jīng)過幾代人的研究和不斷創(chuàng)新，已發(fā)展為比較成熟的技術(shù)，然而在具體的施工過程中，因?yàn)椴煌氖┕l件和情況，出現(xiàn)的問題也五花八門、復(fù)雜多樣，除以上所列舉的幾種外，常見的質(zhì)量問題還有預(yù)應(yīng)力筋改變方向處混凝土開裂、曲線孔道灌漿密實(shí)等，這就需要我們一線的施工人員嚴(yán)格遵循各工序操作規(guī)程，確保預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量。

1 胡來平、杜 航.淺析后張法預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用.科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2010（4）

2 李 明.預(yù)應(yīng)力后張法施工的質(zhì)量控制.中國建筑出版社，2008