橋梁工程施工中后張法預(yù)應(yīng)力施工工藝

任 涵

(中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，陜西 西安 710065)

0 前 言

在壓縮混凝土橋梁施工中，后張法被廣泛使用。一般情況下，后張力碰撞法需要在施工之前，在壓縮筋的位置保留相應(yīng)的孔洞，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到工程要求后將預(yù)先受力的鋼筋插入預(yù)留孔中，施加類似壓力，然后進(jìn)行灌漿作業(yè)，在錨桿應(yīng)力傳遞階段，壓力將轉(zhuǎn)移到混凝土截面，混凝土截面形成早期應(yīng)力[1]。本文主要圍繞張法預(yù)應(yīng)力施工工藝展開探討。

1 工程概況

五里坡特大橋?yàn)槿€控制性工程，全長1 238 m，主橋?yàn)?5 m+4×160 m+85 m連續(xù)剛構(gòu)梁，橋梁最大墩高為153 m，兩側(cè)引橋上部結(jié)構(gòu)分別為8跨及6跨30 m先簡支后連續(xù)箱梁。

2 后張法預(yù)應(yīng)力施工方案

后張法預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆箱梁施工，首先需要完成支撐底座的施工工作。支架施工完成后必須在支架上放置底部和腹板模板，并進(jìn)行底部和腹板鋼筋和錫管的安裝、定位。檢查合格后開始澆筑水泥和安裝支架，然后安裝頂桿和金屬翼，接著進(jìn)行第二次澆筑混凝土、粘膠和掛加強(qiáng)網(wǎng)的工作。并做預(yù)應(yīng)力張拉，插錨后繼續(xù)維護(hù)，最后清除模板和支撐[2]。

3 后張法預(yù)應(yīng)力施工工藝

3.1 鋼筋骨架的綁扎與安裝

1)鋼筋焊接。熱軋鋼筋和封閉鋼筋需要對(duì)焊連接時(shí)，接頭必須焊好、全焊，鋼筋不得有燒傷或裂紋等現(xiàn)象。

2)冷拉調(diào)直。光圓盤條鋼筋采用冷拉調(diào)直，輕質(zhì)鋼筋冷拔試驗(yàn)，冷卻拉伸率應(yīng)控制在以下范圍內(nèi)：Ⅰ類鋼筋不超過2%；Ⅱ、Ⅲ類鋼筋不得超過1%。鋼筋調(diào)直時(shí)、調(diào)直后不得有死彎。

3)鋼筋骨架綁扎。腹板鋼筋與橋梁鋼筋的交點(diǎn)必須封閉好；鋼筋的彎曲角度和配筋的分布長度必須閉合；形成大、小箍筋接頭的交叉綁扎；其余各交叉點(diǎn)可采用其他綁扎方法，如梅花跳綁；卡住的尖端應(yīng)該擰緊；為保證打孔后的金屬框架無缺陷，要求打孔方向進(jìn)行標(biāo)記(上、下、左、右)，順序必須為“八字形”。

4)鋼筋骨架的安裝就位。鋼架安裝前應(yīng)安裝鋼保護(hù)層，其混凝土墊層強(qiáng)度應(yīng)與梁體相同，分布要均勻，梅花插花傳到同一斷面。鋼筋骨架吊裝時(shí)所有吊裝均使用吊索，防止變形，安裝要準(zhǔn)確，縱橫方向不得有扭曲變形。骨架定位后檢查存管是否排列正確，鋪設(shè)網(wǎng)孔是否正確[3]。

3.2 鋼模型安裝與拆卸

1)模型安裝前的檢查工作。檢查模板表面是否平整光滑、有無凹凸缺陷、焊縫有無裂紋、接頭有無破損。模板表面用脫模劑仔細(xì)、均勻地清洗干凈，不得漏刷。

2)模板安裝。安裝時(shí)必須使用專用條帶，并在吊裝前仔細(xì)檢查織物、耐磨銷、鋼絲扎帶、頂扎帶、橫桿、底桿和幾個(gè)連接螺栓。安裝末端模板時(shí)檢查穿過膠管的孔附近是否有毛刺。當(dāng)兩個(gè)支撐端就位時(shí)仔細(xì)制作管孔和端?？?。鋼模的安裝順序?yàn)椋簝啥四！鷥?nèi)?！饽！鷫狠d?！鷤?cè)壁模。安裝最后一個(gè)模板時(shí)先將一根橡膠管插入?？椎哪┒?，為確保管子是直的，橡膠管應(yīng)插入芯軸，當(dāng)最后一個(gè)模就位時(shí)將其連接到內(nèi)模然后吊裝外模板。

3)模板拆除。拆除模板必須滿足以下三個(gè)條件：①當(dāng)梁的混凝土強(qiáng)度水平達(dá)到特定要求時(shí)溫度不會(huì)迅速變化；②實(shí)際表面溫度與常溫相差不超過15℃；實(shí)際核心溫度與表面溫度之差不大于15℃；③當(dāng)三種條件同時(shí)具備時(shí)允許拆除。順序分離方式為：先拆上拉桿的連接螺栓，緊固末模擋土墻模板，拉出排水管空間，再拆下水平拉桿。

3.3 預(yù)留管道的形成與穿束

預(yù)留孔道的形成：根據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求，在梁體混凝土澆筑時(shí)用同直徑的球控制尺寸，能承受其重量而不會(huì)塌孔。

1)拔管?；炷翝仓瓿珊?，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度時(shí)應(yīng)拔出橡膠管，拔出后混凝土隧道不應(yīng)損壞或倒塌。一般以拔管后管上無濕漿又不起黑粉為宜。繪制順序從先澆混凝土的主梁末端開始，從上到下施工。

2)穿束。安裝前清除管道中的水和其他污染物。鋼梁穿入梁體的實(shí)際隧道內(nèi)，可用鐵鍬拉動(dòng)或用手穿入。如果用環(huán)拉先插入鋼絲作為引線，將鋼絲繩拉入隧道內(nèi)，然后將鋼絲繩和金屬束連接起來，然后用手啟動(dòng)環(huán)拉伸金屬束。

3.4 混凝土澆筑

1)澆筑混凝土梁?；旌匣炷敛扇⌒苯孛妫３制胶?，連續(xù)澆筑，以確?；炷辆哂辛己玫拿軐?shí)度。梁混凝土澆筑過程分為兩個(gè)階段：第一步澆筑主體混凝土以及下翼緣、腹板、隔板等部分；下一步澆筑橋梁的天花板以及道碴墻、端面造型墻等部分。梁混凝土的澆筑從一端開始向另一端澆筑，并沿梁的長度水平地分段澆筑。每層厚度不超過300 mm，連續(xù)澆筑，一次成型。澆筑時(shí)先澆底板水泥，再澆側(cè)板水泥和腹板水泥?；炷琳駝?dòng)：梁模外側(cè)上下，內(nèi)外夾帶。所附振子的振動(dòng)主要是承壓管下方的位置，承壓管上方的位置由插入的振子支撐。振搗時(shí)間取決于回灰的外觀，不下沉，混凝土上無氣泡，振搗過程中避免過度搖晃和滲漏。插入和拉動(dòng)振棒的距離為200 mm，在混凝土底層插入深度約為100 mm。拉動(dòng)速度要慢，晃動(dòng)時(shí)慢慢取出。

2)澆筑混凝土橋。順序是端壁道碴—端壁。澆筑橋臺(tái)時(shí)從一端到另一端直接澆筑，以一種方式完成。使用振動(dòng)室內(nèi)振動(dòng)器進(jìn)行振動(dòng)，振動(dòng)器以梅花形插入，插入件之間的距離小于200 mm?？焖俨迦氩⒕徛尫?，退出時(shí)要搖晃?；炷猎趽u晃過程中以混凝土被壓實(shí)、表面浸水、泡沫不返、外觀好為原則。振動(dòng)過程中的手動(dòng)振動(dòng)和機(jī)械振動(dòng)同時(shí)進(jìn)行。橋臺(tái)全部混凝土澆筑后(包括道碴墻和端墻)定期壓平，仔細(xì)抹平，進(jìn)行二次壓光，為做好防水層打基礎(chǔ)，確保橋頂排水坡度平整準(zhǔn)確，“兩墻”上表面平整光滑。

3.5 混凝土養(yǎng)護(hù)

拆模前自然養(yǎng)護(hù)，分步澆筑完成后，梁表面第二次壓光后，梁表面用無紡布覆蓋并用水潤濕，各部分用篷布覆蓋。在去除模具之前始終保持無紡布濕潤。在自然養(yǎng)護(hù)過程中，灑水器的數(shù)量應(yīng)使混凝土表面保持足夠的濕潤[4]。灑水養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于14 d。環(huán)境溫度低于5℃時(shí)，不得對(duì)混凝土灑水。保護(hù)層用塑料薄膜覆蓋不少于7 d。揭開塑料薄膜后噴水7 d，冬季養(yǎng)護(hù)應(yīng)采取保溫措施。當(dāng)環(huán)境溫度低于5℃時(shí)噴灑混凝土養(yǎng)護(hù)劑養(yǎng)護(hù)。

3.6 預(yù)應(yīng)力筋張拉

橋梁拆除后必須進(jìn)行張拉。橋梁拆除后及時(shí)進(jìn)行初拉；橋梁拆除后，若有較大的蜂窩、孔洞或其他缺陷，在張拉過程中若橋梁實(shí)際強(qiáng)度達(dá)不到規(guī)定值，不得擅自修補(bǔ)或壓縮作業(yè)，拉橋過程分為兩次部件，首先是拉力原件，承載梁體的重量；第二個(gè)是最終張力，即所有鋼纖維都以100%的結(jié)構(gòu)應(yīng)力粘合(以及預(yù)切鋼纖維必須以100%的結(jié)構(gòu)應(yīng)力拉動(dòng))。橋梁初張時(shí)，梁混凝土的強(qiáng)度應(yīng)不小于規(guī)定強(qiáng)度(控制梁混凝土表面裂縫，強(qiáng)度以損傷來確定。當(dāng)橋梁端部受拉時(shí)，梁的實(shí)際強(qiáng)度應(yīng)不小于規(guī)定值，規(guī)定齡期不小于14 d；實(shí)際標(biāo)高值和標(biāo)高理論值不應(yīng)超過規(guī)定值；錨環(huán)24 h后，在磨斷鋼絲之前檢查鋼絲繩是否滑溜。張拉預(yù)應(yīng)力鋼絞線前先安裝好工作錨、夾片，預(yù)應(yīng)力鋼絞線錨具和千斤頂位于同一軸線，兩端同步張拉、同時(shí)達(dá)到同一荷載值。工作錨和緊固件應(yīng)安裝在位于同一軸線上的鋼錨驅(qū)動(dòng)鋼錨上，兩端拉直，同時(shí)達(dá)到相同的載荷值[5]。

鋼筋的張拉分兩個(gè)階段進(jìn)行，第一階段的張拉為初拉，當(dāng)梁混凝土強(qiáng)度達(dá)到初拉要求時(shí)，進(jìn)行初拉，第一階段張拉完成后，梁從系統(tǒng)中移除，當(dāng)梁體的混凝土強(qiáng)度滿足結(jié)構(gòu)要求時(shí)制成梁平臺(tái)；第二階段拉力，拉力方法是兩邊同時(shí)拉(即兩個(gè)拉力袋同時(shí)工作，當(dāng)油表讀數(shù)達(dá)到0.16 k(應(yīng)做6 k格式控制，測L1延伸)每個(gè)千斤頂活塞的長度和清晰的夾子尺寸，做記錄，根據(jù)規(guī)定值繼續(xù)將兩個(gè)千斤頂拉伸到讀數(shù)6 k，測量每個(gè)千斤頂活塞的L2延伸長度并測量錨片的凈尺寸數(shù)值。

3.7 管道壓漿

預(yù)張拉梁最終張拉完成后，48 h內(nèi)進(jìn)行管材灌漿，灌漿過程中及打磨后3 d內(nèi)，在正式灌漿之前24 h，梁體及常溫不低于5℃，錨桿中的所有縫隙都必須密封。

施工工藝流程如圖1所示。

圖1 后張法預(yù)應(yīng)力施工工藝流程圖

4 結(jié)束語

后張混凝土橋梁施工技術(shù)具有非常重要的應(yīng)用價(jià)值，可以提高橋梁工程的承載力和穩(wěn)定性，保證橋梁工程的使用，促進(jìn)我國橋梁工程施工技術(shù)的發(fā)展。本文對(duì)該工藝進(jìn)行了詳細(xì)的探討，希望能為相關(guān)工程提供參考。

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