探析桥梁工程预应力张拉技术的运用

探析桥梁工程预应力张拉技术的运用

摘要：随着我国经济的不断发展，预应力张拉技术在桥梁工程中得到了充分运用，本文依据实际情况科学地分析了预应力在桥梁工程中的作用，并探讨了预应力的张拉技术在桥梁工程中的施工要点及应注意的问题。

关键词：桥梁工程；预应力；张拉技术；运用 一、预应力张拉技术的分类与应用

（1）、张拉技术的分类

张拉技术分为两种：一种是先张法，先张法是在浇筑水泥混凝土之前把预应力钢筋拉长在弹性范围之内，让它处于紧绷的状态，而后浇筑混凝土，直到凝固；另一种是后张法，后张法是预先在混凝土内预留孔道，并且浇筑混凝土，使混凝土凝固并达到一定的强度后把预应力钢筋从孔道穿入，拉长，然后再使用锚具锚固在两端。这种方法可以有效的的增强桥梁工程中梁板的受弯能力。

（2）、两种方法的应用

1、先张法

先张拉钢筋后浇注混凝土即为先张法。其主要张拉程序是:按设计要求将钢筋张拉到控制应力→用锚具临时固定→浇注混凝土→待混凝土强度达到后切断放松钢筋。

这种传力的目的是阻止钢筋的弹性回弹，而依靠混凝土与钢筋的粘结力，从而使截面混凝土获得预压应力。

预加应力的方法是不必耗费特制锚具，靠粘结力自锚，临时锚具可以重复使用，大批量生产时质量稳定，较为经济。

2、后张法

①有粘结预应力混凝土

有粘结预应力混凝土做法具体是：先浇混凝土，等到混凝土的强度达到设计要求强度的75%以上，再张拉钢筋(钢筋束)。其主要张拉程序为:埋管制孔→浇混凝土→抽管→养护穿筋张拉→锚固→灌浆(防止钢筋生锈)。

这种传力途径的是使钢筋与混凝土结为整体，依靠锚具来阻止钢筋的弹性回弹，使截面混凝土获得预压应力。

但是这种粘结应设法减少。因为其粘结预应力混凝土由于粘结力的作用使预

应力钢筋拉应力降低，从而导致混凝土压应力降低。

②无粘结预应力混凝土

主要的张拉程序为:预应力钢筋沿全长外表涂刷沥青等润滑的防腐材料→包上塑料纸或套管(预应力钢筋与混凝土不建立粘结力)→浇混凝土养护→张拉钢筋→锚固。

无粘结预应力混凝土施工跟普通的混凝土一样，不用预留孔洞，穿筋，灌浆，简化施工程序，将钢筋放入设计位置就可直接浇混凝土，但由于无粘结预应力混凝土有效预压应力增大，从而降低造价。

二、实例概况

临汾～吉县高速公路是青岛至兰州公路山西境内临汾至吉县段，位于山西省临汾市内。设计标准为双向四车道高速公路，设计车速为80Km/h，路基宽度为24.5/12.5m；桥涵设计荷载采用公路—1级标准，其余技术指标均符合部颁《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）的规定值。本人施工的临吉高速公路路基全长4.1公里。大桥1392米/6座，20m箱梁24片，中桥66米/1座，30m后张法预应力箱梁332片，20 m后张法预应力箱梁24片。采用后张法预应力张拉技术来进行施工。主要通过是埋设波纹管、混凝土浇筑和孔道灌浆等工序对工程进行施工与质量的控制。下面对施工操作要点进行简单介绍，以供同行参考。

三、张拉前的准备工作

（1）、波纹管的选择

目前我国桥梁施工中所采用的波纹管主要两种：一种为金属波纹管；另一种是塑料波纹管。具体施工时可根据对两种波纹管的需要选择。在桥梁工程中，金属波纹管和塑料波纹管的刚度决定了管道布设曲线的流畅性，同时是防止波纹管在砼的重压和施工中振捣棒碰撞变形、挠曲的关键。

（2）波纹管的定位安装

在普通钢筋绑扎工作完毕后，就应穿波纹管。因为金属螺旋式的管道，必须是用专门机器制造，为了简化施工的难度和减少管道接头的数量，我们规定，25米及以下的波纹管可以整根制造，而较长的波纹管可按每20或25米一节来进行制造；我们穿波纹管时应记住它的大概位置，这样可以减少定位时波纹管与普通钢筋之间的冲突。当波纹管穿完后应按所画图纸上的坐标并结合有关设计图按每米一道的原则安置定位钢筋（在定位前应当仔细检查普通钢筋的保护层，并且注意在定位钢筋处的普通钢筋要牢固坚实），还要保证曲线转点以及特征点处要具有定位钢筋，使其牢固地处于我们所设计的方位。在定位工作结束后应当观察所设计的管道整体线型，必须保证整体是曲线连续圆顺并且无死弯，然后再进行安装螺旋筋、锚垫板和钢筋网片。此外，锚垫板、螺旋筋应当垂直处于孔道的中心

线位置。

（3）、钢绞线穿束

为避免钢绞线在管道内扭结在一起，钢绞线要进行编号成束，再每束整体穿，较长的力束分批穿过后再按编号梳理或在管道中间预留接头作为穿束时的接力点。穿束前钢绞线前端应用封箱纸或塑料套筒包裹好以免穿束时划破波纹管。钢绞线应避免锈蚀无泥土等杂物，并且应避免被电焊所伤。钢绞线穿完后应检查波纹管有无被划破，有孔洞的地方用封箱纸封好；浇筑混凝土时避免振捣棒直接接触波纹管以免振破管道，混凝土初凝前可向管道内通风或通水，不通的管道应来回抽动钢绞线，确保管道贯通。

四、预应力张拉施工技术的质量控制

（1）、张拉施工操作

预应力筋张拉是预应力技术中的关键工序，在安装张拉设备过程中，应使工作锚与锚垫密贴，张拉力的锚头垫板与作用线垂直，作用线并与孔道的中心线重合。为了保证桥梁工程的施工质量，采用双控的规范要求，张拉过程中如有断丝、滑丝、伸长量不够等情况的发生，则要及时分析其原因并进行处理后，在处理之后重新进行张拉。张拉过程中发生滑丝现象，可能由于在张拉时锚具锥孔与夹片之间有杂物。因此，在工程中，曲线预应力筋应使孔道中心线末端的切线与张拉力的作用线重合，直线预应力筋应使孔道中心线与张拉力的作用线重合。

（2）、预应力结构的张拉力控制

如果在工程施工时的预应力技术施工过程不规范，或者施工人员对张拉力的控制不遵循相关的执行标准，很容易就会对公路桥梁质量造成不利影响。因此，施工人员在进行张拉作业的时候，要严格控制预应力筋的伸长量和使用的张拉力，做到以张拉力为主，同时利用其伸长值对张拉力进行校核。一般情况下，张拉力的计量单位为1.5级油压，存在着较大的误差，如果施工人员在进行张拉作业的时候不能集中注意力或者施工人员缺乏技术经验，就会使误差更大或者读错数值，使张拉力出现时高时低的情况。尤其在进行多束张拉作业的时候，施工人员不但要考虑不同束的张拉力不同，还需要准确计算预应力筋的伸长量，很容易在弹性模量的取值中出现错误，从而导致张拉力作业处于失控状态。

（3）、对混凝土进行浇筑

在预应力筋穿束结束之后，就需要严格的对敷设的所有管线规格，数量以及具体位置进行检查并作出相应的调整，同时也要对波纹管实施隐蔽验收，对受损的波纹管进行检验以及修补，只有在检验合格后才能开始混凝土浇筑。在浇筑混凝土时，要严格禁止将振动棒与波纹管直接接触。张拉端或者是梁柱节点等关键处最好选择直径较小的振动棒进行振捣密实，从而避免蜂窝情况的发生，防止张拉时出现事故。

（4）、孔道压浆

预应力筋张拉完后，孔道应尽快进行压浆。压浆采用水泥浆，强度不低于50Mpa，水泥为 52.5R 普通硅酸盐水泥，水灰比 0.4，水泥浆中掺入了适量的减水剂与膨胀剂，稠度控制在 14s～18s 之间。压浆前，应对孔道进行清洁处理。可采用清水冲洗管道，冲洗后，应使用无油压缩空气将管道内的积水吹出。压浆时，应从孔道最低点的压浆孔压入，由最高点的排气孔排气和泌水。压浆程序按照先灌注下层、后灌注上层的顺序缓慢均匀连续地进行，待排气孔排出浓浆后，关闭排气孔，再连续加压至 0.5～0.6MPa，稳压 2 分钟后再封闭压浆孔,通过压力控制保证管道压浆密实。

五、结语

预应力技术因其用途最为广泛而得到快速的推广应用，预应力张拉技术已是我国桥梁工程施工中最重要的一项技术，最有发展潜力的一门科学技术。但是，预应力张拉技术的施工相对较复杂，这就要求施工人员的专业性强，切实抓好每道工序、每个环节的质量控制，确保桥梁工程的质量，从而促进我国经济的发展。

参考文献

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