1、道桥施工中后张法预应力技术的应用及管理研究摘要：经济的飞速发展使得道桥发展取得了巨大的成就。后张法预应力施工技术是桥梁施工中的一项重要技术，在桥梁施工中起到了十分重要的作用。文章就后张法预应力施工技术在道桥施工中的应用进行了探讨。 关键词：道桥工程；后张法预应力；应用管理 中图分类号： TU997 文献标识码： A 引言 近年来，几起桥梁垮塌事故见诸报端，引发了社会的广泛思考，道桥工程施工中，对于材料、进度、技术管理等问题成为人们关注的话题。该文结合蚌埠市黄山大道东段工程标段的工程实际，对该工程中后张法预应力技术的应用进行了具体探讨。 一 工程概况 蚌埠市黄山大道东段工程标段曹山路桥为 5 跨
2、 16 米装配式预应力混凝土简支空心板桥。该桥位处龙子湖支流现状为河道及两侧漫水河漫滩，总宽度 80 米本桥总长 86 米，桥梁中心桩号为 1+84，桥梁位于道路直线段上，桥梁中心线与道路中心线正交，桥梁在道路两侧机非分隔带处断开，分为三座独立的桥梁。 二 后张法预应力张拉的施工技术 后张法是先制作构件，并在构件中按预应力筋（束）的位置预留出相应的孔道并进行预应力筋穿束（或者浇注混凝土之后再穿束） ，待构件混凝土的强度达到设计规定的数值后进行张拉，并利用锚具把张拉后的预应力筋（束）固定在构件的端部，预应力筋（束）的张拉力主要靠构件端部的锚具传给构件混凝土，使其产生压力。张拉锚固完毕后，尽快压浆
3、并封锚，使预应力筋（束）不受到锈蚀，并与构件连成整体。 （一）后张法预应力施工主要技术措施 1.预应力材料加工制作 （1）预应力材料进场后，首先进行验收，主要是钢绞线原材料抽样试验及锚具的硬度、套件的检验、测试。 （2）通过抽检后的预应力筋，即可进行下料工序，按后张预应力梁的工作长度和使用长度下料，下料长度按下式计算:L=L0+张拉端操作长度(图纸取 60cm)x2(两端对称张拉)式中，L0 为两端锚具之间的孔道长度。钢绞线下料应在平整场地上进行，放线到位后用高速砂轮机切断。钢束端头参差不齐的要轻轻打齐，布置均匀，切记不要用错型号；穿入孔道及锚孔的钢铰线必须梳理顺直，不得有缠绞现象。并每隔 1
4、.5m-2m用绑扎丝捆扎，扎丝扣向内，然后按各长度规格进行分类挂牌、堆放。本工程两端采用对称张拉，张拉方法为多根一束两端对称张拉，张拉钢束时要平稳缓慢、均衡对称。 2.预应力孔道埋管 （1）预应力孔道采用预埋金属波纹管成型，金属波纹管按孔道长度制作，对于长度不够的波纹管，可用大一号规格的波纹管进行连接，用胶带纸密封。 （2）波纹管定位是根据设计图纸提供的各控制点标高，用扁担筋定位，扁担筋根据梁板宽度分别用 12,8U 形钢筋焊接，间距为 40cm-60cm扁担筋直接与骨架焊接，波纹管放入后应用 8U 形钢筋固定焊接在扁担筋上，防止混凝土施工时孔道上浮而偏离位置。 （3）锚垫板与波纹管连接处为防
5、止水泥砂浆渗入，应用胶带纸密封。喇叭管端口也应填塞泡沫块或棉砂，并用胶带纸封闭，防止水泥砂浆进入。 （4）波纹管走势要平滑、顺直，不得有死弯或硬折。直线段在牵线调整后即可进行钢绞线穿束。穿束时先用特制的钢丝网套和牵引头套在钢绞线束端头，再用粗钢丝与牵引头连接，先将粗钢丝穿过孔道再拖动牵引头和钢绞线束直至达到设计位置，注意钢绞线束不要在孔道内缠绕。（5）穿束完毕的钢绞线束端头工作长度应适当缠裹保护，避免混凝土施工时钢绞线粘上水泥浆而影响夹片的夹持能力。整个预应力筋安装完毕并检查调整后，即可进行隐蔽验收工作。 3.预应力筋张拉 （1）混凝土施工时，振动捧不要直接击打波纹管、锚垫板或其他相关埋件，以
6、免位置发生偏移或漏浆等影响后序工作。 （2）张拉施工，砼强度要达到设计强度的 90% ,龄期要达到 7d 以上才能张拉。张拉前需对张拉油表与油顶配套标定，确定出控制应力下的油表读数曲线或得到其相应的回归方程。 （3）张拉控制采用双控法，即应力控制为主、伸长值为辅的控制方法进行张拉质量控制。 （二）后张预应力钢筋张拉时伸长量的计算与量测 1预应力材料基本参数 16m 空心板梁布置 2 孔 4 束 s15.2 钢绞线、2 孔 3 束 s15.2 钢绞线，钢绞线的张拉采用后张法张拉。根据钢绞线的力学特性和物理性质，已知： 钢绞线的设计抗拉强度：Fpk=1860 MPa 钢绞线的弹性模量：EP=1.9
7、5105 MPa 单根钢绞线的截面积：AP=140 mm2 所有钢绞线经材料测定均为低松弛钢筋，预应力钢束单根钢绞线公称直径 15.2mm，公称质量 1.101Kg/m，松驰度不超过 2.5%。预埋预应力管道使用金属波纹管。 由于在张拉过程中考虑到预应力的损失，所以最终的锚下控制应为：con=0.75Fpk =1395 MPa 2.张拉力及伸长量计算 预应力张拉分为三个阶段即： 初应力(15%con)30%con100%con （1）计算同时张拉 4 束钢绞线时的张拉力为(N=4) 最终张拉力为：F=con*AP*N=781.2KN 初应力(15%con)时张拉力为： F1=15%con=11
8、7.18KN 张拉应力是 30%con 时的张拉力为： F2=30%con=234.36KN 张拉应力是 100%con 时的张拉力为： F3=100%con=781.2KN 16m 空心板梁 4s15.2 张拉力为 781.2KN，张拉时对控制张拉力和引伸量，采用双控即张拉应力达到控制应力时，实际引伸量应在理论引伸量的 6%范围内。 （2）计算同时张拉 3 束钢绞线时的张拉力为(N=3) 最终张拉力为：F=con*AP*N=585.9KN 初应力(15%con)时张拉力为： F1=15%con=87.885KN 张拉应力是 30%con 时的张拉力为： F2=30%con=175.77KN
9、张拉应力是 100%con 时的张拉力为： F3=100%con=585.9KN 16m 空心板梁 3s15.2 张拉力为 585.9KN，张拉时对控制张拉力和引伸量，采用双控即张拉应力达到控制应力时，实际引伸量应在理论引伸量的 6%范围内。 （3）钢绞线伸长量计算 后张法预应力钢绞线在张拉过中，主要受到以下两方面的因素影响：一是管道弯曲影响引起的摩擦力，二是管道偏差影响引起的摩擦力，导致钢绞线张拉时，锚下控制应力沿着管壁向梁跨中逐渐减小，因而每一段的钢绞线的伸长值也是不相同的。根据桥涵规范，预应力钢绞线的理论伸长值按照下式计算： -（1） 式中：预应力钢绞线的平均张拉力（N） ，直线筋取张拉
10、端的拉力，两端张拉的曲线筋，计算方法见下式。 预应力筋的长度（mm） ； 预应力筋的截面面积（mm2） ，取 140mm2； 预应力筋的弹性模量。 式中：预应力钢绞线的平均张拉力（N） ； 预应力筋张拉端的张拉力（N） ； 从张拉端至计算截面的孔道长度； 从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和（rad） ； 孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数，取 0.0015。 预应力筋与孔道壁的摩擦系数，取 0.25。 从公式（1）可以看出，钢绞线的弹性模量 Ep 是决定计算值的重要因素，它的取值是否正确，对计算预应力筋伸长值的影响较大。 （三）封锚及灌浆 1.安装工作锚具前需掏干净锚垫板到波纹管之间的
11、杂物，保证水泥浆能从灌浆孔顺利通到波纹管内，预应力张拉完毕后及时封锚，待有一定强度后(通常为 24h)在每个灌浆孔和排气孔上接上球形阀门，以备使用。2.灌浆用水泥采用 42.5 号以上的普通硅酸盐水泥，净浆水灰比为0.4 左右，根据施工情况可适量掺入膨胀剂或减水剂，施工前要进行试配，用净浆搅拌机搅拌，用压力灌浆机从灌浆管处压浆。 3.灌浆时先用自来水冲洗孔道，然后开始压浆。压浆从最低点灌浆口压入，每个排气孔处派专人看守。当各自孔道依次流出清水，稀浆、浓浆后持续数秒钟，再将各自出气孔和孔隙堵住。当所有排气孔都封堵完后，再加压至 0.5MPa-0.7MPa 即可封闭灌浆口。 4.压浆除具备必要设备外，应由有经验的熟练人员来操作，灌浆时先用自来水冲洗孔道。 5.灌浆工作在张拉后应在设计要求时间内进行，保证工作的连续性。6.灌浆过程中，每台班取三组水泥砂浆试块进行强度检验，其强度应满足设计要求。 7.灌浆后，用高速砂平而切割机切除外露多余预应力筋。再根据设计要求，在灌浆验收后进行端头处理工作。 三 结束语 后张法预应力施工的质量不仅关系到工程的质量，同时也关系到人民生命财产的安全。本文结合工程实例，从施工材料、科学的施工工艺和合理的施工方法等方面对后张法预应力施工的主要控制技术进行了汇总，但应力施工应用在建筑工程中，技术性较强，施工中仍有很多问题很难准确分析，需进一步不断摸索和总结。
