应用技术 ＂，ＩＩ，１１ Ｉ 桥梁工程中预应力混凝土技术的应用 王（１．巨野县公路管理局山东娟 王欢 山东巨野２７４９００） 巨野２７４９００；２．巨野麟州公路工程有限公司［摘要］传统的混凝土桥梁废材料、自重大，不能适应现代大型桥梁的要求，预应力技术充分发挥混凝土抗压强度和钢筋抗拉强度大的特点，减轻自重，提 高桥梁混泥土的抗裂度和刚度，增加耐久性和造价。本文主要探讨预应力技术的原理和施工技术，并提出预应力施工过程中的常见质量问题和解决措施。 ［关键词］桥梁工程；预应力混泥土技术 中图分类号：［ＴＵ９９７】 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—９１４Ｘ（２０１ ５）０５—０３７７—０１ １．预应力技术的原理 预应力混凝土能充分发挥高强度钢材的作用，即在外荷载作用于构件之 前，利用钢筋张拉后的弹性回缩，通过对钢筋进行张拉后将钢筋的回弹力施加 给混凝土，使混凝土受到一个预压应力，产生一定的压缩变形。当该构件受力 后，受拉区混凝土的拉伸变形，首先与压缩变形抵消，然后随着外力的增加，混 凝土才逐渐被拉伸，明显推迟了裂缝出现时间，提高了构件的抗裂度和刚度。 ２．预应力混凝土施加预应力的方法 ２ １先张法 张拉预应力筋，并将张拉的预应力筋临时固定在台座（或钢模上），然后浇 筑混凝土，待混凝土达到一定强度（一般不低于设计强度的７５％），预应力筋和 砼之间有足够的粘结力时，放松预应力筋，借助粘结力，对砼施加预应力的施工 方法。先张法一般用于预制构件厂生产定型的中小型构件，如楼板、屋面板、檩 条及吊车梁等，在桥梁工程中应用较小。 ２．２后张法 先制作混凝土构件，并在预应力筋的位置预留出相应孔道，待 昆凝土强度 达到设计规定的数值后，穿人预应力筋进行张拉，并利用锚具把预应力筋锚固， 最后进行孔道灌浆。后张法施工由于直接在钢筋混凝土构件上进行预应力筋的 张拉，所以不需要固定台座设备，不受地点，也适用于大跨度桥梁的施工。 ３．预应力施工的工艺流程和工艺控制 ３ １桥梁施工工艺流程 铺底模一安放钢筋、支侧模一埋管制孔一浇筑混凝土一埋管一养护拆模一 穿筋一张拉预应力筋一孔道灌浆 ３ ２预应力施工工艺 在桥梁预应力混凝土施工中，与预应力施工有关的是孔道留设、预应力筋 张拉和孔道灌浆三部分。 ３．２．１孔道留设 预应力筋的孔道形状有直线、曲线和折线三种，其直径与布置根据构件的 受力性能、张拉锚固体系特点及尺寸确定，留设方法有钢管抽心法、胶管抽心 法、预埋管法。 （１）孔道尺寸 粗钢筋的孔道直径应比对焊接头外径或需穿过孔道的锚具、连接器外径大 １０～１ ５ｍｍ，钢丝、钢铰线的孔道直径应比预应力束外径或锚具外径大５～ １０ｒａｍ，且孔道面积宜为预应力筋净面积的３～４倍。 （２）孔道布置 Ｌ道至构件边缘的净距不小于４０ｒａｍ，孔道之间的净距不小于５０ｒａｍ｝端部 的预埋钢板应垂直于孔道中心线；凡需起拱的构件，预留孔道应随构件同时起 拱。 （３）孔道成型方法 孔道成型有钢管抽芯法、胶管抽芯法和埋管法，成型要求是孔道的尺寸与 位置正确，孔道平顺，接头不漏浆。 钢管抽芯法是预先将平直、表面圆滑的钢管埋设在模板内预应力筋孔遭位 置上。在开始浇筑至浇筑后拔管前，间隔一定时间要缓慢匀速地转动钢管；待混 凝土初凝后至终凝之前，用卷扬机匀速拔出钢管即在构件中形成孔道。钢管 抽芯法只用于留设直线孔道，钢管长度不宜超过１ ５ｍ，钢管两端各伸出构件 ５００ｒａｍ左右，以便转动和抽管。 胶管抽芯法是采用５～７层帆布夹层，壁厚６～７ｍｍ的普通橡胶管，一端密 封，另一端接上阀门，安放在孔道设计位置上；待混凝土初凝后、终凝前，将胶管 阀门打开放水（或放气）降压，胶管回缩与混凝土自行脱落。一般按先上后下、先 曲后直的顺序将胶管抽出，用于直线、曲线或折线孔道成型。 预埋管法是用钢筋井字架将黑铁皮管、薄钢管或金属螺旋管固定在设计位 置上，在混凝土构件中埋管成型的一种施工方法，适用于预应力筋密集或曲线 预应力筋的孔道埋设。 （４）灌浆孔、排气孔和泌水孔的设置 一般在构件两端和中间每隔１２ｍ设置一个灌浆孔，孔径２０～２５ｍｍ，曲线孔 道应在最低点设置灌浆孔，以利于排出空气，保证灌浆密实；一个构件有多根 孔道时，其灌浆孔不应集中留在构件的同一截面上，以免构件截面削弱过大。 构件的两端留设排气孔，曲线孔道的峰顶处应留设排气兼泌水孔，必要时可在 最低点设置排水孔。 ３．２．２预应力筋张拉 一般应对称张拉，不能同时张拉时，一般应采取分批分阶段对称地进行。安 装张拉设备时，对于直线预应力筋，应使张拉力的作用线与孔道中心线重合；对 于曲线预应力筋，应使张拉力的作用线与孔道中心线末端的切线方向重合。 （１）张拉方法的选择 对于曲线预应力筋和长度大于２４ｍ的直线预应力筋，应采用两端同时张拉 的方法，长度等于或小于２４ｍ的直线预应力筋，可一端张拉，但张拉端宜分别设 置在构件两端。对预埋波纹管孔道曲线预应力筋和长度大于３０ｍ的直线预应力 筋宜在两端张拉，长度等于或小于３０ｍ的直线预应力筋可在一端张拉。 （２）伸长值校核 校核伸长值可综合反映张拉力是否足够、孔道摩阻损失是否偏大、预应力 筋是否有异常现象等。因此，张拉时应对伸长值进行校核，实际伸长值与计算伸 长值的偏差大于±６％时，应暂停张拉，在采取措施调整后，方可继续张拉。 ３．２．３孔道灌浆 采用应有足够的粘结力，灌浆前应全面检查构件孔道及灌浆孔、泌水孔、 排气孔是否畅通，对抽芯成孔的孔道采用压力水冲洗湿润，对埋波纹管孔遘可 用压缩空气清孔。宜先灌下层孔道，后灌上层孔道。灌浆工作应缓慢均匀进行， 不得中断，并应排气通顺，在出浆口冒出浓浆并封闭排气口后，继续加压至０． ５～０．７Ｎ／ｒａｍ２稳压２ｒａｉｎ，再封闭灌浆孔。对孔道直径较大且不掺减水剂或膨 胀剂进行灌浆时，可采取“二次压浆法”或“重力补浆法”。超长孔道、大曲率孔 道、扁管孔道、腐蚀环境的孔道可采用“真空辅助压浆法”。 ４．桥梁工程预应力混凝土技术常见质量问题和处理办法 ４ １ Ｌ道位置不正 由于芯管未与钢筋固定牢，井字架间距过大，或浇筑混凝土时，振动棒的振 动使芯管偏移，导致孔道位置不正。所以施工时确保井架位置要正确，绑扎在钢 筋骨架上，其间距不得大于１．０ｍ；灌注混凝土时，防止振动棒振动芯管偏移，需 起拱的构件，芯管应同时起拱。 ４．２ Ｌ道塌陷、堵塞 由于抽芯过早，混凝土尚未凝固；孔壁受外力和振动影响，如抽管时，因方 向不正而产生的挤压和附加振动等；抽管的速度过快等原因造成孔道塌陷或堵 塞，预应力筋不能顺利穿过，不能保证灌浆质量。预防措施：抽芯在砼初凝后、终 凝前；浇灌砼后，钢管每隔１０￣１５ｍｉｎ同向转动一次，宜先上后下，先曲后直，抽管 速度要均匀；抽出后及时检查孔道，塌陷处及时疏通。 ４．３预应力值不足 当采用重叠方法生产构件，阻止上、下层构件张拉时的弹性压缩，当构件起 吊后，层间摩阻力消除，从而产生附加预应力损失。为防止预应力不足，应做好 隔离层；浇捣上层混凝土时，防止振动棒触及下层构件。 ４．４孔道灌浆不密实 由于水泥强度过低，灌浆顺序不当；灌浆压力过力过小，未设排气孔，部分 孔道被空气阻塞；灌浆未连续进行，部分孔遭被堵等施工因素，导致孔道灌浆不 密实。预防措施：在水泥浆中掺人０．０１％的铝粉或０．２５％的减水剂；灌浆先下后 上，直线孔遭一端到另一端，曲线孔道应从最低点开始向两端进行；合理控制灌 浆压力，中途不应停顿。 ５．小结 预应力混凝土是近几年发展的新技术，充分利用了钢筋与混凝土的性能， 在高层建筑和较大跨度桥梁施工中得到广泛应用。为提高施工质量，应加强每 个工序、施工阶段的质量控制，总结施工检验，不断引进新技术和施工工艺，提 高施工水平。 参考文献 ［１】房兴华．路桥工程中预应力混凝土技术的应用［Ｊ］．中国建筑金属结构， ２０１３（０９）； ［２］李君．路桥工程中预应力施工技术的应用探析［Ｊ］．科技传播，２０１４（０４）； 科技博览；３７７
