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摘要：后张法预应力混凝土桥梁施工技术是一种崭新且成熟的桥梁施工技术，它的大规模推广应用，而且也大大缩短了桥梁的建设工期，节约了许多工程成本，取得了良好的经济效益与社会效益的双丰收。本文结合实际工程案例，深入研究了后张法预应力混凝土桥梁施工技术的技术要点及其质量控制的关键，为后张法预应力在混凝土桥梁的推广应用提供指导。
关键词：后张法；预应力；单端张拉；系杆拱桥；施工技术
1、工程概况
龙游县21省道至46省道连接线工程，本标段为第I合同段，起点桩号K0+000，终点桩号K4+600。其中1座下承式系杆拱桥（驿前大桥桩号为K0+368.20～K0+666.80），桥长298.60m，桥宽34.1m。上部结构采用2×25m（预应力砼简支组合小箱梁）+2×83m（下承式钢筋砼系杆拱）+3×25m（预应力砼先简支后连续组合小箱梁），下部结构主桥采用实体墩、承台加群桩基础，引桥采用柱式墩台，桩基础。设计荷载：公路-Ⅰ级；设计洪水频率：1/100；地震基本烈度：地震动峰值加速度<0.05g，相当于地震基本烈度小于Ⅵ度。主桥结构形式为Lk=83m下承式系杆拱桥，拱肋的理论计算跨径为L=80m，计算矢高f=16m，矢跨比1/5，理论拱轴线方程为Y=4fx/L-4 fx2/L2二次抛物线。
2、张拉施工准备工作
2.1预应力原材料的检验
在进行预应力张拉之前，需要对预应力原材料进行张拉检验，只有通过抽检合格的预应力材料才能进行张拉。预应力材料检验方法为，对同一批号与同一进场的钢绞线，从中任意抽取三盘，在室内对抽取的钢绞线分别进行直径偏差、表面质量及力学性能等试验；多于张拉所用锚具，首先进行外观的检测，然后从合格的外观检查产品中任意抽取不少于五套，且抽取数量占总锚具总数的5%，然后对所抽取的锚具进行室内硬度试验；对合格的钢绞线与锚具进行组装，然后对组合配件进行室内静载锚固性能试验，检测张拉工程中钢绞线与锚具组套的配套性。只有以上三方面原材料的检测均满足设计要求时，才可以进行张拉工序的下一步操作。本项目原材料指标为：预应力钢束及GJ钢绞线整束挤压拉索均采用GB/T5224-2003标准的高强度低松弛钢绞线，直径为φs15.2mm，面积为A=139mm2，抗拉强度标准值fpk=1860MPa，钢绞线的弹性模量Ep=1.95×105MPa。钢绞线厂家为溧阳市万兴特种建材有限公司。锚具型号为张拉端M15-10，固定端M15-10PT（边系杆）；张拉端M15-15，固定端M15-15PT（中系杆）。锚夹具厂家为浙江杭州立钢锚具有限公司。
图1 系杆固定端P锚安装图
2.2孔道安装
对于张拉预应力孔道的固定方法我们可以采用在钢筋绑扎的工程中选用轨道固定法对其固定。对于选用的塑料波纹管必须要选择刚度与强度满足规范要求的，选用塑料波纹管的大小必须要与钢绞线的直径相互对应，在对波纹管进行安装时要特别细心，防止波纹管在施工过程中质量出现裂缝等质量问题。波纹管型号为内径70mm塑料波纹管（边系杆）；内径90mm塑料波纹管（中系杆）。塑料波纹管厂家为浙江海盐县交通设施材料厂。
3、预应力张拉
本项目为两跨下承式系杆拱桥，为缩短工期及节约成本，故对系杆采用单端张拉，对于要进行预应力张拉的混凝土梁，规定对其强度及龄期做了要求：混凝土梁其强度大于设计强度90%，混凝土的养护龄期不得小于10天。
对于本工程而言，系杆预应力钢束的张拉应分期分批进行。由于施工过程中的一期和二期恒载是通过拱肋逐步传递给系杆的，即拱肋传递给系杆的推力是随工况逐步增加的，所以，预加应力宜与施工中逐步增加的拱脚水平推力同步，以使系杆中产生的恒载拉力与预加应力相互平衡，避免过度集中施加预应力时可能出现的压杆失稳、截面压应力超限及截面局部开裂。对应于一期和二期恒载，预应力钢束可分为两期张拉，每期张拉又可划分为与工况对应的批数。
1期预加应力总值表示为： Ny1=NG1 + NM1 + Ns1 + △Ny1 ⑴
2期预应力总值表示为： Ny2 = NG2 + NM2 + NS2 + △Ny2 + Ny ⑵
式⑴和⑵中：
Ny1 、Ny2 1期和2期預应力总值；
NM1 、NM2 为平衡1期、2期恒载在系杆〈纵梁〉中产生的弯曲拉应力所需之预应力；
NG1 、NG2 为平衡1期、2期恒载作用下拱脚水平推力所需之预应力；
NS1、 NS2 1期和2期预应力损失；
Ny 抵抗活载的永存预应力；
△Ny1 、△Ny2 1期和2期预应力储备量。△Ny2中还应包括使两拱脚向路中产生相对位移所需之预应力。
因本项目预应力混凝土梁采用单端张拉，每束预应力筋为15根，为保证张拉应力均匀及各根钢绞线不会叠压，故采用小型千斤顶逐根张拉至5MPa左右，然后按要求张拉程序为：0→初应力→持续荷载5分钟锚固的σcon。由于预应力筋设计长度为83m，张拉力控制和实际伸长值时考虑到千斤顶长度极限为20cm，故张拉时分2次回油及卸载，分别为张拉力达到40%和70%时，至100%张拉力持荷锚固，分别量测各阶段的伸长值，计算实际总伸长值。各张拉过程中应注意的事项为，锚具下面的混凝土是否密实，由于锚具下面的混凝土要承担巨大的局部压应力，所以其必须要密实，否则，在巨大具备内应力的作用下锚具会陷于混凝土中，影响混凝土的质量；预应力张拉须采取双控控制，即：张拉力与伸长值是否满足设计要求，实际伸长值与理论伸长值差值控制在±6%以内，这是评判张拉预应力是否合格的指标，千斤顶拉力造成的误差会导致伸长量这个指标会出现误差；张拉工程中出现的滑丝及断丝现象是否超标，当张拉应力为设计值的十分之一时，在钢绞线上做个标记，并查验此时钢绞线是否滑动；具体操作时，每间隔5Mpa进行一回校正，以确保两端的油差在5Mpa范围之内；在整个操作过程中，要始终保证钢绞线没有断丝及滑丝情况出现。
图2 边系杆张拉端图
4、张拉之后的后续工作
4.1孔道压浆
当预应力混凝土桥梁在张拉锚固完成的48h内对孔道进行压浆。在压浆过程中要确保从最低点压浆孔压入孔道，从最高点排气孔排除为止。压浆的过程必须缓慢、均匀的进行，不能中途出现中断现象。
4.2封锚及养护
预应力张拉混凝土完成孔道压浆之后，必须对超出的钢绞线进行处理，一般方法为把多余的钢绞线进行切割处理。切割完成之后用混凝土封锚保护。当后张法预应力混凝土桥梁压浆做完以后，要及时对桥梁两端多余的水泥浆进行清理，并且也要把支撑垫板、锚具等部位的泥浆进行清理。当压浆工序结束之后，应及时对梁端混凝土进行封锚。在进行封锚的工程中，需要把握的工序为，一是，把梁端混凝土凿毛并冲洗干净之后才能进行封锚工序；二是，设置钢筋网，对锚端的混凝土应与构件同强度的混凝土进行浇筑；三是，封锚的尺寸要满足要求。
5、结论
后张法预应力混凝土桥梁施工技术是桥梁工程中非常重要的工序，它对整个桥梁工程的质量起着决定性作用，直接关系到整个桥梁工程的安全性及稳定性。同时，后张法预应力混凝土桥梁施工技术又属于隐蔽工程，施工过后不易检测，如果出现质量问题又无法参与检测与补救措施，因此工程开始就要严格按照设计及规范控制后张法预应力混凝土桥梁施工的质量。因此在实际的工程中，重视与做好后张法预应力混凝土桥梁施工技术的质量对保障混凝土桥梁的质量具有重要作用。
参考文献
[1]王明江.后张预应力混凝土梁板施工常见病害与防治[J].中国高新技术企业，2008（3）
关键词：后张法；预应力；单端张拉；系杆拱桥；施工技术
1、工程概况
龙游县21省道至46省道连接线工程，本标段为第I合同段，起点桩号K0+000，终点桩号K4+600。其中1座下承式系杆拱桥（驿前大桥桩号为K0+368.20～K0+666.80），桥长298.60m，桥宽34.1m。上部结构采用2×25m（预应力砼简支组合小箱梁）+2×83m（下承式钢筋砼系杆拱）+3×25m（预应力砼先简支后连续组合小箱梁），下部结构主桥采用实体墩、承台加群桩基础，引桥采用柱式墩台，桩基础。设计荷载：公路-Ⅰ级；设计洪水频率：1/100；地震基本烈度：地震动峰值加速度<0.05g，相当于地震基本烈度小于Ⅵ度。主桥结构形式为Lk=83m下承式系杆拱桥，拱肋的理论计算跨径为L=80m，计算矢高f=16m，矢跨比1/5，理论拱轴线方程为Y=4fx/L-4 fx2/L2二次抛物线。
2、张拉施工准备工作
2.1预应力原材料的检验
在进行预应力张拉之前，需要对预应力原材料进行张拉检验，只有通过抽检合格的预应力材料才能进行张拉。预应力材料检验方法为，对同一批号与同一进场的钢绞线，从中任意抽取三盘，在室内对抽取的钢绞线分别进行直径偏差、表面质量及力学性能等试验；多于张拉所用锚具，首先进行外观的检测，然后从合格的外观检查产品中任意抽取不少于五套，且抽取数量占总锚具总数的5%，然后对所抽取的锚具进行室内硬度试验；对合格的钢绞线与锚具进行组装，然后对组合配件进行室内静载锚固性能试验，检测张拉工程中钢绞线与锚具组套的配套性。只有以上三方面原材料的检测均满足设计要求时，才可以进行张拉工序的下一步操作。本项目原材料指标为：预应力钢束及GJ钢绞线整束挤压拉索均采用GB/T5224-2003标准的高强度低松弛钢绞线，直径为φs15.2mm，面积为A=139mm2，抗拉强度标准值fpk=1860MPa，钢绞线的弹性模量Ep=1.95×105MPa。钢绞线厂家为溧阳市万兴特种建材有限公司。锚具型号为张拉端M15-10，固定端M15-10PT（边系杆）；张拉端M15-15，固定端M15-15PT（中系杆）。锚夹具厂家为浙江杭州立钢锚具有限公司。
图1 系杆固定端P锚安装图
2.2孔道安装
对于张拉预应力孔道的固定方法我们可以采用在钢筋绑扎的工程中选用轨道固定法对其固定。对于选用的塑料波纹管必须要选择刚度与强度满足规范要求的，选用塑料波纹管的大小必须要与钢绞线的直径相互对应，在对波纹管进行安装时要特别细心，防止波纹管在施工过程中质量出现裂缝等质量问题。波纹管型号为内径70mm塑料波纹管（边系杆）；内径90mm塑料波纹管（中系杆）。塑料波纹管厂家为浙江海盐县交通设施材料厂。
3、预应力张拉
本项目为两跨下承式系杆拱桥，为缩短工期及节约成本，故对系杆采用单端张拉，对于要进行预应力张拉的混凝土梁，规定对其强度及龄期做了要求：混凝土梁其强度大于设计强度90%，混凝土的养护龄期不得小于10天。
对于本工程而言，系杆预应力钢束的张拉应分期分批进行。由于施工过程中的一期和二期恒载是通过拱肋逐步传递给系杆的，即拱肋传递给系杆的推力是随工况逐步增加的，所以，预加应力宜与施工中逐步增加的拱脚水平推力同步，以使系杆中产生的恒载拉力与预加应力相互平衡，避免过度集中施加预应力时可能出现的压杆失稳、截面压应力超限及截面局部开裂。对应于一期和二期恒载，预应力钢束可分为两期张拉，每期张拉又可划分为与工况对应的批数。
1期预加应力总值表示为： Ny1=NG1 + NM1 + Ns1 + △Ny1 ⑴
2期预应力总值表示为： Ny2 = NG2 + NM2 + NS2 + △Ny2 + Ny ⑵
式⑴和⑵中：
Ny1 、Ny2 1期和2期預应力总值；
NM1 、NM2 为平衡1期、2期恒载在系杆〈纵梁〉中产生的弯曲拉应力所需之预应力；
NG1 、NG2 为平衡1期、2期恒载作用下拱脚水平推力所需之预应力；
NS1、 NS2 1期和2期预应力损失；
Ny 抵抗活载的永存预应力；
△Ny1 、△Ny2 1期和2期预应力储备量。△Ny2中还应包括使两拱脚向路中产生相对位移所需之预应力。
因本项目预应力混凝土梁采用单端张拉，每束预应力筋为15根，为保证张拉应力均匀及各根钢绞线不会叠压，故采用小型千斤顶逐根张拉至5MPa左右，然后按要求张拉程序为：0→初应力→持续荷载5分钟锚固的σcon。由于预应力筋设计长度为83m，张拉力控制和实际伸长值时考虑到千斤顶长度极限为20cm，故张拉时分2次回油及卸载，分别为张拉力达到40%和70%时，至100%张拉力持荷锚固，分别量测各阶段的伸长值，计算实际总伸长值。各张拉过程中应注意的事项为，锚具下面的混凝土是否密实，由于锚具下面的混凝土要承担巨大的局部压应力，所以其必须要密实，否则，在巨大具备内应力的作用下锚具会陷于混凝土中，影响混凝土的质量；预应力张拉须采取双控控制，即：张拉力与伸长值是否满足设计要求，实际伸长值与理论伸长值差值控制在±6%以内，这是评判张拉预应力是否合格的指标，千斤顶拉力造成的误差会导致伸长量这个指标会出现误差；张拉工程中出现的滑丝及断丝现象是否超标，当张拉应力为设计值的十分之一时，在钢绞线上做个标记，并查验此时钢绞线是否滑动；具体操作时，每间隔5Mpa进行一回校正，以确保两端的油差在5Mpa范围之内；在整个操作过程中，要始终保证钢绞线没有断丝及滑丝情况出现。
图2 边系杆张拉端图
4、张拉之后的后续工作
4.1孔道压浆
当预应力混凝土桥梁在张拉锚固完成的48h内对孔道进行压浆。在压浆过程中要确保从最低点压浆孔压入孔道，从最高点排气孔排除为止。压浆的过程必须缓慢、均匀的进行，不能中途出现中断现象。
4.2封锚及养护
预应力张拉混凝土完成孔道压浆之后，必须对超出的钢绞线进行处理，一般方法为把多余的钢绞线进行切割处理。切割完成之后用混凝土封锚保护。当后张法预应力混凝土桥梁压浆做完以后，要及时对桥梁两端多余的水泥浆进行清理，并且也要把支撑垫板、锚具等部位的泥浆进行清理。当压浆工序结束之后，应及时对梁端混凝土进行封锚。在进行封锚的工程中，需要把握的工序为，一是，把梁端混凝土凿毛并冲洗干净之后才能进行封锚工序；二是，设置钢筋网，对锚端的混凝土应与构件同强度的混凝土进行浇筑；三是，封锚的尺寸要满足要求。
5、结论
后张法预应力混凝土桥梁施工技术是桥梁工程中非常重要的工序，它对整个桥梁工程的质量起着决定性作用，直接关系到整个桥梁工程的安全性及稳定性。同时，后张法预应力混凝土桥梁施工技术又属于隐蔽工程，施工过后不易检测，如果出现质量问题又无法参与检测与补救措施，因此工程开始就要严格按照设计及规范控制后张法预应力混凝土桥梁施工的质量。因此在实际的工程中，重视与做好后张法预应力混凝土桥梁施工技术的质量对保障混凝土桥梁的质量具有重要作用。
参考文献
[1]王明江.后张预应力混凝土梁板施工常见病害与防治[J].中国高新技术企业，2008（3）