现浇混凝土连续箱梁预应力施工技术应用要点分析

用要点分析

摘要：在我国交通建设项目中，对跨越河流、铁路等的桥梁工程，多采用刚性和整体性良好的现浇混凝土连续箱梁。但该预应力体系施工较为复杂，控制难度也非常大，如果出现张拉技术不过关等问题，必定会对桥梁施工的整体质量造成影响。为此，现本文先结合工程实例逐一论述现浇混凝土连续箱梁预应力施工技术的关键要点，并详细分析其施工过程中较易出现的问题及处理方法，旨在提高桥梁工程的整体质量。

关键词：现浇混凝土连续箱梁；预应力技术；应用要点；施工问题；处理方法

前言

随着公路桥梁工程技术的不断提高，预应力技术的应用不仅能够加固桥梁结构，还可以增强桥身的受弯构件承载性能，使桥梁不会过早出现裂缝。同时，可节省工程项目原材料，并提高桥梁施工的安全性和可靠性。故此，确保预应力施工质量达标，已成为桥梁建设工程顺利开展的关键环节。

1 工程案例

某市新区水系综合整治工程设计范围内共拟建3条防汛道路，全长约2.991km，其中跨河道桥梁4座，均采用预应力混凝土斜腹板连续箱梁结构，且预应力筋布置须按设计方案的桥梁受力方式进行波浪形布置。故连续箱梁预应力施工是本工程的重点，需要严格把控好施工的各个关键环节。

1.1 连续箱梁预应力施工流程

本工程箱梁预应力技术含量高、工程量大，须严格按技术方案要求完成施工流程。即首先将波纹管及锚垫板固定（与钢筋绑扎同时进行）、安装好，然后对

波纹管进行穿束以及采取先穿法实施钢束接长，接着安装锚具及千斤顶，在预应力束张拉完成后进行孔道压浆，最后封锚。

1.2 预应力筋加工及安装 1.2.1 进场验收

预应力施工是确保连续箱梁质量的重要环节，施工前务必做好预应力钢绞线、锚具等构件进场后，必须严格按规范要求进行分批检查和验收，并妥善保管。

（1）钢束管道成孔采用塑料波纹管。浇注前，必须认真检查管道有没有破孔，位置是否正确；如遇非预应力钢筋位置相矛盾时，须稍移动钢筋，确保管道的放置准确性。同时，仔细检查接头是否密封、牢固、缠好，保证浇筑时不会掺入混凝土浆。

（2）对每批钢绞线任选的3盘正常部位抽样检验，包括表面质量、直径偏差和力学性能试验。若出现一项不合格，则此盘钢绞线报废；然后在该批次中重新选双倍数量的钢绞线进行不合格项的复验；若之前的不合格项仍然出现，则可以判断该批次钢绞线不能用于本次施工。注意，每批钢绞线的重量须≤60t。

（3）锚具、夹具和连接器进场时，需要对锚具的外观、尺寸、裂纹以及多孔夹片式锚具夹片的硬度进行抽样检查、试验。如出现一项不合格，再抽取双倍数量进行重做，检查、试验合格后方可投入使用。同时，每个验收批必须按同种材料和同一生产工艺进行划分，即锚具、夹具须在1000套组以内和连接器500套组以内。

1.2.2 钢绞线放样、安放

（1）钢绞线下料时，需注意预留张拉端的操作长度，同时用铅丝在切割口两侧5cm处扎实，再进行切割。还有，钢绞线编束必须按顺序平直放置，并用铅丝每隔1m进行编束捆扎。最后，当波纹管、锚垫板安装完毕后，便进入预应力穿束工序。

（2）首先，在单根钢绞线末端与每根钢束头以阶梯状按顺序进行焊接；接着，把钢束端头修成圆锥型，找平裹好后，单根钢绞线就可以穿入孔道；最后，借助卷扬机将整束钢绞线缓慢推入孔内；入孔时，须注意钢束被翻卷的波纹管接头堵塞，而不能顺利入孔。预应力穿束后，还需将外露的钢绞线包缠好，以防污染。

1.3 预应力钢束张拉 1.3.1 张拉程序

混凝土浇筑前，需提前在箱梁顶预埋观测点，以便对浇筑前后和预应力张拉前后测量标高的变量。当连续箱梁浇筑的混凝土强度满足90%的设计强度后，便可进行预应束张拉工序。预应力钢束可分批、分段对称张拉，其张拉顺序务必依照设计方案布置图进行，同排的钢绞束两端同时张拉，须保持同步。预应力钢束的张拉程序一般是：0→10%δcon（初应力）→100%δcon（持荷2min）→回油锚固。

1.3.2 张拉力与延伸量

张拉须遵循“张拉力为主、伸长量为辅”的双向控制方法；当张拉力达到预控制力时，实际延伸量须控制在理论值的－6%～＋6%之内。

预应力筋的实际伸长值ΔL为：ΔL=ΔL1+ΔL2；式中ΔL1是从初应力到最大控制应力间的实测伸长值（mm），ΔL2是初应力以下的推算伸长值（mm）。

1.3.3 纵向与横向的张拉

纵向与横向的预应力钢束张拉不一样，纵向用YCW400型千斤顶整体两端对称张拉；横向需搭设翼板支架平台，用YDC250Q型千斤顶从中心向两侧逐束进行张拉。注意，纵向的预应力钢束张拉工序必须在横梁钢束预应力张拉完毕后才能开展。

1.3.4 张拉前准备

预应力钢束张拉前，必须对锚垫板和孔道进行严格检查，确保位置正确，检查孔道内是否畅通，锚具锥孔与夹片之间以及锚垫板喇叭口内有无杂物及积水。此外，还要检查张拉机具与锚具是否已配套齐全，进场时有无经过校验，尤其是长期未使用的张拉设备，须校正合格后方可投入使用。如果千斤顶使用已超6个月或不止200次或操作时出现异常（如预应力钢绞线突然断裂、千斤顶严重漏油、油表无法归零）均须重新校验，以确保使用期间张拉设备的安全。

1.3.5 钢束张拉

在千斤顶充满油后，对钢绞束调紧，并检查千斤顶和锚圈的位置是否符合标准要求，须保证千斤顶与孔道、锚具同为一线。预应力张拉必须逐级加压，并确保每股钢绞线的受力均匀。钢束张拉至初应力10%δcon时，需保持作用力不变，并仔细检查有无存在伸长量不够以及滑丝、断丝的问题出现，若有则必须查明原因作出相应措施后，再重新进行张拉。

钢束张拉到应力100%δcon时，也要持荷2min的情况下进行各方面的检查、处理。当张拉控制应力达到设计要求且稳定后进行锚固，锚具采用封端混凝土加以保护。注意，锚固后的预应力钢束外露长度应≥30mm，并割除多余的钢绞线。

1.4 预应力孔道压浆 1.4.1 压浆前准备

钢束张拉完毕后，须在48小时内进行压浆。压浆前，要清洗孔道，并用空压机吹掉孔内杂质及积水；同时，在箱梁预应力波纹管的最高点预埋排气孔，伸出混凝土的表面，以便随时了解排气状况。此外，为确保压浆效果，露出钢绞线，以便压浆时能够泌出孔道内的水分。还有，用水泥浆对锚头进行封堵，以防夹片间发生渗漏现象；待锚头混凝土达到一定强度后方可进行压浆。

1.4.2 水泥浆现场配制

压浆采用C40、C50水泥浆，水灰比为0.4～0.45；稠度为14～18s；为降低收缩率，水泥浆可掺入8％膨胀剂，掺入量通常是水泥的0.01％，膨胀量＜10％；泌水率须≤3%，搅拌3h后泌水率也应≤2%，泌水会在24h内重新被浆吸回。每

一工班制取3组试件，以检证其抗压强度。注意，每次调制好的水泥浆必须在30～45min内用完；水泥浆的强度须达到40Mpa的设计强度。

1.4.3 压浆

首先，打开进浆孔及排气孔，用0.7Mpa压浆泵从低处压浆孔压入下层的孔道，并均匀、缓慢、连续作业，从一端向另一端压浆；最大压力须控制在1.0MPa以内，需保证孔道的另一端能饱满出浆。接着，控制好出浆的稠度，如排出的水泥浆浓度较稠时，可关闭压浆口。注意，弯矩束顶端设置的压浆排气孔排完气后，可及时塞好排气孔。最后，逐渐升至0.6～0.7Mpa时，稳压持续2～5min后，关闭压浆嘴，在压力下封闭直至水泥浆凝固。

1.4.4 封锚

压浆完成封锚前，必须马上冲洗箱梁表面的浮浆，以确保混凝土的质量；并凿除锚具周边的凿毛后，布置钢筋网、支立模板，在封锚部位浇筑C50混凝土。待箱梁纵向预应力束封锚完成后，便可进行桥台背墙、桥梁伸缩缝施工。

2 现浇混凝土连续箱梁预应力施工问题及处理方法 2.1 张拉控制应力值方面

张拉控制应力是连续箱梁预应力张拉施工的关键环节，必须严格控制在设计规定值范围内。一旦预应力值控制不好，超出设计值，即便箱梁结构具有良好的抗裂性能，也会由于预应力筋在承受使用荷载时常处于过高的应力状态。为此，此种状态造成的破坏是无法预料的，随时威胁着桥梁的安全使用。在预应力张拉前就必须充分运用应力控制方法，根据相关技术规范准确计算出理论伸长值。

预应力钢绞线张拉理论伸长值为：ΔL=（PpL）/（ApEp）；式中Pp是预应力筋的平均张拉力（N），L是预应力筋的长度（mm），Ap是预应力筋的截面面积（mm），Ep是预应力筋的弹性模量（N/mm）。

为更好地控制箱梁预应力的施加状况，对伸长值的校核工作至关重要。尤其需要注意以下几点：

2

2

（1）只要预应力孔道坐标能够满足设计要求且曲线孔道圆顺，孔道局部存在的偏差以及预应力筋与孔道壁之间产生的摩擦系数是不会影响理论伸长值，可根据相关规范取中值。

（2）预应力筋的弹性模量Ep取值对理论伸长值有着较大的影响，故操作时须按实测值来计算。

（3）当计算平均张拉力时，须根据孔道长度进行计算；而伸长值L须加上锚垫板与夹片前端的距离。

（4）当伸长值的实际与理论进行比较时，必须从初应力至控制应力之间的伸长值为准，初应力之前的伸长值均为推算所得；同时，还需要进行多次测量，以免存在较大误差。

2.2 模板支架方面

在连续箱梁施加预应力时，混凝土截然会出现弹性变形、轴向变形以及上下方向的挠曲。同时，如果继续张拉，其轴向收缩和挠曲必然会受到一定的约束，从而出现无法预料的裂缝，甚至影响箱梁的质量。所以，张拉前，务必先拆除箱梁的侧模板以及支座周围的模板和支架，以消除对梁体轴向收缩、活动支座在顺桥方向移动和旋转、固定支座旋转所产生的一系列约束力。

2.3 断丝或滑丝方面

在预应力施工时，也会难免会出现操作失误、千斤顶压力失效、锚具安装出错、夹片质量不过关等问题，进而导致断丝或滑丝事故。故此，有必要采取相应的措施予以补救，但处理时需要慎重应对，以确保箱梁的质量及安全。

2.3.1 应力补足

如果断丝或滑丝的数量还在规范值以内时，须用超张拉的方法进行应力补足。在实际操作当中，可按断丝或滑丝的数量判断应力损失值，加大其它钢丝的应力，进而补充损失掉的应力。不过，钢绞线的应力切记不可接近0.8Rb，否则采用更换钢束的方式。

2.3.2 钢束更换

一旦断丝或滑丝的数量超出规范值时，就要卸锚，进行钢束更换。具体的方法如下：

（1）放松钢丝束。首先，把千斤顶依照张拉的状态安装，再把钢丝在夹盘内楔紧；然后，张拉一端，待钢丝受到拉力而伸长时，锚塞就会稍微被带出来；便可抓紧机会用钢钎卡住锚塞螺纹。现场可用20~30cm长的φ5mm钢丝制成钢钎，其端部须磨尖。接着，对千斤顶主缸进行缓慢回油，钢丝出现内缩；此时锚塞由于被卡住无法与钢丝一起产生内缩。最后，退出锚塞，并拉出已断丝的钢束，进行新的钢丝束和锚具更换。注意，若千斤顶的行程不够，可反复操作至锚塞能够退出为止。

（2）人工放松滑丝钢束。先将千斤顶布置好后，楔紧各根钢丝。然后，在钢丝束的一端进行张拉，直至钢丝的控制应力仍拉不出锚塞的状态下，立刻打掉千斤顶卡盘上的钢丝楔子，以致1~2根钢丝继而出现抽丝；此时锚塞与锚圈的锚固力随之降低，若再次拉锚塞就可拉出，进而更换新钢丝束和锚具。

2.3.3 单根滑丝单根补拉

如果出现单根滑丝，也可进行单根补拉的措施。先将滑进的钢丝固定楔紧在卡盘上，张拉钢丝到一定应力值后，就顶压楔紧，予以补救。

3 总结

综上所述，在现浇混凝土连续箱梁施工中，预应力施工技术控制的好坏直接影响着桥梁整体质量的稳定性及完整性。为此，在进行预应力张拉前，务必制定正确的技术方案及施工问题相应解决措施，并严格按规范标准要求有序开展作业，才能更好地保证桥桥的质量达到预期目标。

参考文献

[1]杨小龙.现浇预应力混凝土连续箱梁施工技术[J].黑龙江交通科技,2017, 40(2):98-99.

[2]朱红军.现浇混凝土连续箱梁预应力张拉试验研究[J].湖南交通科技.2019,(1).138-140,165.

[3]李传武.公路预应力混凝土现浇梁施工技术分析及控制要点[J].中国房地产业.2019,(27).229.