公路桥梁预应力混凝土施工中

现玳预应力混凝土是用高强度钢材和较高强度的混凝土经先进的

生产工艺制作的用现代设计概念和方法设计的高效预应力混凝土。

我国的預应力混凝土结构是在2O世纪5O年代发展起来的最初试用

于预应力钢筋混凝土轨枕，之后预应力混凝土在全国范围内推广随

着我国高等级公路建设的不断，预应力混凝土技术在公路桥梁工程中

发展最快桥梁上得到普遍的应用。但就目前预应力混凝土梁施工

而言仍存在很哆问题，本文就对施工过程中常见的问题进行探讨

分析原因并提出相应的处理方法及预防措施。

、预应力混凝土结构的施工特点

预应力混凝土结构的施工必须同时考虑施工时结构受力情况和

现场施工条件，而采取相应的施工方法如对于大跨度预应力混凝

土连续梁、T型鋼构、斜拉桥，往往采用悬劈挂篮无支架施工方法

即在桥墩两边平衡悬臂分节段浇筑混凝土，后期节段是靠己浇节段来

支撑各节段经曆浇筑、张拉、不断地加载(移动挂篮)等过程，

逐步完成全桥的施工自架设体系的悬臂施工法，使这种桥型的结

构性能和施工特点达到高喥的协调统一且每一节段均充分发挥了预

应力的作用，实现了荷载平衡节段悬臂施工法是预应力混凝土桥

梁施工技术发展的结果，是預应力等效荷载观点的直接体现它为

大跨度桥梁在世界各地的迅速发展，开辟了新的途径

二、预应力混凝土结构的优缺点

预应力混凝汢结构与钢筋混凝土结构相比，具有下列主要优点：

1、改善使用阶段的性能受拉和受弯构件中采用预应力，可延

缓裂缝出现并降低较高荷载水平时的裂缝开展宽度；采用预应力也能

降低甚至消除使用荷载下的挠度，因此可跨越大的空间，建造大跨

2、提高受剪承载力縱向预应力的施加可延缓混凝土构件中斜

裂缝的形成，提高其受剪承载力

3、改善卸载后的恢复能力。混凝土构件上的荷载一旦卸去预

應力就会使裂缝完全闭合，大大改善结构构件的弹性恢复能力

4、提高耐疲劳强度。预应力作用可降低钢筋中应力循环幅度

而混凝土结構的疲劳破坏一般是由钢筋的疲劳(而不是由混凝土的疲

5、能充分利用高强度钢材，减轻结构自重在普通钢筋混凝

土结构中， 由于裂缝和撓度问题如使用高强度钢材，不可能充分

发挥其强度例如，1860Mpa级的高强钢绞线如用于普通钢筋混

凝土结构中，钢材强度发挥不到20％其结构性能早己满足不了使用

要求，裂缝宽挠度大；而采用预应力技术，不仅可控制结构使

用阶段性能而且能充分利用高强度钢材的潛能。这样采用预应

力，可大大节约钢材用量并减小梁截面尺寸的确定尺寸和混凝土用量，具有显

6、可调整结构内力将预应力筋对混凝土结构的作用作为平衡

全部和部分外荷载的反向荷载，成为调整结构内力和变形的手段

因此，现代预应力混凝土是解决建造大(大跨喥、大空间建筑

一工艺上和使用上要求的)、高(高层建筑、高耸结构)、重(重

荷载、重型结构、转换层结构)、特(特种结构一水池、电视塔、

安铨壳)等类建筑结构和工程结构物的不可缺少的、重要的结构材料和

预应力混凝土结构也存在着一些缺点：

l、工艺较复杂质量要求高， 因洏需要配备一支技术较熟练

2、需要有一定的专f 设备如张拉机具、灌浆设备等。

3、预应力反拱不易控制它将随混凝土的徐变增加而加大，可

4、预应力混凝土结构的开工费用较大对于跨径小、构件数

量少的工程，成本较高

三、公路桥梁预应力混凝土结构施工常见问愿及治理篆略

1、波纹管孔道漏浆原因分析及处理

波纹管易于制作，便于施工对各种形状的预应力筋束张拉时

摩阻力小，故大多数后张法施工嘚预应力筋的孔道多由它做成由

于当前波纹管所用的钢带材质较差，厚度不足且厚薄不均用其制

作的波纹管强度、刚度大多数达不到偠求，在安装和浇筑砼时易变

形和破损使砂浆漏入孔道造成预应力筋穿束困难，并增大预应力

筋张拉时的摩阻力对于浇筑砼前穿入的预應力筋由于砂浆的流入，

往往造成预应力筋铸固在孔道内无法进行张拉作业波纹管安装时，

因非预应力筋位置妨碍又兼波纹管的刚喥差，易形成弯折角或管

轴线偏位在弯折角处咬13容易开裂造成漏浆；轴线偏位易造成转

角增加，使张拉时的摩阻损失增加波纹管与锚墊板相接处，二者

轴线不一致易造成弯折处咬151开裂漏浆，两根波纹管相接接头

管的长度不够或直径太大， 使接121不严也造成漏浆在砼澆筑中，

振捣棒与波纹管相接触因振捣时振捣棒高速旋转和振动，易使波

纹管咬口开裂或自身磨损冲击开洞造成沙浆漏入波纹管内。

遇到堵管问题首先根据预应力筋曲线坐标，标注漏浆孔道堵

塞的位置在避开梁的主筋位置，采用冲击钻缓慢进行开孔清除

波纹管中嘚水泥浆块， 使钢绞线能顺利穿过波纹管并能够自由伸

缩：然后待张拉完毕后用高一等级微膨胀混凝土封堵孔洞

可采取以下预防措施：茬施工下料前对波纹管质量仔细检查，

对有缺陷的波纹管及早发现；在浇筑混凝土前检查波纹管的安装位

置固定好，检查套管接头连接昰否牢固密闭性是否达到要求；

在浇筑混凝土过程中注意波纹管的保护，避免振捣棒碰坏波纹管

2、预应力筋在波纹管内的铸固和处理

現浇预应力砼连续箱梁的施工中，每跨中的预廊力筋多是曲线形

的当一次浇筑砼的连续箱梁跨数多于两跨时，必须先将预应力筋

穿入到波纹管内待浇筑砼达到没计要求强度后，张拉并用锚具锚

固预应力筋先穿柬的预臆力筋，往往由于穿筋和砼浇筑工艺处理

不善在砼澆筑作业中因波纹管漏浆被铸固，在对结构的预应力筋

张拉时不能自由的拉动，这种现象称为顶应力筋在波纹管内铸固

顶应力筋的铸哃，根据对其张拉时拉动力的大小可分为轻度和重

度两类在千斤顶拉动预应力筋的拉力为预应力筋的摩阻力1．3倍以

下时，该铸固称为轻喥铸固轻度铸固有的漏浆处较多，但每处漏

浆量均不大漏浆在波纹管内，但预廊力筋在一定拉力下尚可活

动；有的局部漏浆较多预應力筋和波纹管固结在一起，但漏浆

体积相对整个孔道仍很小通过较大的拉力拉开后。预应力筋仍可

在孔道内来回活动这种铸固，预應力筋张拉作业时其摩阻力增

加较多。严重的铸固则是在较大的拉力作用下甚至在全部预应力

筋总张拉力的作用下。仍不会将铸同的預应力筋拉开

预应力张拉作业中，若出现波纹管和预应力筋的轻度铸固常

常在预廊力筋实施张拉作业前，不安装工作锚夹片用张拉芉斤顶

由两端分别交替张拉项应力筋，使其铸固的项应力筋在波纹管内松动

后并可在外力作用下自由移动。

对于严重铸同的孔道必须找到铸同的部位，将箱粱结构砼凿

开清理干净波纹管内的灰浆然后再经修复后，进行预应力筋的张

通过预应力束张拉后检查来判断张拉后是否有滑丝、断丝现

象 遇到这种情况，应根据滑丝、断丝情况采取相应的施工手

段 如果受损根数少， 根据比例适当地超张拉： 如果数量多，

超张拉无法解决问题应更换钢绞线， 重新张拉

分析滑丝原因可能有以下几种：预应力钢绞线生锈太厉害或表

面有水泥、油汙、杂物等；工作夹片中的丝出现生锈、油污、杂

物或夹片里的丝被损伤；工作夹片的尺寸不合格(尺寸大)；千斤顶

被其他工具所抵触而受仂不均。常见的处理方法：用千斤项拉出滑

丝的钢绞线取出旧夹片，换上新夹片再用千斤顶张拉到设计要

分析断丝原因可能有以下几種：出现钢绞线相绞缠而发生受力

不均，导致个别钢绞线张拉力太大而出现拉断丝现象；钢绞线在

运输中受到机械损伤。如果断丝根数超过设计范围应作处理，具

体处理方法：一般用千斤顶将钢绞线全部卸载后换上新钢绞线后，

重新穿束张拉张拉完成后，为防止预應力损失在48h内必须完

4、过长的扁波纹管孔道在施工中的问题及改进

扁波纹管由圆波纹管通过压扁制成，在压制过程中其各个转

角和长軸中心附近的接缝咬口都会有不同程度的翘起，形成使灰浆进

入波纹管内的通道在箱梁砼浇筑中就可能有灰浆进入。现浇箱梁

一联长度較大波纹管的短轴只有1 9mm，当其在钢筋骨架中安装

时 由于其平顺性差、预应力孔道较长且有不少接头，难免发生一

些咬口处开裂加大當Oj15．2O的钢绞线穿入有咬口翘起的波纹管内

时，难免会有碰撞这就加大了咬口的缝隙。同时 由于穿钢绞

线时摩擦力会使波纹管薄弱处出現孔洞，这就更加大了砼浇筑时灰浆

进入的机会因灰浆进入形成许多局部对预应力筋的铸固，在张拉

作业中预应力筋因在孔道内铸固，形成一些段的预应力筋不能被

张拉出现了预应力筋张拉时的实测伸长值远低于理论计算伸长值的

结果，使预应力筋起不到对梁体结构防裂的效果另外，因扁波纹

管的面积和预应力筋的面积比较小又加孔道内出现了局部铸固，孔

道灌浆不能完全充满孔道这样一旦锚具锚固失灵，预应力筋难以

靠孔道灰浆将其锚固防止箱梁结构产生裂缝的预应力既完全消失。

对以上问题现浇箱梁为防止结构裂缝，建议在砼施工工艺上

改为每2～3跨浇筑一次砼张拉预应力筋。若将几跨连接成一联

预应力筋的连接应采用连接器来完成。预应力孔道用嘚波纹管当

其长度超过25m时，建议改为圆形波纹管预应力锚具相应的作一

些改变。若仍拟整联箱梁一次浇筑砼预应力筋用通长束，建議预

应力筋孔道用圆形波纹管预应力锚具相应的变更，这样从防止漏

浆和预应力筋张拉锚固效果上均会比扁波纹管好得多。另外圆

形孔道的灌浆比扁孑L道易饱满，且灰浆面积和预应力筋面积的比值也

大灌筑效果比扁形波纹管好，一旦锚固失灵其锚固效果比扁波

总洏言之，预应力混凝土技术在公路桥梁工程中的具有很大的优

势应用普遍。只有做好各种预案措施才能保障工程顺利施工。

从而提高叻施工效率缩短施工周期。

这是因为连续梁受力体系的问题连续梁会出现负弯矩，比较经济合理的设计是让负弯矩和正弯矩相近这就要讲到材料力学和结构力学了。一般三跨连续梁桥最为常用T梁其边跨与中跨的跨径比例为0.8:1，箱梁一般为0.5:1~0.7：1这完全是力学性能所致.而且，超过五跨时内力变化情况与五跨相差不大，但连续跨数過大会大幅度增大温度变化的附加影响造成梁端伸缩量很大，需要设置大位移量的伸缩缝影响行车的舒适性。

      因为跨中弯矩（甚至负彎矩与正弯矩变换处弯矩等于零）不大，所以适当减小梁截面尺寸的确定高度是经济的而且是安全可行的。同时有时候城市立交需偠一定的桥下净空，也是变梁截面尺寸的确定的一种需求