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摘要：桥梁预应力施工质量的控制关系到桥梁的运营安全和使用寿命，是桥梁工程施工过程的重点控制工序，保证各环节施工的精确度和克服质量通病是控制桥梁预应力施工好坏的关键因素。
关键词：桥梁预应力施工；预应力；施工质量要点；影响因素
一、前言?
桥梁建筑是国家建设基础性项目，利用新科技新工艺，提升桥梁建筑质量，是我国近年来桥梁建筑项目上的发展新方向。桥梁建筑中发挥预应力作用，在混凝土结构的桥梁建筑项目中应用广泛。这种预应力技术的主要工艺是充分发挥建筑材料的高强度性能，通过增大桥梁的跨度，减轻桥梁的自重，增强桥梁的刚度等方式，来提升桥梁的适用性及舒适性。在桥梁施工中，桥梁的施工控制至关重要，是确保桥梁安全可靠、并能够长期使用的关键，尤其是预应力的工艺技术的应用，成为桥梁的设施与施工中的重要一环，必须加以严格控制。
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元江至磨黑高速公路是我国通往东南亚地区的国道213线中工程十分艰巨复杂的重要路段，属亚洲银行贷款建设项目，由云南省公路规划勘察设计院设计，云南省元磨高速公路建设指挥部代表云南省交通厅负责建设管理。元磨高速公路17合同段长11.80公里，位于墨江县和普洱县相邻区域内，设计为沿把边江及磨黑河北岸布线，自起点K348+600沿把边江北岸逆流而上，在K352+205处设特大桥上行线35—28.5米，下行线3联2—27+20—28.5米工形组合梁桥。桥梁设计荷载为汽车—超20级，挂车—120级，按Ⅶ度地震烈度进行抗震设计。其结构为混凝土灌注钻孔冲击桩基，双柱混凝土墩，重力式L型和重力式U型7.5#浆砌块片石桥台，桩基混凝土轻型桥台，后张法预应力C50混凝土组合梁。项目于2000年5月18日正式开工，我项目部组建了四个路基施工队，三个桥梁施工队，二个大型预制场进行本项目的施工。本文结合K352+205把边江特大桥预制厂的建设及I型梁的生产对桥梁预应力施工技术进行简要阐述，以供参考借鉴。
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二、预应力混凝土施工工序?
桥梁预应力混凝土重要工序如下图所示：
三、施工质量控制内容及影响因素?
预混桥（以下简称：预混桥）的质量控制十分关键，在施工中影响因素也较大，为了更好的研究质量控制要点，从桥梁的结构变形问题控制及结构的稳定性能等方面加以分析，找出质量问题的影响因素。对桥梁的内线形控制，是保障桥梁线形设计达标的关键；对桥梁的内力控制，是在桥梁主体的主梁施工中，通过发挥应力作用，确保桥梁安全与稳定的要点。在确保桥梁质量与稳定性能上，除加强对桥梁的稳定性能的精确计算外，还需要加强对施工阶段的各项目环节的稳定性能及质量控制，才能确保桥梁整体的安全稳定。
（一）预应力材料的质量控制?
桥梁的质量问题不容小视，材料的质量是桥梁质量的重要前提保障，所以对桥梁预应力材料的质量把控要更加严格，对应用的材料，要有正规来源，要有合格证，材料选择信誉好的大厂产品，对质量检测报告等要严格审查，对材料的材质、刚度、强度等指标要求要达标，对预应力材料质量检验及复核要按规范要求，细致核验，避免出现质量问题。例如钢筋材料中波纹管等材料要加强保存保护，做好对混凝土原材料的防潮控制，减少材料的电焊施工，钢构件半成品及成品等加强运输及使用控制，避免留定质量问题。混凝土振捣时，避开骨架结构及构件接头等处。波纹管套管接头要严密，对口要居中，端口封闭要按施工要求进行，达到严密、稳固。?
（二）预应力张拉前的准备工作?
桥梁的预应力的实现，需要借助力筋，所以在预应力施工前，对力筋构件等加强检验，包括对外观、尺寸、张拉力等进行测量，确保构件混凝土各项指标符合应力要求。如对应力强度设计无要求时，强度等级值必须要高于等级值的75%以上。混凝土砂浆在构件拼装应用上较广，接装构件竖缝应用砂浆强度要高于15Mpa。桥梁各部位的预留孔道的检查要细致，要进行压气和水压的检查。桥梁预应力的施工质量要求较高，尤其是锚具以及垫板等接触位置的毛刺、残渣、边角要及时进行处理，确保清洁、完整。桥梁预应力中钢筋穿束之前，其施工要点包括，对螺丝端杆的丝扣部分，就当紧扎，紧扎材料可应用细钢筋或铁丝等。丝扣位置用水泥袋纸等材料紧裹多层。钢筋穿束前，及钢丝和绞线成束前，一端需要找齐，找齐端以最短钢筋头为准作为应力受力位置，并将钢束等分类编号。如钢束较长，可使用穿束器来完成穿束，上好锚具及夹片，张拉应力要达到设计要求。
（三）施工控制影响因素?
桥梁预应力施工设计，主要是为了实现线性与受力的完美组合，而在实际施工上，常出现施工结果与设计之间相偏离的现象，为了更好的对施工进行控制，对影响因素进行分析，全面了解施工结果与设计偏离的影响因素，利于施工质量的控制。
1、结构参数。桥梁预应力的施工设计与参数计算，需要结构施工建模分析，需要不同的资料作支撑，数据的准确性，结构参数的测量与计算，对建模分析结果有着决定性的影响。所以在进行结构参数的获取时，尤其是对结构构面的尺寸、材料热胀系数，以及各种材料的荷载力及索力等的计算，及桥梁施工材料的弹性参数等等的计算，要精准且尽可能将误差降到最小。?
2、施工工艺。作为材料的施工技术，施工工艺是为桥梁的建设而服务的，是项目施工目标实现的主要行为，对质量有着决定性的影响。施工工艺在实施过程中，即要符合施工设计要求，还要受到约束与控制，使施工工艺能够更好的为实现施工目标服务。?
3、施工监测。对于桥梁的施工，对数据的要求十分严格，检测是获得各类数据的最基本手段，对施工中的各项目进行检测，通过不同的测量仪器，通过不同的数据采集方法，来获取不同的数据，是确保施工保质高效进行的关键。检测内容涉及的范围较多，如钢结构构件变形监测、应用检测等等，检测过程中受各种因素影响，如气温、材料材质、测量方法等，使检测结果多少会存在一定的误差。?
（四） 施工注意事项
1、在预应力施工上，在对钢绞线焊接时，高温灼烧钢绞线，易产生回火，所以要注意对钢绞线的保护措施，避免发生张拉断裂现象。
2、施工中钢绞线的位置是一重点，位置必须要与设计坐标相吻合，避免出现差池，如一旦在安装时出现与设计不符的现象，极易使张拉力受限无法满足桥梁承重要求。
3、预应力作用的发挥，需要借助钢筋混凝土材料浇筑的预应力管道来实现，为了避免管道受到破坏，尤其是管道出现裂痕、漏浆，或者是产生位移变形等现象，即影响张拉功能，又容易使预应力受力点遭到破坏，所以在张拉过程中必须要加强对预应力管道的保护工作，要对管道做好加固，并制定合理的浇筑施工方案，确保预应力管道的完整无损。
4、预应力管道破裂问题十分严重，尤其是在管道浇筑过程中，混凝土进入管道堵塞通道，对钢绞线的穿伸影响巨大，所以在管道施工过程中，应先穿好钢绞线，即可以增强管道的抗压能力，又能避免堵塞现象。为增加管道抗压强度，在浇筑过程中，可在钢绞线张拉后两端增加牵引力，在对管道浇筑时，进行来回拉伸，拉伸的时间设置与力度可视浇筑时间长短而定，来回拉伸时间在四、八、十二小时的时间段拉伸数次，能够较好的破坏进入管道内的混凝土，避免堵塞，这种方式较适用于双端张拉的钢绞线，对于单端张拉预应力的钢绞线，则不易采用此法，而在管道的保护上，则应当更加细致与小心。
5、桥梁预应力的施工，大多依靠钢绞线拉伸产生的力，所以钢绞线的长短裁切，要符合施工设计要求，同时还就当考虑到钢绞线材质及室外环境、温度等问题，经过精密设计后按要求长短下料，避免预计与估算盲目下料。
6、钢绞线施工完成后，表层的防腐部处理十分关键，尤其是对暴露于在外的钢绞面裁切面，做好保护。
7、钢绞线的张拉施工过程中，还需要与之配套的相关的设备选，例如工具锚以及锚孔洞的设计要精确，否则锚板容易成为切割钢绞线的受力端，影响钢绞线受力，同时也容易割断钢绞线钢丝。
四、施工质量控制要点?
桥梁预应力使用钢绞线张拉施工上，质量控制要点主要有：一是要严格按施工设计与要求进行施工，并在张拉前检查管道混凝土抗压强度；二是在张拉时，出现滑丝现象时，要及时检查千斤顶，如因工具式夹片磨损导致滑丝，要及时将压力机回油，并及时更换工具式夹片；如因锚具锥孔与夹片间夹杂质导致，要及时进行清理，尤其是锚垫板喇叭口内的混凝土，要及时清除；在出现滑丝现象时，还就当检查锚具、钢绞线，并重新标定千斤顶油表；三是在预应力张伸过程中，波纹管破损，混凝土漏出，使钢绞线裹入混凝土中，从而增大摩擦力，可通过多次张拉的方式，来克服摩擦力过大问题，同时要及时清理各处杂物；四是孔道摩擦阻力变大时，影响纲绞丝的长量，对此初次张拉时应先把钢绞线拉至5.0MPa，然后归零，在进行逐级张拉，从而使纲绞线的张拉长度符合施工要求；五是在钢绞线张拉时，重点还要监测梁拱度及侧变形程度，这是确保桥梁预应力正常发挥作用的硬件设施，避免力度过大过偏导致梁体等位置的裂缝变形。
五、钢筋张拉质量通病及原因
桥梁预应力的施工，主要在桥梁上部结构中，此处的质量通病及产生的原因也较多。
问题1：
钢绞线出现滑丝和断丝现象时，会导致预应力钢筋受力程度不匀，无法更好的达到最佳拉伸度。
（一）原因
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（二）预防及处理措施
一是检查好原材料质量，做好防护，锚具类型选择准确；二是出现滑丝和断裂情况及时停止施工，并查找原因，并更换钢绞线或夹片后，在张拉；三是顶锚之后出现滑丝与断丝，则及时安装好千斤顶，并预备在张拉状态，张拉钢丝时受力伸长后，夹片突出要及时卡住夹片，并令千斤顶回油，反复数次后，夹片退出为止。如果出现钢丝断裂及时更换，重新张拉施工。
问题2：
桥梁预应力施工，孔道压浆密实问题，对预应力构件的承力影响巨大，尤其是孔道压浆不密实，腐蚀预应力筋，导致断丝，承力不强等质量问题。部问题的主要表现如下：
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（一）主要原因：
从设计方面分析，出现压浆不密实的原因主要有，一是钢筋穿入设计孔道后，由于孔道间隙过小混凝土浆无法进入；二是由于孔道过长，易产生曲折，且曲折点过多难以压入混凝土浆液；三是孔道内的摩擦系数过大，或管道材料质量不过关等。
从施工工艺方面分析，后张预应力压浆不密实的原因，主要有这样几种，一是孔道成孔质量问题，导致孔道精细、弯度、偏差等现象偏离施工设计要求，预应力筋穿入困难，水泥压浆无法达到要求；二是材料质量问题，如应用抽拔棒成孔施工中，由于施工材料不达标，导致孔道强度不达标，表面粗糙、孔洞，内部出现空隙、硬度不够等问题；三是孔道内部封锚不严密，出现串孔及内漏现象，无法持荷；四是排气孔位置较偏，尤其是竖曲线超长孔道等位置，其中波峰处设置排气孔不合理，导致气滞留穴，隔断浆液进入形成空洞；五是在对钢束进行捆扎过程，力度不够导致钢束过于松散，在孔道内造成淤堵，通道不畅，形成钢网栓塞，从而阻滞浆液进入；六是由于浆液制作质量不规范，过稠或过稀都不利于施工，硬块杂物等容易堵塞孔道；七是过于稀薄的浆液，泌水率过大强度硬度降低，容易形成孔洞；八是浆液的外加剂过多，导致的过于膨胀或过于粘稠，造成浆液膨胀系数不好压浆不密实；九是机械设备性能不达标，尤其是压浆机压强不够，无法持荷，则孔道内浆液无法到达目的地，或无法进行长距离浆液输送，使孔道密实度难以达到要求。
（二）预防措施
依据压浆不密实的不同原因，还就当正确处理，对症下药，一是对浆液配比进行优选配合，提升浆液质量，使水泥浆质量能够符合施工要求，才能更好的提升孔道压浆质量；二是外加剂甚用，尤其是缩水剂及膨胀剂，对水泥浆液质量影响较大的，可缩减用量避免外加剂与水泥反应过多产生气体；三是提升机械设备的持荷能力，压浆压力在0.4—0.6MPa，且稳压持荷时间要大于5min；四是可通过后期补浆的方法来确保浆液密实。可应用高压黄油枪等手动压实；也可采用真空压浆的方法进行浆液充实。
问题3：
桥梁预应力的施工，借助钢丝穿束，并形成拉伸力，起到对桥梁的巨大拉伸作用，而在穿束过程中，极易受阻无法穿束，或者是管道穿束遭到破坏，或者是钢筋受混凝土漏出裹起，导致各种摩擦力过大、受力不均等现象，严重的管道堵塞现象更易导致穿束困难，压浆无法完成等各种问题。
产生的主要原因：主要是由于波纹管爆裂，或波纹管作为应力孔道出现漏浆裂缝，导致混凝土浆液灌入管道，或张拉穿束难以完成。
（二）预防及处理措施
针对上述现象，主要先以预防为主，如波纹管质量要符合国家标准要求，根据施工规范要求选择波纹管，管道直径、形状要精密施工，避免粗枝大叶，钢丝束的穿束时间要掌握好；二是加强对材料的进场质量检验，确保各材料无孔洞，无残次，无瑕疵，尤其是波纹管，要对外观进行全面检查，咬口宽度符合标准，无脱落、开裂等问题；三是波纹管的连接管，型号要大于波纹管一个型号，连接交错长度不小于40cm。波纹管连接处设置2个定位钢筋，来避免穿束困难，同时管道流浆过程中，需要封闭的两端要及时缠裹；四是混凝土压浆过程中，在持荷状态下避免管道与机器的震动；五是穿束预应力筋穿束前，要细致检查波纹管，出现破损及时修复，压浆时间隔一段时间应拉伸预应力钢筋，至压浆完成后混凝土出现初凝状态时为止。
问题4：
预应力筋张拉长度与设计值出现较大偏差现象。
（一）产生的原因主
预应力筋在进行张拉时未能及时采用应变双空法等措施进行控制，也没有对钢筋的伸长值进行试验与校对，从而引起张拉长度不符要求等问题。
（二）预防措施
主要的方法还应当加强对材料质量的核验与检测，在进行张拉前要计算钢筋理论长度，并进行张拉试验，如理论张拉值与实际张位值不符，要及时查明原因，并复进行大量原材料的张拉试验，或在一定时间内进行重新较正，避免出现预应力张拉与设计不符问题。
五、结束语?
桥梁预应力筋施工中，张拉工艺是重点，也是我国目前桥梁施工中的主要技术工艺，在进行预应力张拉施工上，构件施工也是确保预应力张拉施工的重要环节，所以加强预应力筋的穿束、预应力张拉长量的控制，均能够更好的推进桥梁的建设质量，从而也能够更好的延长桥梁的使用寿命，所以作好张拉施工，规范施工，是确保桥梁质量的关键。?
参考文献：
1、刘效尧、朱新实，预应力技术及材料设备，北京：人民交通出版社，1997.?
2、杨宗放，现代预应力混凝土施工[M].中国建筑工业出版社，2002.?
3、向木生等，大跨度预应力混凝土桥梁施工控制技术，中国公路学报[J].2002.
4、马华堂编著《公路工程质量问题分析与防治技术》郑州：黄河水利出版社；
5、颜海主编《公路工程质量事故分析》 北京：机械工业出版社；
6、萧绍统编著《工程质量事故分析与预防》 北京：中国计划出版社；
7、徐犇编著《桥梁检测与维修加固》 北京：人民交通出版社。