浅谈桥梁预应力施工工艺及质量控制要点摘要:预应力在桥梁工程施工中所扮演的角色越来越重要，在实际工程中得到广泛应用。本文简要探讨了预应力在桥梁
施工中的技术应用及施工工艺，并简述了预应力施工质量的控制要点和常见的质量问题如何预防提出一些看法。关键词:桥梁、预应力张拉、施工0
引言预应力技术近年来发展迅速，特别是在桥梁工程中得到普遍应用。预应力结构其基本工作原理是在构件承受外荷载前预先在构件的受拉区对混凝
土施加预压应力抵消构件在使用阶段时外荷载作用下产生的拉应力，这就增强结构的抗裂性能，减少结构的变形。从而提高了构件的抗裂度和刚度，
以最大限度发挥其潜在性能的优势，使得建设的桥梁更加坚固耐用。并且桥梁预应力工程施工可以够减轻桥梁自身材料的重量，从而增加了桥梁的可
跨度加大的能力，使得桥梁更加简洁、美观。因此了解掌握预应力工程施工技术是从事桥梁工作者所必要的。现就结合本人目前参建的城市高架桥梁
项目预应力结构施工中的工艺及质量控制等问题进行探讨。1、桥梁结构布置型式1.1项目基本资料：本项目主线高架桥从机场互通往南延伸至建
设二路路口，起点桩号K0-028.500,终点桩号K1+732.000。桥梁平面中心线与道路中心线基本重合，桥梁横断面布置与道路路
幅划分统一，主线标准段桥宽25m，主线分离段标准宽12.75m。桥梁结构形式采用现浇砼连续整体箱梁、变截面连续箱梁和钢箱梁三种。全
桥均采用现浇混凝土后张法施工。其中最大一联跨径为变截面45+70+45=160米。1.2桥梁上部结构设计：主线标准段25m宽预应力
混凝土连续箱梁，断面为单箱四室，梁高2.0m，挑臂长度为2.0m(包括防撞栏杆挂檐10cm)，挑臂端部高20cm，根部高45cm；
边腹板为斜腹板，腹板厚度均为支点处60cm，跨中40cm；顶板厚度为25cm，底板厚度支点处为40cm，跨中处为22cm。端横梁宽
180cm，中横梁宽280cm。梁底支座一定范围内采用垫块调平。1.3预应力钢绞线：横梁、底板、顶板均施加预应力。预应力采用直径1
5.2高强度低松弛钢绞线，标准强度fptk=1860kPa，张拉控制应力采用0.72fpk=1336.2MPA，弹性模量EP=1
.910mpa。预应力张拉要求引伸量与张拉力双控，以张拉力控制为准，实测引伸量与设计引伸量误差控制在6%以内。2、引用标准《混
凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2015）《城市桥梁工程施工与质量验收规范》(CJJ2-2008)《预应力筋用
锚具、夹具和连接器》（GB/T14370-2015）《预应力混凝土用钢绞线》GB/T5224－2014《预应力混凝土桥梁用塑料
波纹管》（JT/T529-2016）设计施工图纸和相关规范标准等3、技术要求主要包括：3.1材料要求；3.2制作与安装要求；3.
3预应力钢绞线张拉要求；特别是“3.3预应力钢绞线张拉要求”是控制的重点和难点，作业时应严格遵照执行。4、预应力施工方法及控制要
点4.1钢绞线下料、穿束：4.1.1钢绞线下料主要包括：切割下料、挤压锚头、穿束等。第一步：采用钢管扣件搭设钢绞线下料支撑架、吊
车等起重设备起吊，人工配合将每一盘钢绞线放置于下料架内，并固定牢靠。第二步：技术人员按照设计图纸要求计算下料长度，并与下料作业人
员一起量测、标识出醒目的下料长度控制线。第三步：拆除钢绞线盘的外包装，作业人员通知质检人员检查每盘钢绞线的外观质量。第四步：作
业人员再次确认下料长度标识线准确无误后，用砂轮切割机切断钢绞线。第五步：如果是张端张拉，需将P型锚具挤压套安装在钢绞线端部，组装
好后将端头穿入挤压模内，开启油泵挤压锚头。4.1.2钢绞线下料控制要点与注意事项：a.每盘钢绞线拆除外包装后，应仔细检查其表面质量
、直径偏差。钢绞线表面不得带有润滑剂、油污等降低钢绞线与混凝土粘结力的物质。b.钢绞线P型锚挤压头挤压成型后应检查挤压头钢绞
线外露长度。钢绞线外露长度应满足设计要求，设计无明确要求时，钢绞线外露长度应控制在2mm～5mm。c.钢绞线下料时应采用砂轮切割
机切断，严禁采用电弧或气割切割。d.预应力钢束管道定位钢筋必须保证焊接牢固，定位钢筋直线段间距为不大于0.6m，并根据具体情况在
曲线处加密，其间距不大于0.3m。4.2波纹管安装控制要点与注意事项:a.定位钢筋安装完成后要及时复核定位钢筋网片的空间位置。b.
波纹管安装后，要及时调整波纹管的水平位置，波纹管水平向定位允许偏差±5mm(左右侧方向)。c.预应力孔道与普通钢筋位置发生冲突时，
应经设计同意后，适当移动普通钢筋，保证孔道位置正确。d.波纹管安装完成后，在波纹管上方或左右侧不得不进行焊接作业时，防止焊渣火花灼
伤波纹管。e.波纹管安装完成后，应加强对波纹管进行保护，严禁踏压波纹管，防止其变形。4.3钢绞线穿束主要包括：锚具安装、钢绞线穿束
、排气管安装、灌浆管安装、出浆管安装等。4.3.1锚具安装分为张拉端锚具安装和锚固端锚具安装。a.张拉端锚具安装第一步：螺旋筋旋入
波纹管。第二步：锚具测量定位后，用钢筋牢固的固定在定位筋上。第三步：波纹管平顺的旋入锚具，以波纹管伸出锚垫板50cm为宜。第四步：
螺旋筋固定在设计图纸要求所在的位置。第五步：用泡沫胶等填充材料将波纹管与锚垫板喇叭口之间缝隙充填密实，在外面再用塑料胶带缠裹严实。
b.锚固端锚具安装第一步：螺旋筋旋入波纹管。第二步：固定端锚板测量定位后，用定位钢筋固定牢靠。第三步：约束环与波纹管牢固连接4.3
.2钢绞线穿束第一步：将待穿束钢绞线按孔道进行分类，并转移至穿束平台。第二步：在钢绞线端头安装导向帽。第三步：用人工将钢绞线穿入波
纹管(单端张拉预应力束由锚固端向张拉端穿入）。第四步：钢绞线穿束到位后，调整每束钢绞线两端外露长度，以满足张拉需要（单端张拉预应力
束穿束到位后，用木锤敲击挤压锚头处钢绞线，使挤压锚头与固定锚板贴合紧密）。第五步：重复以上步骤直至整束钢绞线穿束完成。4.3.3
排气管安装（兼做出浆管）第一步：将出浆管伸入波纹管孔道内，伸入长度不宜小于1m。第二步：用泡沫胶等填充材料将约束环处波纹管与钢绞线
之间缝隙充填密实。第三步：将出浆管沿结构钢筋敷设出混凝土面（细铁丝将出浆管与结构钢筋绑扎牢固）出浆管露出混凝土面高度不宜少于50c
m。第四步：用塑料胶带将出浆管管口密封严实。第五步：逐束通水或通气检查波纹管密封性。4.3.4钢绞线穿束控制要点与注意事项:a.钢
绞线穿束后，两端露出锚垫板的长度应基本一致。b.穿束后至预应力张拉完成前，应对钢绞线和孔道口进行保护，严禁杂物和水进入孔道内，造成
钢绞线锈蚀或污染，对预应力张拉和灌浆产生影响。c.穿入钢绞线后及时将管口处波纹管与钢绞线之间的缝隙用泡沫胶等填充材料充填密实，并在
外边再用塑料胶带缠裹严密，防止混凝土浆液沿缝隙渗入波纹管孔道内造成堵孔。d.伸出锚垫板的钢绞线应采用防水材料包裹防护，防止钢绞线污
染从而影响张拉作业。e.钢绞线穿束时，应根据穿束情况调整钢绞线位置，防止钢绞线出现铰扭现象。f.在混凝土浇筑前及浇筑过程中，加强对
灌浆管、排气管、出浆管的保护。4.4预应力张拉4.4.1预应力张拉主要包括：施工准备、张拉设备安装、张拉、锚具密封等。4.4.1施
工准备第一步：复核预应力束张拉施工参数（张拉控制应力、油压表读数、理论伸长值）。第二步：检查张拉机具是否完好，对张拉机具进行配套检
验。第三步：检查锚垫板安装质量，对不合格锚垫板须凿除后重新安装。第四步：检查锚垫板周边混凝土质量，如有质量缺陷须提前按要求进行处理
。第五步：检查张拉端钢绞线外露长度。第六步：根据孔位布置，将工作锚平顺地套入钢绞线。第七步:安装工作锚夹片，用钢管将工作锚夹片整
体推入工作锚内，钢管内径略大于钢绞线直径（Φ15.2的钢绞线可用Φ20的钢管）第八步：对钢绞线逐根预紧。4.4.2张拉设备安装第一
步:清理工作锚及周边的杂物。第二步：据孔位布置，将限位板平顺地套入钢绞线并与工作锚贴合紧密。第三步：安装千斤顶并调整千斤顶位置，
使千斤顶、工作锚和孔道同心（如千斤顶重量大于60Kg时，应搭设千斤顶支撑架，手动葫芦配合进行千斤顶的装卸）。第四步:安装工具锚及
夹片，用钢管将工具锚夹片整体推入工具锚锥孔内，钢管内径略大于钢绞线直径（Φ15.2的钢绞线可用Φ20的钢管）。4.4.3张拉第
一步:检查作业人员到位情况、千斤顶就位情况以及安全防护措施落实情况。第二步：班组负责人用对讲机向油泵操作人员发出张拉信号（须确
保需同步对称张拉的所有油泵操作人员同时收到张拉信号）。第三步：开启油泵，缓慢向千斤顶供油，使千斤顶受力并与锚垫板垂直，再次检查锚具
、千斤顶、孔道三者轴线是否同心，确保锚具、千斤顶、孔道三者做到“三同心”。第四步:当张拉力达到第一级控制应力时，按照规范要求进行持
荷。第五步:油泵操作人员向伸长值测量人员发出测量信号，测量人员用钢直尺量测伸长值并向记录人员报告。第六步：记录人员完成所有数据记录
后，通知油泵操作人员进行下一步操作。第七步:重复以上步骤，按设计要求分级进行张拉。第八步：当张拉力达到设计张拉控制应力时，按要求
持荷。4.4.4锚具密封第一步：技术人员复核钢绞线张拉数据，报批后通知作业人员进行钢绞线切除。第二步:钢绞线采用手提式砂轮切割机
切除，外露长度不小于30mm。第三步：在锚垫板、工作锚及外露钢绞线上均匀涂刷防水材料，并用高强度砂浆密封锚具。4.4.5张拉控制要
点与注意事项：a.预应力张拉时，结构混凝土性能应符合设计及规范要求。b.非作业人员不得进入张拉作业区，千斤顶出力方向严禁站人。c.
张拉加载及卸载应缓慢平稳，加载速率每分钟不宜超过0.1σcon，卸载速率每分钟不宜超过0.2σcon。d.严禁带压拆卸千斤顶。e.
千斤顶安装时，要保证千斤顶、工作锚和孔道轴线“三同心”。f.张拉机具就位后，应先进行空载试运转，检查其运行状态和可靠性。g.张拉前
应清理张拉施工区内与张拉作业无关的材料、设备及其他障碍物。h.对存在高空作业的部位，在张拉前应检查施工平台的安全防护措施是否到位，
并挂设警示牌。i.安装工作夹片和工具夹片前，必须清理锥孔和夹片内的沙粒与杂物。j.预应力锁定后，工作夹片错牙不应大于2mm，否则应
退锚重新进行张拉。k.油泵与千斤顶的操作者必须紧密配合，只有在千斤顶就位妥当后方可开动油泵。油泵操作人员必须精神集中，平稳给油回油
，并密切注视油压表读数，张拉到位或回缸到底时需及时将控制手柄置于中位，以免回油压力瞬间迅速加大。l、预应力钢束严格按设计图纸的要
求顺序进行张拉，采用张拉力和伸长量双控。张拉控制采用应力控制，以预应力钢束伸长量作为校核，实际伸长量与理论伸长量的差值应控制在±6
%以内，否则应暂停张拉，待查明原因并采取措施予以调整后，方可继续张拉；m、预应力钢束的张拉应有完整的原始记录，禁止漏拉。4.5孔道
灌浆控制要点与注意事项：4.5.1孔道灌浆主要程序包括：施工准备→制浆→灌浆。a.预应力终张拉完成并经验收合格后，应在48h内进行
孔道灌浆。b.灌浆用水泥应采用级别不低于P.O42.5的普通硅酸盐水泥，水灰比及灌浆压力应满足设计要求；当设计无要求时，应满足《公
路桥涵施工技术规范》(JTG/TF50-2011)的要求。c.浆液采用制浆机现场拌制，随拌随用，每盘水泥浆用完后才能开始下一盘水泥
浆拌制，严禁边灌浆边制浆。d.水泥浆中氯离子含量不应超过胶凝材料总量的0.06％。灌浆用水不得含有有害的氟化物、氯化物、硝酸盐、硫
酸盐等对钢绞线产生腐蚀的物质。f.灌浆结束后，应及时对管道的灌浆质量进行检查，对进浆口和出浆口的饱满程度进行检查，如发现管道浆液不
饱满，应补充灌浆。4.6封锚控制要点与注意事项：a.封锚混凝土的强度和性能应满足设计和规范要求。b.封锚区混凝土凿毛宜在灌浆完成后
进行。c.封锚混凝土浇筑时应加强振捣，确保混凝土浇筑密实。d.预应力张拉完成后，严禁对锚板附近的混凝土进行扰动。e.封锚混凝土浇筑
后必须及时养护。5、预应力施工中常见问题及处理5.1锚垫板面与孔道轴线不垂直或锚垫板中心偏离孔道轴线现象：张拉过程中工作锚突然抖动
或移位，油压表张拉力下降，可能出现工作锚与锚垫板不紧贴的现象。原因分析：锚垫板安装完成后未复核空间位置，造成锚垫板面与孔道轴线不垂
直或锚垫板中心与孔道轴线不同心。张拉作业时工作锚突然发生滑移或抖动，张拉力下降。预防措施：锚垫板安装完成后应仔细复核空间位置。张拉
前应专项检查锚垫板预埋位置，如有缺陷应处理完成后再进行张拉施工。处理方法：张拉端锚具退锚，将锚垫板调整至设计位置后，重新进行张拉施
工。5.2锚垫板下面混凝土浇捣不密实现象：预应力张拉后，锚垫板破损。原因分析：锚垫板质量不合格；锚垫板下部的螺旋筋或承压钢筋安装不
到位；锚垫板下部混凝土浇筑时，振捣不密实。预防措施：加强对进场的锚垫板进行质量检查；锚垫板下应布置足够的承压钢筋，以使钢筋混凝土足
以承受因张拉预应力束而产生的压应力和拉应力；混凝土浇筑时，加强锚垫板下混凝土浇筑振捣质量，防止混凝土漏振而导致混凝土不密实；预应力
张拉前，先对锚垫板下混凝土浇筑质量进行检查，若发现混凝土有质量缺陷时，提前进行处理。处理方法：对锚垫板破碎的现象，首先退锚，更换新
的锚垫板，然后重新进行张拉；对锚垫板下混凝土变形破碎的现象，可按如下程序进行处理：退锚→凿除破碎的混凝土→清理至坚实混凝土面→重新
安装锚垫板→浇筑高强度混凝土→待强→重新进行张拉。5.3滑丝与断丝现象：滑丝：锚夹具在预应力张拉后，夹片“咬不住”钢绞线或钢丝，产
生滑丝现象；断丝：张拉钢绞线或钢丝时，夹片在钢绞线或钢丝上的咬痕较深，大多在夹片咬合处断丝。原因分析：锚夹片硬度指标不合格，硬度过
低，夹不住钢绞线或钢丝导致钢绞线滑动；预应力张拉时，加载速度过快，夹片与钢绞线咬合处瞬间应力过大，引起咬合处钢绞线变形引起滑丝。3
.断丝是由于夹片硬度过高而夹伤钢绞线或钢丝，在张拉时导致钢绞线断丝；锚夹片齿形和夹角不合理可引起滑丝或断丝；预应力张拉时，千斤顶、
工作锚与孔道三者不在同一轴线上，钢绞线受剪力后也会发生断丝现象；钢绞线或钢丝的质量不稳定，硬度指标起伏较大，或外径公差超限，与夹片
规格不相匹配也会导致滑丝或断丝。预防措施：按要求对夹片进行抽检，现场施工时作业人员应逐片对夹片外观质量进行检查。预应力张拉时，尽量
减少夹片对钢绞线同一部位的重复“咬合”。处理方法：滑丝、断丝若不超过规范允许数量，可不予处理。若滑丝和断丝超过规范允许数量时，应退
锚，更换钢绞线后重新进行张拉。5.4波纹管漏浆堵孔现象：用高压水冲洗孔道时水流不通畅，为部分堵孔；采用在混凝土未浇筑前波纹管内先安
装钢绞线后浇混凝土的，发现先安装的钢绞线拉不动。原因分析：波纹管接头处破损漏浆；波纹管安装时或穿束时出现破损或磨损，导致漏浆；波纹
管安装后，受其他工序影响（如电焊作业、钢筋撞击、踩踏等）而导致波纹管破损，出现漏浆；混凝土浇筑时，振捣器冲击波纹管导致破损漏浆。预
防措施：按要求对波纹管进行抽检，波纹管安装时作业人员须对每根波纹管进行外观检查；波纹管安装完成后，应专项检查外观及接头质量；波纹管
周围进行电焊作业时，应在波纹管上先覆盖一层防火材料，防止波纹管被灼伤；浇筑混凝土时应保护波纹管，混凝土下料时，不得正对波纹管下料，
混凝土振捣时振捣器不得接触波纹管，施工过程中发现破损应立即用胶带缠裹严密。处理方法：确定孔道堵塞位置，凿除堵塞处混凝土，安装预应力
管道，重新浇筑混凝土后进行预应力张拉施工。5.5预应力伸长值偏差过大现象：张拉力满足设计要求，钢绞线实际伸长值与理论伸长值对比，偏
大或偏小较多，超出规范允许范围（±6%）。原因分析：钢绞线的实际弹性模量与理论计算采用值相差较大；实际的预应力摩阻损失与设计计算值
有较大差异；张拉过程中锚具滑丝或钢绞线内有断丝；张拉设备未作标定或油泵表具读数离散性过大。预防措施：按规定对每批钢绞线进行检验，按
实际弹性模量修正计算伸长值；主体工程施工前，应进行预应力工艺性试验，确定施工参数；确保预应力孔道的线形准确；按规定对千斤顶油表等张拉设备定期进行标定。处理方法：找出伸长值偏差产生的原因，并根据具体原因确定相应处理措施。5.6预应力孔道注浆不饱满现象：向排气管或出浆管内注水，发现孔道内进水量较大，孔道未灌浆饱满。原因分析：波纹管破损孔道堵塞；灌浆未按照要求施工，出浆口浆液稠度不满足要求或未按要求持压就停止灌浆；灰浆配制不满足要求。如所用的水泥泌水率高、水灰比大，灰浆离析等。预防措施：孔道在灌浆前应以高压水冲洗，清理杂物、疏通和湿润整个孔道；按配合比配制浆液，灌浆过程中按要求对浆液进行抽检处理方法：按要求在孔道上钻孔，进行二次回灌。6、结语虽然目前预应力技术属于比较成熟的工艺，在桥梁工程中应用也较为广泛，但就现场实际施工而言，仍存在很多问题和难点。因此我们仍应不断探索研究预应力的工艺和质量控制工作，只有完善了此项工作，才能使预应力充分发挥作用，更好的满足施工及使用要求。 |
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