【摘 要】鐵路預應力砼連續(xù)梁內(nèi)普通鋼筋密集，預應力預留管道縱橫交錯，預應力管道制孔是確保連續(xù)梁預應力體系中鋼絞線能夠正常張拉的充要條件。采用鍍鋅金屬波紋管與橡膠抽拔管相結(jié)合、定位鋼管箍、接頭鋼管套箍對預應力管道定位技術(shù)，進行預應力管道的制孔，最大限度地克服了懸臂澆筑連續(xù)梁施工預應力預留管道的串孔、堵管等質(zhì)量通病。金屬波紋管的制做、安裝工藝與橡膠抽拔管的安裝、抽拔工藝是整個制孔工序的關(guān)鍵。

【關(guān)鍵詞】金屬波紋管；橡膠抽拔管；制做安裝工藝；定位鋼管箍；接頭鋼管套箍；負壓抽拔

1 工程概況

滬昆高速鐵路杭（州）長（沙）段在浙江省衢州市龍游縣境內(nèi)為設計時速350km/ h的雙線無碴軌道，其中夏金特大橋跨龍（游）麗（水）高速公路的連續(xù)梁結(jié)構(gòu)形式為40m+64m+40m，64m的主跨跨越龍麗高速公路。

梁體形式為單箱、單室、變截面結(jié)構(gòu)，箱梁頂寬12m，箱梁底寬6.7m，頂板厚度除梁端附近外均為40cm，底板厚度40～80cm，按直線變化；腹板厚度48～80cm，按折線變化。全聯(lián)在端支點、中跨中及中支點處共設置5個橫隔板。

2 預應力預留管道制孔方案的確定

2.1 初步擬定預應力預留管道的制孔方案

懸臂澆筑的預應力砼連續(xù)梁的0號塊是全橋進行懸臂澆筑的起點，支座上部的箱梁內(nèi)部設有橫隔板，同時墩梁臨時固結(jié)也集中于此，是全橋梁體結(jié)構(gòu)最復雜的節(jié)段：鋼筋與預應力預留管道是全橋各節(jié)段中最多的，管道密集、重疊交叉、縱向預應力管道間距較小。因此，僅以0號段的縱向預應力預留管道的制孔進行論述。

本橋0號段縱向預應力體系設計采用的是1*7-15.2-1860-GB/T5224-2003預應力鋼絞線，其中：頂板縱向鋼絞線為15-1*7-15.2；腹板縱向鋼絞線為7-1*7-15.2；底板縱向鋼絞線為17-1*7-15.2。本橋采用先預留縱向預應力管道后穿鋼絞線的施工方法。如果采用金屬波紋管制孔的方案，則金屬波紋管的管徑為：頂板φ96mm；腹板φ70mm；底板φ102mm。為避免在實際使用中被誤拿混用，頂板與底板全部采用φ102mm的金屬波紋管。

2.2 校核擬定的預應力預留管道制孔方案的合理性

設計及施工規(guī)范要求：金屬波紋管間的凈間距與凈保護層不小于1.0倍的管道直徑。

本橋頂板縱向預應力管道有24束，最小間距為260mm，管道間的凈距為158mm> 102mm，此處預留管道的凈保護層大于102mm；腹板縱向預應力管道有10束，最小間距為200mm，管道間的凈距為130mm> 70mm，此處預留管道的凈保護層大于70mm；底板縱向預應力管道有26束，最小間距為220mm，管道間的凈距為118mm> 102mm，此處預留管道的凈保護層大于102mm。

校核后確定：本橋頂板、底板采用φ102mm的金屬波紋管及腹板采用φ70mm的金屬波紋管作為預應力預留孔道符合設計、施工規(guī)范要求。

2.3 最終確定預應力預留管道的制孔方案

施工規(guī)范要求：插入式振搗棒距離預埋件及預應力預留管道不小于100～200mm。在梁體鋼筋與波紋管縱橫交錯的情況下，很難保證插入式振搗棒在振搗過程當中不挨碰金屬波紋管，最終確定：縱向預應力預留管道采用金屬波紋管與橡膠抽拔管間隔布置的方式制孔。這樣，即便是插入式振搗棒碰到橡膠抽拔管，也不會造成預留孔制孔失敗，在砼振搗過程中，可以將振搗棒有意識地靠近橡膠抽拔管，保證預應力預留管道間的砼振搗密實。同時，也避免了全部采用橡膠抽拔管制孔時容易產(chǎn)生的周圍砼松動與局部損傷，從而最大限度地保證了預應力預留管道的制孔質(zhì)量，避免管道間互相通氣與串漿而影響管道壓漿質(zhì)量。

3 制孔材料的要求

3.1 金屬波紋管

3.1.1 制作

預應力砼用金屬波紋管采用母材性能符合GB716要求的厚度為0.4mm的軟鋼帶，雙面鍍鋅層重量不低于60g/m2，性能符合GB/T2518的規(guī)定。波紋管的螺紋方向全部向右旋轉(zhuǎn)，折疊咬口的重疊部分不小于3.5mm，凸起的頂部與根部采用圓弧過渡，波峰與波谷的高差不小于3mm。每節(jié)波紋管的長度與設計中各個節(jié)段的長度相同。

3.1.2 試驗

外觀檢查：外觀清潔，內(nèi)外表面無銹蝕、油污、附著物、孔洞和不規(guī)則褶皺，咬口無開裂、脫扣。內(nèi)外直徑允許偏差為±0.5mm；波紋高度允許偏差為±0.3mm；鋼帶厚度不得有負誤差。集中荷載與均布荷載作用下的剛度試驗、承受集中荷載后與彎曲后抗?jié)B漏性能試驗均合格后方可使用。

3.2 橡膠抽拔管

橡膠抽拔膠管的外徑為102mm（用于腹板時外徑為70mm），膠管外徑與設計管道直徑偏差應在±2mm以內(nèi)，膠管內(nèi)徑空心部分不得小于20mm，以備穿入φ16mm的圓鋼芯棒或充滿壓力水以增加其剛度，膠管的兩端設有長度不小于50mm的內(nèi)置鋼制套筒，以便注水（氣）或真空抽氣使用。膠管長度為不小于“最長梁段長度+3m”的長度。

橡膠抽拔管的試驗：

橡膠抽拔管強度及延展性試驗：極限抗拉強度不得小于7.5KN，在拉力的作用下不被拉斷且管壁徑向收縮不得大于2mm，去消拉力后無殘余變形。

橡膠抽拔管的充氣充水試驗：膠管內(nèi)充氣或充水，比擬制孔過程，膠管內(nèi)的壓力在72h內(nèi)不低于0.5Mpa，并保持管內(nèi)壓力不變。

4 制孔工藝

4.1 坐標計算

根據(jù)設計圖中每道預留管道的具體位置、彎起點及彎曲半徑，詳細計算每道預留孔道的坐標，尤其是管道彎曲部位，詳細地

計算出每根管道的ZY（直圓）點、QZ（曲中）點及YZ（圓直）點的縱坐標。

4.2 管道安裝

在管道安裝前，要編制詳細的技術(shù)交底，在交底中明確安裝工藝，安裝過程中的安全質(zhì)量注意事項，并對所有管道安裝人員進行業(yè)務培訓，培訓合格后才能上崗作業(yè)。

在綁扎普通鋼筋時，提前大致確定管道位置，適當?shù)匾苿悠胀ㄤ摻?，以利于預留管道的安裝施工。根據(jù)現(xiàn)場的施工條件，確定鋼絞線的穿束方向，使鍍鋅波紋管的螺旋方向與鋼絞線的穿束方向相反。波紋管的切斷采用電動無齒鋸進行切割，切割完成后，將不足1/2螺距寬度的尖銳鋼帶剪掉，再用鋼銼將端頭打磨，尤其是向內(nèi)徑方向的毛刺必須清除干凈，防止在穿束過程中鋼絞線的端部將波紋管縱向撕開。

4.2.1 管道安裝前檢查

金屬波紋管安裝前，發(fā)現(xiàn)管壁生銹、彎曲、局部障礙等可能影響預應力筋穿束缺陷時，應及時調(diào)整或截除不用。管壁上個別小的孔洞，在安裝前用膠帶進行包裹纏緊，確保不會漏進水泥漿。最好的方法是根據(jù)預應力預留管道的安裝進度，提前兩到三天生產(chǎn)本節(jié)段使用的金屬波紋管。

橡膠抽拔管安裝前，要詳細檢查抽拔管的外觀，是否有劃痕或電弧焊燒傷，兩端的內(nèi)置套筒螺絲扣是否有效、內(nèi)置套筒是否脫落。如果有上述情況出現(xiàn)，馬上進行修補，修補完畢后再進行抗拉及充氣（水）試驗，試驗合格方可投入使用。

4.2.2 管道安裝

預應力管道按根據(jù)實際確定的直徑、設計數(shù)量、設計位置精心施工，定位鋼管箍間距除符合設計要求外，定位鋼管箍間距：對金屬波紋管道不大于0.6m；對橡膠抽拔管不大于0.5m，對曲線管道及位于砼下料口附近的管道不大于0.4m，在管道的ZY點、QZ點及YZ點及管道接頭處必須設置定位鋼管箍。定位鋼管箍為壁厚3mm、長度為40mm的鍍鋅鋼管制成。定位鋼管箍必須與梁體主鋼筋焊接牢固，與定位鋼管箍相焊接的鋼筋必須有保護層墊塊，上下（左右）層鋼筋網(wǎng)間的箍筋采用焊接，以確保管道在砼澆筑和振搗過程中不彎沉、不上浮、不旁移。普通鋼筋與管道相沖突時，普通鋼筋位置適當偏移，必須確保管道順直。定位鋼管箍如下圖：傷及其他的損傷，尤其是管道的接頭、壓漿孔、排氣（水）孔、封端模板處的位置，是不是連接、封堵完好，滿足要求。同時也要檢查孔道內(nèi)是否有雜物。檢查完畢，將金屬波紋管內(nèi)穿入比管道內(nèi)徑小5mm的高強尼龍管作內(nèi)襯管，內(nèi)襯管兩端伸出模板長度不小于1.5m。

橡膠抽拔管安裝完畢后，在砼澆筑前，先將一端固定，對抽拔管進行拉拔，使膠管繃緊（判定標準為：曲線段：曲線內(nèi)側(cè)膠管完全貼在定位鋼管箍的內(nèi)壁上；直線段：膠管處于懸浮狀態(tài)），防止膠管在自重作用下產(chǎn)生垂直彎曲，然后再將施加拉力端臨時鎖定，防止膠管在砼澆筑過程中下垂。

4.2.4 橡膠抽拔管的抽拔

膠管采用機械抽拔，抽拔時設導向托架，使抽拔方向與孔道軸線重合，做到平穩(wěn)妥當，防止構(gòu)件產(chǎn)生裂紋。膠管在抽拔前，將使用鋼筋固定的約束解除，并對約束鋼筋接長至滿足下一節(jié)段施工的要求，并將管內(nèi)的壓力水（氣）排出，再用真空吸氣機對膠管內(nèi)腔施以0.1～0.2Mpa的真空負壓，使膠管在負壓作用下外徑縮小，便于抽拔作業(yè)。

抽拔制孔管的順序應先下后上、先曲后直，分層澆筑的砼應根據(jù)各層砼的凝固情況確定抽拔順序與時間。

采用抽拔管成孔時，抽拔管時的砼強度，根據(jù)以往的施工經(jīng)驗，試抽拔膠管的時間：一般以砼抗壓強度達到0.4～0.8Mpa為宜，抽拔時不應損傷砼；也可按下式計算：H=100/T〔式中：H—砼澆筑完畢到試抽拔膠管的時間（h）；T—現(xiàn)澆梁體所處的環(huán)境溫度（℃）〕

5 砼澆筑完畢后的檢查與清孔

5.1 初步清孔

梁體砼端頭模板拆除后（或橡膠抽拔管抽出后），先清除孔道內(nèi)看得見雜物，利用排水孔排除積水，再利用管道接頭套管箍（鋼絞線束喇叭口）對預應力管道用壓力水沖洗并用高壓風吹干。

5.2 深度清孔

用比預應力鋼絞線束直徑大10mm的實心尼龍制成的清孔器（彈頭型殼帽形，其中圓錐部分長度為100mm，圓柱部分長度為200mm，可用尼龍管內(nèi)灌滿砼制成）進行清孔，清孔的方向與將來穿束的方向相同。如果清孔過程中發(fā)生障礙，及時判定堵孔的原因與位置，立即予以處理。

5.3 檢查串孔或漏氣

清孔工作完成后，關(guān)閉排氣（水）孔及注漿孔，在管道接頭套管箍（鋼絞線束喇叭口）先連接一個三通管，三通管的另兩個接口分別接壓力表與空壓機；在管道的另一端同樣在接頭套管箍（鋼絞線束喇叭口）也連接一個三通管，三通管的另兩個接口分別接與進氣端相同規(guī)格的壓力表與排氣閥門。當進氣端吹入高壓氣體一段時間后，進氣端的壓力表數(shù)值與另一端的壓力表數(shù)值相同或基本接近時，說明管道沒有串孔或漏氣；如果進氣端壓力表數(shù)值大于另一端的壓力表數(shù)值，說明管道存在串孔或漏氣，這種情況下先檢查相鄰的管道兩側(cè)的壓力表數(shù)值是否有升高，壓力表數(shù)值有升高的，說明此管道與正在注入高壓氣體的管道有串孔。有串孔的情況發(fā)生，做好詳細記錄，當注漿時，串孔的管道要同時注漿。管道串孔檢查完成后，

打開排氣（水）孔，保證管道內(nèi)空氣暢通無積水。

6 預應力鋼絞線穿束

6.1 鋼絞線編束

預應力鋼絞線下料后通過“梳板”逐根排列，梳理順直，并利工作錨將鋼絞線編束。編束時保持預應力筋束順直不扭轉(zhuǎn)，嚴禁互相纏繞。利用張拉千斤頂與鋼絲繩共同作用在距離工作錨5m以外的位置，對鋼絞線束進行箍緊，使鋼絞線束達到直徑最小的緊密程度，再用18～22號鐵絲以每隔一米左右采用單層密排螺旋線繞扎牢固，綁扎長度為20～50mm，在穿束的牽引端，綁扎長度不小于80～100mm，曲線地段需多增加幾道綁扎。綁扎的鐵絲尾部必須彎向鋼筋束的內(nèi)側(cè)，以免影響穿束。

6.2 鋼絞線穿束

預應力筋穿束采用機械進行，預應力筋束前端應扎緊并裹纏膠布或套上彈頭型殼帽，以便順利通過孔道

7 結(jié)語

通過對杭長線夏金特大橋40m+64m+40m連續(xù)梁的預應力管道制孔的實踐檢驗，采用鍍鋅金屬波紋管與橡膠抽拔管相結(jié)合進行預應力預留孔道的制孔技術(shù)，使插入式振搗棒的工作范圍增大，使管道間的砼更加密實；采用定位鋼管箍代替常規(guī)施工中定位鋼筋，有效地避免了定位鋼筋侵入管道內(nèi)徑的質(zhì)量缺陷，同時，克服了金屬管道接頭位置剛度薄弱、容易漏漿的困難；采用接頭鋼管套箍對每個節(jié)段終點的預應力管道定位，解決了節(jié)段接縫處管道不對位、漏漿的難題。所以，采用鍍鋅金屬波紋管與橡膠抽拔管相結(jié)合及鋼管套箍定位進行預應力預留孔道的制孔技術(shù)，在技術(shù)上是可靠的，在施工中是可行的，具有良好的技術(shù)經(jīng)濟效益，應在懸臂現(xiàn)澆連續(xù)梁施工中廣泛推廣使用。

參考文獻

References

[1]高速鐵路設計規(guī)范（試行）TB10621-2009 J971-2009 北京：中國鐵道出版社，2010

Design Specification of High Speed Railway （trial implementation） TB10621-2009 J971-2009， Beijing： China Railway Publishing