郭 亞 吳玖蘭 趙正陽(yáng) 蘇 利 趙壯壯

（1.徐州市水利工程建設(shè)監(jiān)理中心，江蘇 徐州 221000；2.盱眙縣水利水電建筑安裝工程公司，江蘇 盱眙 211700；3.宿遷水務(wù)設(shè)計(jì)院，江蘇 宿遷 223800；4.淮陰工學(xué)院 建筑工程學(xué)院，江蘇 淮安 223001）

0 引言

后張法預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工質(zhì)量涉及的因素很多，每一個(gè)施工環(huán)節(jié)對(duì)使用壽命和安全都是至關(guān)重要的。工程技術(shù)人員必須掌握施工工藝及方法，使預(yù)應(yīng)力混凝土在各種建筑物上廣泛應(yīng)用和不斷發(fā)展，從而促進(jìn)工程項(xiàng)目管理水平不斷地發(fā)展與提高。

孟河頭橋工程位于徐洪河與西沙河交匯處，系南水北調(diào)東線一期徐洪河影響處理工程中拆除重建的一座公路橋。設(shè)計(jì)橋長(zhǎng)150m，橋跨為6×25m，橋面連續(xù)采用2跨1聯(lián)（共2聯(lián)），主通航孔下部結(jié)構(gòu)采用實(shí)體橋墩，其余采用鋼筋混凝土雙柱排架式橋墩及橋臺(tái)，基礎(chǔ)為鉆孔灌注樁樁基。采用后張法預(yù)應(yīng)力鋼筋砼空心板梁，預(yù)制板長(zhǎng)24.96米，板高1.05m，共有24片?？招陌辶翰捎肅40砼。鋼絞線采用高強(qiáng)度低松弛Φ5-15.2鋼絞線，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fpk=1860MPa。錨具采用MY15-7型、雙向張拉，波紋管孔道及配套錨墊板、螺旋筋采用定型產(chǎn)品，根據(jù)圖紙板梁鋼筋采用Ⅰ級(jí)和Ⅱ級(jí)鋼，鋼板采用A3鋼板。

1 施工準(zhǔn)備

熟讀設(shè)計(jì)圖紙，做好砼的施工配合比設(shè)計(jì)，同時(shí)做好原材料的進(jìn)場(chǎng)取樣試驗(yàn)，嚴(yán)格控制質(zhì)量。施工前，對(duì)所用施工機(jī)具進(jìn)行施工前的調(diào)試和維修，確保施工期間機(jī)具完好。同時(shí)對(duì)鋼模進(jìn)行試拼，檢查模板幾何尺寸是否符合設(shè)計(jì)要求，接縫是否密實(shí)、平整，確保構(gòu)筑物外形美觀。根據(jù)工期安排在預(yù)制場(chǎng)內(nèi)設(shè)置板梁混凝土臺(tái)座24個(gè)，對(duì)預(yù)制場(chǎng)地進(jìn)行平整壓實(shí)，按規(guī)劃設(shè)置臨時(shí)排水溝，并在預(yù)制場(chǎng)搭設(shè)鋼筋加工場(chǎng)和鋼絞線堆放場(chǎng)。

2 板梁預(yù)制施工工藝

2.1 模板的制作安裝

板梁模板采用鋼模，模板支撐為[10槽鋼組成鋼桁架支架，桁架上下用φ20拉桿銷緊。支模前清除模板表面污物，均勻涂刷脫模劑。安裝側(cè)模時(shí)，要防止模板移位和凸出，側(cè)模設(shè)拉桿固定。模板安裝完畢后，對(duì)其平面位置、頂面標(biāo)高縱橫向穩(wěn)定性進(jìn)行檢查，模板拼縫處采用橡膠墊防止漏漿。模板在安裝過程中，設(shè)置防傾覆措施,底模設(shè)預(yù)拱度。氣囊在混凝土強(qiáng)度能保證其表面不發(fā)生塌陷和裂縫現(xiàn)象時(shí)，方可拔出。

2.2 鋼筋工程

鋼筋按不同鋼種、等級(jí)、規(guī)格分別堆放，且設(shè)識(shí)別標(biāo)志。鋼筋底部墊方木并用彩條布遮蓋以防銹蝕和污染。鋼筋的彎制和末端的彎鉤符合設(shè)計(jì)要求。用一級(jí)鋼筋制作的箍筋，其末端做彎鉤。受拉、壓鋼筋綁扎接頭的搭接長(zhǎng)度符合規(guī)范要求。鋼筋骨架具有足夠的剛度和穩(wěn)定性。施工時(shí)，應(yīng)注意預(yù)埋伸縮縫鋼筋和護(hù)欄鋼筋。

2.3 波紋管安裝

預(yù)應(yīng)力管道采用內(nèi)徑為70mm的金屬波紋管成孔方法進(jìn)行成孔。波紋管進(jìn)場(chǎng)時(shí)，檢查其合格證及質(zhì)量證明書?？v向波紋管安裝時(shí)，事先按設(shè)計(jì)圖紙中預(yù)應(yīng)力筋的坐標(biāo)值在鋼筋骨架上定出位置，縱向波紋管的固定采用鋼筋支架，支架的間距直線段間距100cm，曲線段間距50cm。錨墊板使用螺栓緊固在封頭模板上，在錨墊板與封頭模板間加墊海綿，確保墊板與管道垂直。所有管道均設(shè)壓漿孔，還在最高點(diǎn)設(shè)排氣孔及需要時(shí)在最低點(diǎn)設(shè)排水孔，壓漿管、排水管和排氣管是最小內(nèi)徑為20mm的塑性管。為了防止出現(xiàn)波紋管進(jìn)漿的現(xiàn)象，在波紋管中先塞入一根橡膠管，待梁的混凝土澆注完后，再把橡膠管抽出來，在澆筑混凝土過程中不定時(shí)抽動(dòng)橡膠管。

2.4 混凝土澆筑

混凝土板梁為C40混凝土，自下而上斜面分層澆筑。避免振動(dòng)棒碰撞模板、鋼筋及其他預(yù)埋件，對(duì)每一振動(dòng)部位，振動(dòng)到該部位混凝土停止下沉不再冒出氣泡，表面呈現(xiàn)平坦、泛漿。澆筑過程做好砼坍落度及砼試塊?；炷翝仓瓿珊?，對(duì)混凝土裸露面及時(shí)進(jìn)行修整、摸平，待定漿后再抹第二遍并壓光或拉毛，并在收漿后盡快予以覆蓋和撒水養(yǎng)護(hù)?；炷翉?qiáng)度達(dá)到2.5MPa前，不得使其承受行人、運(yùn)輸工具、模板、支架及腳手架等荷載。針對(duì)充氣膠囊在澆筑混凝土?xí)r可能上浮的問題，在綁扎鋼筋時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)空心孔位置、尺寸預(yù)先綁扎圓形抗上浮鋼筋，并綁扎牢固，抗上浮鋼筋間距為50cm。其次在澆注混凝土過程中，在鋼筋頂部?jī)蓚?cè)布設(shè)木方條壓頂，用于防止芯模在澆注混凝土?xí)r上浮。木方條在混凝土澆筑完后逐一拆除。

3 預(yù)應(yīng)力工程施工

3.1 預(yù)應(yīng)力材料進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)

預(yù)應(yīng)力鋼筋采用低松弛有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線，其公稱直徑為15.20mm，公稱面積為140mm2，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度為1860MPa。錨具采用MY15-7夾片式錨具，滿足分級(jí)張拉、補(bǔ)張拉以及放松預(yù)應(yīng)力的要求，錨具和其附件上設(shè)置壓漿孔或排氣孔；夾具具有良好的自錨性能、松錨性能和重復(fù)使用性能；用于后張結(jié)構(gòu)的連接器，符合錨具的性能要求。錨具、夾具和連接器進(jìn)場(chǎng)時(shí)，除按出廠合格證和質(zhì)量證明書核查其錨固性能、型號(hào)、規(guī)格及數(shù)量外，還須檢查其外觀、硬度以及作靜載錨固性能試驗(yàn)。

3.2 預(yù)應(yīng)力筋加工下料

由設(shè)計(jì)圖紙計(jì)算，N1、N2鋼絞線的下料長(zhǎng)度為 2599.36cm、2604.78cm（鋼絞線工作長(zhǎng)度按70cm計(jì)算）。預(yù)應(yīng)力筋的切斷采用砂輪機(jī)切割。鋼絞線進(jìn)場(chǎng)后進(jìn)行力學(xué)性能的檢驗(yàn)，合格后才能使用，鋼絞線按大于設(shè)計(jì)長(zhǎng)度10cm進(jìn)行下料。

3.3 預(yù)應(yīng)力筋張拉

施加預(yù)應(yīng)力前應(yīng)對(duì)張拉設(shè)備進(jìn)行核查。施加預(yù)應(yīng)力所用的機(jī)具設(shè)備以及儀表應(yīng)由專人使用和管理，千斤頂及其配套的油缸、油壓表一起進(jìn)行校驗(yàn)，與每臺(tái)油泵配套的壓力表配備兩塊，在操作時(shí)，一塊作為備用。張拉力與壓力表之間的關(guān)系曲線通過校驗(yàn)得出。張拉時(shí)梁體混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%。張拉時(shí)，采取應(yīng)力和伸長(zhǎng)值雙重控制，實(shí)際伸長(zhǎng)值與理論伸長(zhǎng)值之差應(yīng)控制在±6%以內(nèi)，張拉前，應(yīng)對(duì)錨圈口和管道摩阻進(jìn)行測(cè)定，張拉時(shí)予以調(diào)整。張拉時(shí)，應(yīng)使千斤頂?shù)膹埨ψ饔镁€與鋼絞線的軸線重合一致。張拉過程認(rèn)真填寫施工記錄。

3.3.1 預(yù)應(yīng)力筋張拉順序?yàn)?N2→2N1

Φ5-15.2鋼絞線單根設(shè)計(jì)錨下控制應(yīng)力為1395MPa，張拉力：7*1395*0.14=1367.1kN。采用兩端張拉工藝進(jìn)行施工，張拉選用2臺(tái)套YDC150型穿心式千斤頂和ZB2×2-500油泵，根據(jù)配套標(biāo)定的張拉力與壓力表讀數(shù)的關(guān)系曲線，確定張拉力達(dá)到設(shè)計(jì)要求的壓力表讀數(shù)。

3.3.2 預(yù)應(yīng)力張拉工藝及原則

預(yù)應(yīng)力鋼絞線的張拉工藝流程：0→（初始應(yīng)力）15%δcon→100%δcon（持荷2分鐘錨固）。δcon—為張拉控制應(yīng)力，采用張拉應(yīng)力和伸長(zhǎng)值雙控張拉，以張拉應(yīng)力控制為主。預(yù)應(yīng)力張拉筋的張拉順序：遵循同步，對(duì)稱張拉的原則，不使構(gòu)件產(chǎn)生過大的附加內(nèi)力及變形等。張拉時(shí)，按三級(jí)加載過程依次上升油壓,分級(jí)方式為15%、30%、100%，每級(jí)加載均應(yīng)量測(cè)千斤頂油缸外露長(zhǎng)度，并隨時(shí)檢查伸長(zhǎng)值。

3.3.3 預(yù)應(yīng)力筋的設(shè)計(jì)伸長(zhǎng)值和實(shí)際伸長(zhǎng)值

在預(yù)應(yīng)力筋張拉前，須先計(jì)算出預(yù)應(yīng)力筋的理論伸長(zhǎng)值，并通知張拉施工人員，如實(shí)測(cè)的實(shí)際伸長(zhǎng)值與設(shè)計(jì)伸長(zhǎng)值之差大于±6%，應(yīng)暫停張拉,查明原因并采取措施調(diào)整后方可繼續(xù)張拉，伸長(zhǎng)值的校核應(yīng)在張拉過程中同時(shí)進(jìn)行。

1）張拉伸長(zhǎng)值的量測(cè)

張拉伸長(zhǎng)值用測(cè)量精度不大于±1mm的標(biāo)尺測(cè)量。采用量測(cè)千斤頂油缸行程數(shù)值的方法，在初始應(yīng)力下測(cè)油缸外露長(zhǎng)度，在相應(yīng)分級(jí)荷載下量測(cè)相應(yīng)油缸外露長(zhǎng)度，實(shí)際伸長(zhǎng)值為：

ΔL=Δl1+Δl2

式中：Δl1—從初應(yīng)力至最大張拉力之間的實(shí)測(cè)值。

Δl2—初應(yīng)力以下的推算伸長(zhǎng)值，初始力以下的伸長(zhǎng)值Δl2（0～15%δcon）可采用相鄰級(jí)的伸長(zhǎng)量（15%δcon～30%δcon）替代。

2）鋼絞線理論伸長(zhǎng)量的計(jì)算：

根據(jù)《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T F50-2011）預(yù)應(yīng)力筋伸長(zhǎng)量（ΔL）的計(jì)算公式：

PP——分段預(yù)應(yīng)力筋的平均張拉受力（N）

L——預(yù)應(yīng)力筋的張拉長(zhǎng)度（mm）

AP——預(yù)應(yīng)力筋的截面面積（mm2）

EP——預(yù)應(yīng)力筋的彈性模量（N/mm2）

P——預(yù)應(yīng)力筋張拉端張拉力（N）

X——從張拉端至計(jì)算截面的孔道長(zhǎng)度（m）

θ——從張拉端至計(jì)算截面曲線孔道部分切線的夾角之和（rad）

K——孔道每米局部偏差對(duì)摩擦的影響系數(shù)

μ——預(yù)應(yīng)力筋與孔道壁的摩擦系數(shù)

根據(jù)《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T F50-2011）計(jì)算中，K取0.0015，μ 取 0.2

Pz=Pq×e-（KX+μθ）

Pq——分段起點(diǎn)力；

Pz——分段終點(diǎn)力。

圖1 預(yù)應(yīng)力鋼絞線立面圖

對(duì)于N1鋼絞線理論伸長(zhǎng)值計(jì)算列表如下：

表1

一半鋼絞線伸長(zhǎng)量△L 半=0.0036+0.0039+0.0247+0.0575=0.0897m；

整根鋼絞線伸長(zhǎng)量△L=2△L 半＝2×0.0897m＝0.1794m＝179mm；

對(duì)于N2鋼絞線理論伸長(zhǎng)值計(jì)算列表如下：

表2

一半鋼絞線伸長(zhǎng)量△L 半=0.0036+0.0116+0.0428+0.0316=0.0896m；

整根鋼絞線伸長(zhǎng)量△L=2△L 半＝2×0.0896m＝0.1792m＝179mm；

3）張拉時(shí)油表讀數(shù)的控制：根據(jù)設(shè)計(jì)文件和施工技術(shù)規(guī)范的要求，張拉順序?yàn)椋?/p>

0→15%δcon→100%δcon對(duì)應(yīng)各個(gè)時(shí)段的張拉力分別為：

0→205.1kN→1367.1kN

為了計(jì)算鋼絞線的實(shí)際伸長(zhǎng)量，需記錄15%δcon→30%δcon時(shí)的實(shí)際伸長(zhǎng)量，用來當(dāng)作0→15%δcon時(shí)的伸長(zhǎng)量，所以也應(yīng)知道30%δcon時(shí)的張拉力為410.5kN。根據(jù)千斤頂標(biāo)定報(bào)告中所給的回歸方程，用內(nèi)插法計(jì)算張拉過程中各個(gè)控制點(diǎn)的油表讀數(shù)。

0516 千斤頂回歸方程為：y=28.988x+2.3214

0517 千斤頂回歸方程為：y=30.546x+3.3929

而千斤頂0516與油表3120配套使用，0517千斤頂與油表0126配套使用。

經(jīng)計(jì)算各個(gè)控制點(diǎn)的油表讀數(shù)如下表所示：

表3

其中，張拉時(shí)采用兩頭張拉千斤頂與表搭配使用，不得交錯(cuò)搭配使用。

4 孔道灌漿及封錨

孔道壓漿工作在預(yù)應(yīng)力筋張拉完畢24小時(shí)內(nèi)及時(shí)壓漿。錨具外部多余的預(yù)應(yīng)力筋束使用手提砂輪機(jī)進(jìn)行切斷，預(yù)應(yīng)力筋束割切后的余留長(zhǎng)度不宜小于3cm。錨具外面的預(yù)應(yīng)力筋束間隙應(yīng)用水泥砂漿填塞，以免冒漿而損失灌漿壓力。壓漿的工藝：孔道壓漿順序是先下后上，壓漿的壓力以保證壓入孔內(nèi)的水泥漿密實(shí)為準(zhǔn)，加壓控制在0.5MPa～0.6MPa。在孔道壓漿后立即將梁端水泥漿沖洗干凈，同時(shí)清除錨墊板、錨具、端面混凝土上的污垢。焊接封錨鋼筋前，對(duì)梁端混凝土表面鑿毛，清除錨具墊板的油污雜物，然后按圖紙要求布置鋼筋網(wǎng)片，澆筑封錨混凝土。

5 結(jié)論

孟河頭橋工程工程后張法措施中，加強(qiáng)質(zhì)量管理，科學(xué)合理地進(jìn)行施工布署，改進(jìn)施工工藝，確保混凝土質(zhì)量。由于優(yōu)化方案，精細(xì)化管理，至今未發(fā)現(xiàn)異常情況，保證了施工技術(shù)質(zhì)量和安全，取得了預(yù)期成效，其方法對(duì)同類橋梁工程的實(shí)施，有很重要的借鑒作用。

［1］JTG/T F50-2011公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].北京：人民交通出版社,2011.

［2］劉澤俊,李延安,張占,丁鑰,張志好,陳龍,高以寧.新建睢寧二站泵站深基坑施工方案優(yōu)化[J].水電能源科學(xué),2011(10)：68-157.