吳守民

中鐵十一局集團(tuán)第一工程有限公司

汾河特大橋連續(xù)箱梁預(yù)應(yīng)力施工控制

吳守民

中鐵十一局集團(tuán)第一工程有限公司

預(yù)應(yīng)力施工控制對(duì)與橋梁來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，關(guān)系到橋梁的使用壽命以及安全性能，本文對(duì)汾河特大橋連續(xù)箱梁的預(yù)應(yīng)力施工控制進(jìn)行了全面設(shè)計(jì)，確保施工質(zhì)量，為特大橋連續(xù)梁預(yù)應(yīng)力施工提供有價(jià)值的參考。

特大橋；連續(xù)箱梁；預(yù)應(yīng)力；施工控制

1 工程概況

在山西靜樂縣城寧白線靜樂連接線的汾河上，有一座特大橋，汾河特大橋，是一座17跨，跨長(zhǎng)為20m預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋，設(shè)計(jì)荷載為公路-Ⅰ級(jí)，設(shè)計(jì)年限為100年，全長(zhǎng)244m。

2 預(yù)應(yīng)力管道安裝

預(yù)應(yīng)力管道的安裝包括縱向管道，豎向管道和橫向管道三個(gè)方向的管道。

2.1 縱向管道安裝

縱向管道采用波紋管，縱向預(yù)應(yīng)力管道中穿入外徑為Φ 65mm的聚乙烯塑料管保持管道暢通，在混凝土澆注過程中，經(jīng)常轉(zhuǎn)動(dòng)塑料管，以防預(yù)應(yīng)力波紋管漏漿“凝死”塑料管，所有管道在未安裝內(nèi)襯管前均不得澆筑混凝土。

2.2 豎向管道安裝

豎向預(yù)應(yīng)力筋管道按照設(shè)計(jì)位置，將豎向預(yù)應(yīng)力筋管道及豎向筋固定在腹板構(gòu)造鋼筋骨架上，為保證豎向預(yù)應(yīng)力筋管道灌漿順利，在豎向力筋管道下端設(shè)灌漿孔，管道上端設(shè)排氣孔。為保證管道與墊板接觸處施工時(shí)砼漿液不進(jìn)入管道內(nèi)，在墊板上焊接長(zhǎng)約50mm的φ45mm鋼管，然后將豎向預(yù)應(yīng)力筋的管道上下端插入φ45mm鋼管內(nèi)，并用膠帶紙封口。

2.3 橫向管道安裝

橫向預(yù)應(yīng)力筋管道安裝時(shí)，其張拉端和錨固端在箱梁左右側(cè)交替安裝。首先對(duì)鋼筋網(wǎng)片進(jìn)行定位，在其上固定預(yù)應(yīng)力管道，確保滿足設(shè)計(jì)要求。

三向預(yù)應(yīng)力筋張拉體系，預(yù)埋波紋管定位準(zhǔn)確與否是施工控制的一個(gè)重要節(jié)點(diǎn)，在梁體鋼筋進(jìn)行焊接時(shí)，不能把預(yù)埋的波紋管道穿透，否則澆筑的混凝土?xí)杨A(yù)埋波紋管堵塞，無(wú)法進(jìn)行穿筋和張拉，這也是施工過程中重要控制節(jié)點(diǎn)。澆筑梁體混凝土?xí)r應(yīng)當(dāng)預(yù)埋波紋管端頭采取保護(hù)措施，以免混凝土澆筑到波紋管。

3 預(yù)應(yīng)力筋張拉施工

預(yù)應(yīng)力的施工是剛構(gòu)連續(xù)梁施工的關(guān)鍵工序，對(duì)于后張法預(yù)應(yīng)力筋的張拉，按施工順序從外到內(nèi)左右對(duì)稱張拉的原則進(jìn)行，即先張拉縱向預(yù)應(yīng)力，再?gòu)埨瓩M向、豎向。

3.1 縱向穿鋼束

預(yù)應(yīng)力束按計(jì)算長(zhǎng)度下料，使用圈盤切割機(jī)切割。加工好的鋼絞線編成設(shè)計(jì)要求的鋼束，鋼束穿入端頭用膠布纏裹密實(shí)，鋼束每隔2米用膠布纏繞，以免穿入過程中鋼束順直，不打結(jié)，不對(duì)鋼絞線造成損傷。穿束前要對(duì)預(yù)埋波紋管進(jìn)行清孔處理，采用清水進(jìn)行清空，當(dāng)出水口溢流出來(lái)的水清澈后停止壓水。穿束采用金屬網(wǎng)套法，網(wǎng)套長(zhǎng)度為5米左右，直接將網(wǎng)套編接在鋼束上，先用孔道內(nèi)預(yù)留鉛絲將牽引網(wǎng)套的鋼絲繩牽入孔道，再用慢速卷?yè)P(yáng)機(jī)慢慢牽引鋼絞線，注意緩慢行進(jìn)，以防穿束時(shí)出現(xiàn)扭絞現(xiàn)象。

3.2 張拉準(zhǔn)備工作

對(duì)混凝土試塊進(jìn)行強(qiáng)度檢測(cè)，混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%以上即可以進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋的張拉工序。檢查錨墊板、錨具、墊板等，使其沒有缺陷和油污混凝土殘?jiān)?，清理預(yù)應(yīng)力管道，進(jìn)行孔道摩阻力試驗(yàn)，確定其損失值，設(shè)定預(yù)應(yīng)力超張拉值，以計(jì)算實(shí)際的伸長(zhǎng)值，根據(jù)張拉力和張拉行程，選用合適的張拉設(shè)備。

3.3 張拉施工工序

（1）縱向張拉

縱向預(yù)應(yīng)力筋張拉從中間向兩邊分束對(duì)稱張拉，且應(yīng)兩端同時(shí)進(jìn)行。具體以張拉次序以設(shè)計(jì)圖紙為準(zhǔn)。

預(yù)應(yīng)力鋼絞線在張拉時(shí)，先單束預(yù)張拉，然后再整束張拉：

0→0.1 σk→σk(靜停5min)→補(bǔ)拉σk→錨固

（2）橫向張拉

橫向預(yù)應(yīng)力鋼絞線單束張拉，順序?yàn)椋簭拈_始端向施工前進(jìn)方向進(jìn)行。

0→0.1 σk→σk(靜停5min)→補(bǔ)拉σk→錨固

（3）豎向張拉

豎向預(yù)應(yīng)力筋張拉順序?yàn)椋簭拈_始端向施工前進(jìn)方向進(jìn)行，兩邊腹板同時(shí)進(jìn)行。一次張拉到控制噸位，持續(xù)1-2min，實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)量作為校核，然后擰緊螺帽。

3.4 張拉施工技術(shù)控制

（1）張拉開始時(shí)先將單束鋼絞線略微予以張拉，以消除鋼絲和鋼絞線松弛狀態(tài)，并檢查孔道軸線、錨具和千斤頂是否在一條直線上，并注意使鋼絲束受力均勻。

（2）當(dāng)鋼絞線初始應(yīng)力達(dá)到張拉控制的10%時(shí)，在鋼絞線上劃一個(gè)記號(hào)，作為量測(cè)伸長(zhǎng)值的參考點(diǎn)，并檢查鋼絞線有無(wú)滑動(dòng)。

（3）當(dāng)張拉達(dá)到控制應(yīng)力時(shí)，測(cè)量鋼絞線伸長(zhǎng)量，保持5分鐘，回至控制應(yīng)力，再測(cè)量伸長(zhǎng)量。

（4）錨固時(shí)測(cè)量回縮量，張拉頂油壓回零，測(cè)量總回縮量及夾片外露量。

（5）預(yù)應(yīng)力張拉應(yīng)以漸進(jìn)的和均勻的速度從兩端同時(shí)進(jìn)行，鋼束伸長(zhǎng)值與設(shè)計(jì)的理論計(jì)算伸長(zhǎng)值相差不應(yīng)超過6%。若超過，則應(yīng)停止張拉，分析原因。

（6）兩端同時(shí)張拉，兩端千斤頂升降壓、劃線、測(cè)伸長(zhǎng)、插墊等工作應(yīng)一致。同一張拉截面的斷絲率不得大于1%，任何情況下都不允許鋼束整根拉斷。

（7）張拉過程中應(yīng)填寫施工記錄

4 預(yù)應(yīng)力孔道真空壓漿

4.1 封錨

鋼絞線張拉完畢后，清理鋼絞線的工作長(zhǎng)度，在錨具外預(yù)留5厘米長(zhǎng)的鋼絞線，其余工作長(zhǎng)度手提砂輪機(jī)切除，切除過程中注意降溫。封錨混凝土采用C50號(hào)混凝土，模具中的夾片之間以及夾片與鋼絞線間的小縫隙，用水泥砂漿進(jìn)行預(yù)處理，將縫隙填滿，填滿后再用水泥砂漿將將其外露部分全部包裹，漿體層厚度大于2cm，包裹后養(yǎng)護(hù)24h再進(jìn)行壓漿施工。封錨如圖1所示。

圖1 封錨示意圖

4.2 機(jī)具準(zhǔn)備

真空壓漿所需機(jī)具種類很多，數(shù)量也很多，但是主要有水管、水泥拌漿機(jī)、濾網(wǎng)、儲(chǔ)漿罐、機(jī)械活塞式壓漿機(jī)、壓漿管、空氣濾清器、壓力表及真空泵等。設(shè)備連接示意如圖2所示。

圖2 設(shè)備連接示意圖

4.3 試抽真空

將機(jī)具按圖2所示連接好，進(jìn)漿閥之前的可暫時(shí)不連接，關(guān)閉進(jìn)漿閥、排漿閥，打開排氣閥、抽真空閥，擰開進(jìn)循環(huán)水口、開動(dòng)抽真空泵，觀察壓力表的讀數(shù)，當(dāng)壓力表穩(wěn)定達(dá)到-0.06～-0.10MPa的讀數(shù)時(shí)，再進(jìn)行壓漿，否則應(yīng)重新檢查各處封口，再試抽真空。

4.4 水泥凈漿配制

本橋水泥凈漿的配置嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行，這也是確保預(yù)應(yīng)力體系承載力，是質(zhì)量控制的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，水泥凈漿的配置采用自來(lái)水，水泥為52.5，加入U(xiǎn)SA膨脹劑，減水劑采用FDN-5型，其配合比為:0.39:1:0.1:0.01。漿體流動(dòng)度為30～50 s。最大泌水率為2%，泌水在24 h內(nèi)重新全部被漿體吸回。自由膨脹率＜5%。體積收縮率＜2%。初凝時(shí)間宜6h，終凝時(shí)間≤17h。7d強(qiáng)度≥40 MPa。

4.5 壓漿

水泥凈漿制備過程中，同時(shí)準(zhǔn)備壓漿設(shè)備，并且調(diào)試設(shè)備，確保正常工作，水泥凈漿制備好后馬上進(jìn)行壓漿工序，壓漿前將拌漿斗用水濕潤(rùn)，倒凈剩水，防止壓漿斗干燥吸收水泥凈漿中的水，改變了配比，影響將體的強(qiáng)度。壓漿過程中保證壓漿順暢，保證管道內(nèi)漿體飽滿。

4.6 設(shè)備清理

逐個(gè)對(duì)預(yù)應(yīng)力管道進(jìn)行壓漿，壓漿完畢及時(shí)對(duì)壓漿設(shè)備進(jìn)行清理，真空泵的出水管進(jìn)行折疊，讓水從高強(qiáng)透明膠管反流而出，再用清水對(duì)濾清器和透明膠管進(jìn)行反復(fù)沖洗，直至干凈。進(jìn)漿閥及排氣閥在壓漿后保持45分鐘后再進(jìn)行拆除，拆除后把壓漿口進(jìn)行封堵，確保密實(shí)。在結(jié)束一天的壓漿工作后，將所有機(jī)械設(shè)備進(jìn)行清洗，把上面的水泥漿沖洗干凈，不能在設(shè)備上凝結(jié)。

4.7 質(zhì)量控制要點(diǎn)

（1）水泥凈漿質(zhì)量控制。確保凈漿水灰比不變，壓漿中要求壓力穩(wěn)定，保證壓漿豐滿，為達(dá)到漿體密實(shí)，可以采用二次壓漿提高漿體強(qiáng)度。

（2）管道密封控制。抽真空的目的是隔離預(yù)應(yīng)力筋和氧氣，不讓他們發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，確保預(yù)應(yīng)力筋的強(qiáng)度和應(yīng)力，若管道密封不好，管道內(nèi)形成不了真空，預(yù)應(yīng)力將喪失承載能力，嚴(yán)重影響梁的使用安全性能，實(shí)際工程中因?yàn)轭A(yù)應(yīng)力筋喪失承載能力，橋梁拆除和垮塌的案例比比皆是。

（3）壓漿完畢后控制。壓入的水泥凈漿在基本不流通后，拆除壓漿閥及排氣閥，這個(gè)時(shí)間一般控制在壓漿后45～60分鐘，過早或者過晚都不合適，設(shè)備拆除后，開口用事先加工好的木塞塞緊，防止空氣進(jìn)入，確保壓漿質(zhì)量。

5 結(jié)論

本文對(duì)汾河特大橋連續(xù)箱梁預(yù)應(yīng)力施工進(jìn)行了控制設(shè)計(jì)，分別對(duì)三向預(yù)應(yīng)力管道安裝的施工控制進(jìn)行了設(shè)計(jì)，管道的定位是否準(zhǔn)確是關(guān)鍵所在。預(yù)應(yīng)力筋穿束要避免扭絞現(xiàn)象，嚴(yán)格按照張拉工序進(jìn)行施工，張拉過程中應(yīng)填寫施工記錄?？椎缐簼{中的水泥漿要保證配合比良好，壓漿完畢設(shè)備計(jì)算進(jìn)行清理。

[1]連續(xù)箱梁預(yù)應(yīng)力管道真空灌漿施工及質(zhì)量控制[J].劉戰(zhàn)峰.科技傳播.2013(4)

[2]太長(zhǎng)高速瀟河大橋箱梁預(yù)應(yīng)力張拉技術(shù)分析[J].周和平.山西交通科技.2010(3)

[3]箱梁預(yù)應(yīng)力張拉過程的質(zhì)量控制[J].李寶亭.河南水利與南水北調(diào).2013(8)

[4]40m箱梁預(yù)應(yīng)力智能張拉的施工質(zhì)量控制[J].任三虎.甘肅科技縱橫.2013(8)

[5]大噸位曲線箱梁預(yù)應(yīng)力的施工質(zhì)量控制[J].張洪軍,郭玉山,郝廣成,辛?xí)曰?施工技術(shù).2006(3)

[6]東周水庫(kù)大橋箱梁預(yù)應(yīng)力施工[J].肖華只.山西建筑.2004(11)

吳守民，男，1983年08月11日，項(xiàng)目副經(jīng)理，工程師，研究方向，計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)，土木工程。