向成恩

摘 要：因現(xiàn)澆箱梁結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工程所處環(huán)境多變，需依據(jù)工程實際情況確定施工要點，保證施工質(zhì)量。本文首先闡述了后張法預(yù)應(yīng)力工藝原理、特征，其次對應(yīng)用優(yōu)勢進行總結(jié)，然后結(jié)合實例論述了現(xiàn)澆箱梁后張法預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量控制要點。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)澆箱梁;后張法;預(yù)應(yīng)力;質(zhì)量控制

0 引言

隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)模的不斷擴大，工程施工技術(shù)日益進步。后張法預(yù)應(yīng)力施工在現(xiàn)澆箱梁中的應(yīng)用效果良好，將鋼絞線等作為公路橋梁、路基高邊坡抗滑加固等施加預(yù)應(yīng)力的主要載體，在大型構(gòu)件與現(xiàn)澆構(gòu)件中應(yīng)用廣泛。因預(yù)應(yīng)力對工藝要求嚴(yán)格，施工時必須對各影響因素進行綜合考量，提前編制防治方案，并且加強現(xiàn)澆箱梁后張法預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量控制。

1 后張法預(yù)應(yīng)力工藝概述

1.1 工藝原理

所謂后張法是指在混凝土澆筑前按照設(shè)計要求布設(shè)孔道，后開展構(gòu)件混凝土澆筑作業(yè)。當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)強度達到設(shè)計要求，將混凝土構(gòu)件與結(jié)構(gòu)自身作為張拉支座進行預(yù)應(yīng)力筋張拉，此時混凝土構(gòu)件會受到反復(fù)擠壓[1]。當(dāng)施加的張拉力達到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)則需在張拉端對預(yù)應(yīng)力筋進行錨固處理，便實現(xiàn)了混凝土構(gòu)件應(yīng)力施加目標(biāo)。工藝流程如圖1所示。

1.2 工藝特征

后張法預(yù)應(yīng)力工藝特征如下：預(yù)應(yīng)力筋錨固必須使用尺寸等匹配的高質(zhì)量錨夾器具;預(yù)應(yīng)力筋的線型必須科學(xué)設(shè)計，且布設(shè)十分靈活，可按照構(gòu)件截面承受的荷載水平規(guī)劃線型。

2 后張法預(yù)應(yīng)力工藝優(yōu)勢

在工程中采用后張法預(yù)應(yīng)力工藝，需按照結(jié)構(gòu)強度要求對混凝土澆筑作業(yè)進行合理布設(shè)，當(dāng)混凝土強度達到75%時開展張拉預(yù)應(yīng)鋼材作業(yè)，切實提高了預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與牢固性[2]?，F(xiàn)澆箱梁工作中應(yīng)用該工藝可提高箱梁的防腐、耐久性能。對以往技術(shù)應(yīng)用工程資料研究發(fā)現(xiàn)，后張法預(yù)應(yīng)力工藝操作便捷，可提高施工效率，降低建設(shè)成本，應(yīng)用價值較高。所以，施工單位需熟練掌握后張法預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)要點，并結(jié)合現(xiàn)澆箱梁工程的實際情況，做好前期準(zhǔn)備工作，明確各施工階段作業(yè)重點，以提高工程施工質(zhì)量。

3 實例分析現(xiàn)澆箱梁后張法預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量控制要點

某軌道交通工程線路全長32.859 km，地下線全長8.533 km，地面線全長2.599 km。項目施工段全程7.012 6 km。本標(biāo)段區(qū)間橋梁長度為6 457 m，上部結(jié)構(gòu)為C50砼單箱單室鋼筋預(yù)應(yīng)力箱梁和變截面單箱雙室鋼筋預(yù)應(yīng)力箱梁，采用了滿堂紅支架現(xiàn)澆施工方案。標(biāo)段中高架區(qū)間內(nèi)分布有128聯(lián)梁，其中：雙線連續(xù)梁29聯(lián)，簡支梁63聯(lián)。單線連續(xù)梁8聯(lián)，簡支梁23*2聯(lián)，雙線變截面梁3聯(lián)，單線變截面梁2*2聯(lián)。最大梁長148 m，主跨68 m，箱梁截面高度最低1.8 m，最高4.5 m。因該工程施工規(guī)模大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，采用了后張法預(yù)應(yīng)力施工工藝，但是工藝操作難度較大，為確保施工質(zhì)量，施工單位確定了質(zhì)量控制要點，如下：

3.1 錨索加工及穿索

該工程施工標(biāo)段預(yù)應(yīng)力鋼束選用Φ15.24高強度、低松弛的鋼絞線，標(biāo)準(zhǔn)強度為1 860 MPa，采用自錨式拉絲錨固體系，張拉體系則采用YCWB型自鎖式千斤頂，通過預(yù)埋塑料波紋管形成管道。

3.1.1 預(yù)應(yīng)力原材料進場抽檢與保管

（1）預(yù)應(yīng)力鋼絞線。在鋼絞線入場前需對其外觀進行盤查，若表面有裂紋、機械損傷、氧化鐵皮、油劑、麻坑等不得投入使用。施工單位需組織專人對鋼絞線進行分批檢驗，每批檢測的材料重量控制在60 t以內(nèi)，抽取其中三盤鋼絞線，截取端部開展質(zhì)量、直徑偏差與力學(xué)性能等試驗內(nèi)容。（2）預(yù)應(yīng)力筋錨具。抽取10%錨具對外觀與尺寸進行逐一檢查，硬度與預(yù)應(yīng)力筋錨具組裝件需進行靜載錨固性能試驗，檢測無誤后密封保存在干燥空間內(nèi)[3]。（3）塑料波紋管。對塑料波紋管逐一檢查，不得有砂眼、咬口松弛等問題。

3.1.2 鋼束加工

鋼絞線堆放場地必須平整干凈，地面無積水，下料長度控制標(biāo)準(zhǔn)以孔道長度、張拉長度為準(zhǔn)，下料過程中可使用砂輪機進行切割。已經(jīng)完成下料的鋼束需編號，捆綁成束，堆放時底部必須架空。

3.1.3 鋼束穿束

（1）波紋管定位、連接。該工程波紋管管道是采用定位鋼筋加工呈“井”字型，縱向管道間隔距離<1 m;曲線位置需增加密度，間隔距離<0.5 m。后將波紋管固定于模板內(nèi)指定位置。曲線孔道最高位置的開口位置設(shè)有排氣管，后使用膠帶進行密封處理。工程所用波紋管接頭長度根據(jù)管徑進行設(shè)置，管徑為40 mm～65 mm，長度為200 mm;管徑為70 mm～85 mm，長度為250 mm;管徑>90 mm，長度為300 mm。波紋管接頭位置必須使用小錘反復(fù)敲打，保證界面平整。（2）墊板安裝。預(yù)應(yīng)力束的張拉端，需要先套上螺旋筋，后按照設(shè)計要求樁錨墊板，錨墊板位置應(yīng)與波紋管保持垂直，與波紋管連接位置必須做好密封處理。螺旋筋設(shè)置于錨墊板周邊，通過電焊固定錨墊板位置。（3）預(yù)應(yīng)力筋穿束。該工程預(yù)應(yīng)力筋穿束采用“后穿法”，穿束順序為由上至下，先兩側(cè)后中間。在穿束作業(yè)前，需按照統(tǒng)一格式對鋼束進行編號，測量鋼束長度。短束人工穿束即可，長束則需借助卷揚機或穿束機形成一定的牽引力，后將網(wǎng)套與預(yù)應(yīng)力鋼束連接起來。穿束時，應(yīng)有人在現(xiàn)場指揮，若發(fā)現(xiàn)卷揚機或穿束機有異常需立即停止?fàn)恳．?dāng)鋼束頭在上下坡位置時，卷揚機或穿束機每牽引1 m就停頓一次，待確定設(shè)備正常后方可繼續(xù)。當(dāng)穿束作業(yè)即將結(jié)束，施工人員需隨時報備鋼束長度數(shù)據(jù)。

3.2 預(yù)應(yīng)力張拉

3.2.1 拉伸順序

拉伸必須依據(jù)該工程設(shè)計方案中規(guī)定的順序進行，即底腹板前于背面，短線纜前于長線纜，外部前于內(nèi)部順序，而結(jié)構(gòu)兩側(cè)必須對稱施工。

3.2.2 張力控制

張拉分為四個階段進行控制，分別為10%、20%、50%、100%，當(dāng)階段性張拉作業(yè)結(jié)束后對活塞的伸長量進行測量，當(dāng)張拉力達到理論值后開展5 min持荷作業(yè)，當(dāng)回油夾自動縮回后立即鎖定，對活塞的延伸梁進行測量，以此確定千斤頂內(nèi)部鋼絞線的伸長量與夾片的返回行程量，記錄這兩項數(shù)據(jù)總和。同時，嚴(yán)格控制張拉力與拉伸量。

①預(yù)應(yīng)力鋼束理論伸長值（mm）計算：

式中：—預(yù)應(yīng)力束的平均張拉力，單位為N;—預(yù)應(yīng)力鋼筋長度，單位為mm;—預(yù)應(yīng)力束截面面積，單位為mm2;—預(yù)應(yīng)力束彈性模量，單位為N/mm2。

該工程所用預(yù)應(yīng)力筋的平均張拉力計算如下：

式中：—預(yù)應(yīng)力筋張拉端的張拉力，單位為kN;—張拉端至計算截面曲線孔道部分切線的夾角之和，單位為;—孔道每米局部偏差對摩擦的影響系數(shù)，取值0.001 5;—預(yù)應(yīng)力筋與孔道壁的摩擦系數(shù)，取值0.25。

②特殊情況下計算：

當(dāng)孔道線型為直線且不存在局部偏差的摩阻，公式簡化如下：

③預(yù)應(yīng)力筋張拉力計算：

式中：—預(yù)應(yīng)力筋張拉端的張拉力，單位為kN;—預(yù)應(yīng)力筋的平均張拉控制應(yīng)力，單位為MPa;—預(yù)應(yīng)力束截面面積，單位為mm2;—同時張拉時鋼絞線數(shù)量;—超張拉系數(shù)，不超張拉時為1.0。

④實際伸長量計算：

式中：—從初應(yīng)力至控制張拉應(yīng)力間的實測伸長值，單位為cm;—初應(yīng)力時推算伸長值，單位為cm，可采用相鄰級伸長度。

預(yù)應(yīng)力張拉施工過程中，按照張拉力對伸長量進行校核，控制測量所得伸長量與理論計算值誤差，允許范圍為±6%;若誤差超出±6%，則需立即停止張拉，發(fā)現(xiàn)問題所在具體位置，應(yīng)立即校正[4]。

3.3 壓漿與封錨

在預(yù)應(yīng)力筋張拉應(yīng)力穩(wěn)定后進行錨固，后使用砂輪機將多余的預(yù)應(yīng)力筋切除。錨固切割后預(yù)應(yīng)力筋外露長度>30 mm，外露部分用混凝土漿封錨。

壓漿是后張法預(yù)應(yīng)力施工中最后也是關(guān)鍵的一步，本工程設(shè)計要求采用真空灌注壓漿工藝，在張拉后24 h內(nèi)往張拉孔道內(nèi)壓漿。壓漿過程中，需從曲線管道及豎向孔道最低位置的注漿孔壓入漿液，先壓下層孔道，持續(xù)時間為40 min，壓力為0.5 kPa～0.7 kPa。壓漿后2 d內(nèi)，結(jié)構(gòu)混凝土溫度控制在5℃以上，當(dāng)環(huán)境溫度高于35℃，則漿壓漿作業(yè)安排在夜間進行。

4 結(jié)語

綜上所述，因箱梁是工程結(jié)構(gòu)的主要受力部位，與工程結(jié)構(gòu)整體的安全密切相關(guān)。為此，需準(zhǔn)確掌握各施工技術(shù)要素，對預(yù)應(yīng)力筋、波紋管、張拉、壓漿等進行嚴(yán)格控制，提高操作的規(guī)范性。實踐表明后張法預(yù)應(yīng)力施工效果良好，具有應(yīng)用與推廣價值。

參考文獻：

[1]田茂國.某建筑工程后張法預(yù)應(yīng)力混凝土板施工實例[J].建材與裝飾，2011（4）：212-214.

[2]王德利.淺析預(yù)應(yīng)力混凝土工程的施工質(zhì)量與安全技術(shù)[J].四川水泥，2017（6）：289.

[3]李保軍.夾片式錨具靜載錨固試驗中的影響因素[J].交通世界（建養(yǎng)機械），2012（9）：234-235.

[4]李熊，朱偉鵬.預(yù)應(yīng)力施工時的伸長量計算與測量控制[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2013（17）：1-4.