南京三橋接線連續箱梁橋預應力施工質量控制

摘 要:本文以南京長江三橋接線工程為工程背景，對預應力施工過程的質量控制做了詳細的介紹。文中論述了主線橋在預應力施工過程中如何控制預應力張拉質量，介紹了預應力施工各工藝流程，如何對管道、預應力筋和錨具安裝過程中進行詳細檢查，怎樣合理安排預應力張拉順序和程序，提出對張拉伸長值進行計算復核，同時對比實際發生的張拉伸長值，最后做差值判定。該文為其它類似橋梁預應力施工質量控制提供參考。

關鍵詞:預應力 質量控制 張拉

中圖分類號:U445.57文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)04(c)-0042-02

南京長江第三大橋接線工程的主線橋、引橋上部為預應力砼連續箱梁，箱梁采用單箱單室、單箱雙室、單箱三室結構，除少數為鋼筋砼結構外，均為雙向全預應力砼結構。在跨徑方向，箱梁腹板及頂、底板內布置縱向預應力鋼束，在箱梁頂板內設有橫向預應力鋼束，在橫隔梁內也設置橫向預應力鋼束。預應力工程質量控制是南京三橋工程建設中工程質量控制關鍵環節，是提高預應力砼橋梁結構的耐久性的必要條件。本文主要討論了南京三橋接線工程中的主線橋橋梁預應力工程質量控制的關鍵工序—— 預應力張拉的質量控制。

1 預應力工藝流程

1.1 主線橋段采用一般壓漿的預應力施工工藝流程

搭設支模架→堆載預壓→綁扎箱梁底板及腹板鋼筋→安裝底板及腹板金屬波紋管、穿入預應力鋼絞線→安裝芯?！壴敯邃摻睢惭b板面縱橫向金屬波紋管、穿入預應力鋼絞線→澆筑砼→養護→張拉預應力筋→切割鋼絞線、封堵錨具→灌漿→封頭。

2 管道、預應力筋、錨具安裝

2.1 主線橋管道、預應力筋、錨具安裝

2.1.1 縱向束

(1)腹板內的縱向束為連續多波曲線束，由平直線段、斜直線段及圓弧彎曲段(彎曲半徑為5m)，頂板及底板內的縱向束均為平直線束。(2)孔道金屬波紋管安裝時應曲線流暢，直線段與圓弧彎曲段過渡平順，先按計算定位鋼筋位置固定，安裝后對個別不平順處做調整(如圖1、2)。(3)安裝張拉端承壓板時錨墊板應與孔道垂直，加強局部承壓的螺旋筋圈與圈的間距應保證有50～60mm，螺旋筋必須緊貼鑄鐵喇叭管承壓板背面(如圖3、4)。(4)預應力鋼絞線對腹板曲線束可采用先安裝波紋管，后逐根穿入。穿鋼絞線時頭部應包裹膠布或戴子彈頭殼帽，以免戳穿波紋管。頂板及底板直線束施工節段內的通過束，采用綁扎頂、底板鋼筋時，采用托起預應力鋼絞線束，波紋管分節套住鋼絞線束。(5)縱向束的管道、張拉端和固定端、預應力筋全部安裝完成后，澆砼前做全面檢查。

2.1.2 隔板橫向束

(1)隔板橫向束預應力短束，預應力筋布置密集，張拉噸位較大。金屬波紋管的安裝要求同腹板縱向長束。(2)張拉端端部安裝時，注意螺旋筋必須緊靠鑄鐵承壓板背面。(3)灌漿孔可直接設置在鑄鐵承壓板上，安裝時注意將鑄鐵承壓板的灌漿孔位置處于上方。

2.1.3 頂板橫向束

(1)頂板橫向束采用金屬扁波紋管留孔，施工圖設計成兩端為張拉端形式可一端張拉。(2)金屬扁波紋管用鋼帶制管時要注意保證規定的波高，以增加剛度。由于設計規定采用60×19mm扁波紋管，必要時可做張拉摩擦損失試驗，當摩擦損失偏大時，可改為60×22mm(以往工程測試表明高度19mm的扁波紋管摩擦損失偏大)。(3)安裝張拉端頭部時，注意保證金屬波紋管插入喇叭管內一定長度，接口處用膠帶密封，喇叭管內塞入廢紙填充，以免漏漿。螺旋筋緊靠鑄鐵承壓板端面(如圖5、6)。(4)灌漿孔設置在鑄鐵承壓板上，安裝時孔內用海綿等物填塞，灌漿前清孔。

3 預應力張拉順序與程序

3.1 主線橋預應力張拉順序

(1)施工圖設計要求:混凝土強度至少要達到設計強度的90％時，方可張拉預應力筋。所有索的張拉均采用雙控，張拉順序應注意對稱進行。主線橋箱梁縱向預應力鋼束均為一端張拉，腹板與底板鋼束張拉順序為先腹板后底板，腹板從高處束開始向低處束順序張拉，底板束先中間后兩側。左右腹板束及頂、底板束均沿箱梁中心線對稱張拉，每個工作面上必須至少保持不少于兩臺千斤頂同時操作。(2)張拉順序中先張拉腹板曲線束是保證箱梁底模適當脫模需要。從高到低張拉腹板束要嚴格對稱，防止扭曲。頂、底板束為直線束，可相對對稱沿梁中心線，先短束后長束對稱張拉。

3.2 預應力張拉程序

(1)張拉控制應力σk嚴格按照設計圖紙和規范要求進行施工。(2)綜合施工圖設計要求及相應規范的要求，主線橋的張拉程序為:0→初應力→2×初應力→1.03σcon(錨固)程序中張拉控制應力前的1.03系數可以理解為夾片錨處的折角預應力損失，超張后能保證設計的錨下控制應力。(3)張拉程序中的初應力應根據留孔材料的摩擦系數(κ、μ值)、孔道的長度等做從張拉端至固定端(或兩端張拉的對稱點處)的預應力摩擦損失計算后，由摩擦損失率的大小決定其值。必要時，在全面開展預應力張拉前，在施工現場做試張拉的孔道摩擦損失試驗，測定預應力損失率及摩擦系數，用于直接指導預應力張拉操作。

4 預應力張拉

4.1 千斤頂與壓力表的標定

(1)進入各標段施工現場的張拉千斤頂與壓力表應配套標定，并配套使用。標定時千斤頂活塞的運行方向應與實際張拉方向一致。張拉設備的表定期限不應超過半年。(2)張拉設備的正常使用范圍宜在25～90%的額定張拉力。油管的超長、超高會影響壓力表的讀數。冬季和夏季油泵使用液壓油的粘度不同，對壓力表讀數有一定影響。(3)千斤頂與壓力表配套標定后，施工現場可根據有主管部門授權的法定計量試驗室出具的標定報告，根據指定的張拉程序，計算分級張拉力(kN)，在相應的標定區間內做線性內插，算出各級張拉力下的壓力表讀數。

4.2 張拉伸長值的計算復核

4.2.1 主線橋張拉伸長值

(1)主線橋的施工圖設計中對預應力鋼束給出了每聯左右幅箱梁的材料數量及張拉伸長量表。在附注中，說明了表中鋼束的伸長量未計入張拉工作段的伸長值，其值為0.2σk至σk的伸長量，施工時有±6%的誤差。(2)設計人員計算張拉伸長量時，取κ=0.0015，μ=0.23。按此技術參數，預應力施工技術人員可對施工圖中設計人員給出的張拉伸長值作計算復核。

4.3 實際張拉伸長值量測

由于張拉前鋼絞線束平躺在孔道中，未處于自然繃緊狀態，不宜直接在鋼絞線做平面標記。正確的做法為(圖7):(1)在張拉端部依次安裝工作錨、千斤頂和工具錨，安裝錨具夾片時要求縫隙均勻，基本擊緊，松緊一致；(2)按設計的張拉程序將鋼絞線張拉至初始應力，使鋼絞線處于繃緊狀態，在千斤頂尾部的工具錨后用白色油漆筆在各根鋼絞線上做出平面狀初應力下刻度線記號；(3)千斤頂連續倒缸張拉鋼絞線束，張拉至張拉程序要求的最大張拉終應力時，再在千斤頂尾部的工具錨后用白色油漆筆在各根鋼絞線上做出平面狀終應力下刻度線記號；(4)現場量取從初應力至終應力間的實測伸長值△L1(應扣除千斤頂穿心孔內從初應力至終應力差值的彈性伸長)。

4.4 張拉數據整理

(1)施工現場預應力張拉質量控制的內容有:正確的預應力張拉操作、用壓力表控制的各級張拉力、量取實際張拉伸長值、檢查有無滑絲或斷絲、錨固后夾片的平整度等。(2)作為驗收技術資料，現場量取的實際張拉伸長值應做張拉數據整理，與施工圖設計給出的張拉伸長值(必要時做修正)做對比，檢查是否符合差值控制范圍要求，以判定張拉是否正常及有無堵孔等。(3)整理張拉數據時，先根據從初應力至終應力之間量取的實際伸長值讀數△L1，由△L1推算初應力以下的推算伸長值△L2(或采用相鄰級的伸長值)，得到預應力筋張拉實際伸長值△L(0→1.0σk)。當采用:初應力→1.03σk的張拉程序時，要做按相似三角形原理的計算歸化，將其實測伸長數據仍表達為0→1.0σk的值。統一整理計算成0.2σk→σk的區間值，以便直接與施工設計圖中給出的張拉伸長值對比，做差值判定。

5結語

預應力工程質量控制是橋梁工程建設中質量控制關鍵環節，其中預應力張拉的質量控制又是預應力工程質量控制的關鍵工序。在施工過程中應重點對預應力施工各工藝流程進行質量控制。對管道、預應力筋和錨具安裝過程中進行詳細檢查，合理安排預應力張拉順序和程序，對張拉伸長值進行計算復核，同時對比實際發生的張拉伸長值，最后做差值判定。

參考文獻

[1]交通部規范.公路橋涵施工技術規范.(JTJ041-2000).北京:人民交通出版社，2000.

[2]交通部規范.公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范.(JTG D62-2004).北京:人民交通出版社，2004.

[3]朱新實，劉效堯.預應力技術及材料設備[M].北京:人民交通出版社，2004.

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