預(yù)應(yīng)力空心板斜對稱后張法施工工藝

陳慶忠，梁建威 ，任延生

（1.山東水利工程總公司，山東 濟(jì)南 250014；2.山東省水利工程局，山東 濟(jì)南 250013）

北放水橋和南固城橋是16 m后張法預(yù)應(yīng)力空心板上部結(jié)構(gòu)的公路橋，屬南水北調(diào)中線京石段應(yīng)急供水工程跨渠交叉建筑物。兩橋共有30片預(yù)應(yīng)力空心板，高750 mm，寬1 240 mm，C40混凝土預(yù)制；采用Φ70 mm（內(nèi)徑）金屬波紋管預(yù)留孔道；高強(qiáng)度低松弛1 570級(jí)4束6ΦJ15.2鋼絞線配合OVM15-6錨具張拉，設(shè)計(jì)錨下張拉控制力為1 125 MPa，孔口摩擦系數(shù)按3%考慮；C50純水泥漿孔道壓漿。

1 預(yù)應(yīng)力張拉準(zhǔn)備

1）構(gòu)件檢查。檢查內(nèi)容包括：預(yù)留孔道尺寸與位置是否正確，有無局部彎曲；孔道端部的預(yù)埋鋼板是否垂直孔道軸線；孔道接頭處是否漏漿；灌漿孔和排氣孔位置是否符合設(shè)計(jì)要求。如果孔道不夠暢通，利用空氣壓縮機(jī)將孔道內(nèi)的雜物清除出來，再用高壓水槍沖洗孔道，保證穿筋孔道暢通。

2）鋼絞線制作及穿束。將通過試驗(yàn)檢驗(yàn)和現(xiàn)場檢查合格的鋼絞線束，先用22#鐵絲綁扎好，然后由孔道一端逐漸穿向另一端，直至兩端均滿足張拉長度要求為止。同時(shí)穿束過程中盡量減少與波紋管的摩擦，以防22#鋼絲松動(dòng)，造成鋼絞線打絞，加壓時(shí)產(chǎn)生錯(cuò)位糾纏，受力不均，引起斷絲或發(fā)生預(yù)應(yīng)力不夠的現(xiàn)象，影響工程質(zhì)量。

3）安裝錨具及張拉設(shè)備。將有出廠合格證并通過試驗(yàn)檢驗(yàn)和現(xiàn)場檢查合格的工作錨具和工作夾片穿在鋼絞線上，然后把鋼絞線伸出千斤頂?shù)闹鞲祝⑻咨瞎ぞ咤^墊板、錨具和工具夾片。安裝時(shí)一定要分清工作錨具、夾片和工具錨具、夾片，不能將其混用，并且不能重復(fù)使用工作錨具、夾片。安裝到位后，及時(shí)進(jìn)行張拉，以防因銹蝕而產(chǎn)生滑絲、斷絲。

4）張拉設(shè)備檢驗(yàn)。首先檢查千斤頂是否與壓力表配套，各種設(shè)備安裝是否符合施工技術(shù)要求。然后檢查直線孔道張拉力的作用線與孔道中心線是否相互重合；曲線孔道鋼絞線張拉力作用線與孔道到末端中心點(diǎn)的切線是否相互重合。對于不滿足要求的設(shè)備和構(gòu)件及時(shí)改正。

2 預(yù)應(yīng)力張拉及伸長量校核

北放水橋和南固城橋預(yù)應(yīng)力空心板共布置4束6ΦJ15.2鋼絞線束，梁板下部為平行的2束水平鋼絞線束N1，梁板上部為平行的2束曲線鋼絞線束N2。

根據(jù)鋼絞線的布設(shè)情況，結(jié)合現(xiàn)場施工設(shè)備，參考《公路工程施工技術(shù)規(guī)范》和設(shè)計(jì)技術(shù)要求，確定后張法預(yù)應(yīng)力空心板張拉方法為梁板下部平行的2束水平鋼絞線束N1采用斜對稱一端張拉，梁板上部平行的2束曲線鋼絞線束N2先斜對稱一端張拉，然后斜對稱另一端補(bǔ)足張拉應(yīng)力。

張拉步驟為：0→初始應(yīng)力 （10%σk）→量測千斤頂缸體、工具夾片和工作夾片外露量并記錄在表內(nèi)→100%（σk）→量測千斤頂缸體、工具夾片外露量并記錄在表內(nèi)→持續(xù)荷載2 min→逐步使油壓表回零→退出工具夾片、錨具和千斤頂→量測工作夾片外露量并記錄在表內(nèi)→錨固工作錨具和工作夾片→計(jì)算實(shí)際伸長量→校核實(shí)際伸長量和理論伸長量→分析伸長量偏差可控度及產(chǎn)生的原因→及時(shí)糾偏。

張拉過程中采用張拉應(yīng)力與伸長量雙重控制，以張拉應(yīng)力控制為主，以實(shí)際伸長量與理論伸長量比較進(jìn)行校核，主要包括預(yù)應(yīng)力張拉和伸縮量的量測、計(jì)算及對比分析。

2.1 預(yù)應(yīng)力張拉

張拉過程分為初張拉和正式張拉2個(gè)階段，具體情況如下：

初張拉。檢查錨具和張拉設(shè)備無誤后，采用2套率定好的千斤頂和配套油泵、油表，在預(yù)應(yīng)力空心板兩端斜對稱同時(shí)張拉平行的2束鋼絞線束N1或N2，為了使鋼絞線均勻受力，正式張拉前將斜對稱兩端千斤頂同時(shí)加載到10%的控制應(yīng)力后打緊夾片，千斤頂主缸回油至自然狀態(tài)。

正式張拉。首先對斜對稱兩端千斤頂主缸要同時(shí)進(jìn)油，使油壓表讀數(shù)達(dá)到10%σk初始應(yīng)力值后停機(jī)持荷，此時(shí)在鋼絞線上做好明顯標(biāo)記，并量測當(dāng)前狀態(tài)下千斤頂油缸外露量A1，工具夾片外露量B1和錨固端工作夾片外露量C1,并做好記錄；然后再對兩端千斤頂同時(shí)緩慢進(jìn)油張拉，且保證油壓表讀數(shù)上升速度相同，使空心板不產(chǎn)生扭矩，破壞空心板的質(zhì)量，油壓表讀數(shù)達(dá)到100%σk應(yīng)力值后停機(jī)持荷2 min，并量測當(dāng)前狀態(tài)下千斤頂油缸外露量A2和工具夾片外露量B2，并做好記錄。最后，逐步使油壓表回零，退出工具夾片、錨具和千斤頂，再次量測錨固端工作夾片外露量C2，并做好記錄。

張拉平行的2束曲線鋼絞線N2時(shí)，還需在預(yù)應(yīng)力空心板鋼絞線束的另一端進(jìn)行上述步驟的操作，以補(bǔ)足張拉應(yīng)力。同時(shí)量測出10%σk應(yīng)力狀態(tài)下的千斤頂油缸外露量A3、工具夾片外露量B3、錨固端工作夾片外露量C3和100%σk應(yīng)力狀態(tài)下的千斤頂油缸外露量A4、工具夾片外露量B4、錨固端工作夾片外露量C4，并做好記錄。

張拉結(jié)束后，及時(shí)對工作錨具和工作夾片進(jìn)行錨固。

2.2 實(shí)際伸長量計(jì)算

鋼絞線束N1實(shí)際伸長量△L為：

鋼絞線束N2實(shí)際伸長量△L為：

其中，A2-A1和A4-A3為自 10%σk開始時(shí)至100%σk時(shí)千斤頂油缸伸長量；B1-B2為工具夾片內(nèi)縮量；C1-C2為工作夾片內(nèi)縮量；D和D1為10%σk以下推算伸長量，采用理論伸長量的10%。

2.3 伸長量對比分析

計(jì)算出實(shí)際伸長量后，將實(shí)際伸長量與理論伸長量進(jìn)行對比，產(chǎn)生的伸長量偏差有如下2種情況：

3 孔道灌漿及封錨

3.1 孔道灌漿

錨固完成后，及時(shí)進(jìn)行孔道灌漿。首先，利用專用拌漿機(jī)將標(biāo)號(hào)為42.5的袋裝普通硅酸鹽水泥和潔凈的飲用水按0.38～0.4左右的水灰比拌和成水泥漿液，其稠度控制在1.4～1.8之間，拌和時(shí)間在2 min以上。同時(shí)，利用壓力水槍對波紋管進(jìn)行充分沖洗，濕潤管道，清孔完畢后利用快干性石膏粉對錨頭進(jìn)行密封處理，確保不漏漿。密封時(shí)，操作人員需佩戴防護(hù)手套，防止石膏或速凝劑燒傷手臂。然后，將拌合好的純水泥漿利用壓漿泵從灌漿孔向排氣孔壓漿，當(dāng)排氣孔噴出純漿并穩(wěn)定后，封閉排氣孔，繼續(xù)加壓至0.7 MPa，持荷3 min后封閉壓漿孔。同時(shí)還要做好灌漿記錄，以便出現(xiàn)問題時(shí)能夠準(zhǔn)確、及時(shí)地查找、分析原因。施工人員也需佩戴防護(hù)鏡，防止水泥漿濺入人眼，造成傷害。

灌漿時(shí)，每一工作班至少留取3組70.7 mm×70.7 mm×70.7 mm的立方體試件，并標(biāo)養(yǎng)28 d，檢查其抗壓強(qiáng)度，作為評(píng)定水泥漿質(zhì)量的依據(jù)。

灌漿完畢后，抽查孔道灌漿的密實(shí)情況，發(fā)現(xiàn)不夠密實(shí)的，及時(shí)處理和糾正。

3.2 鋼絞線割除及構(gòu)件封錨

孔道灌漿完成3 d內(nèi)不得碰撞工作錨具，3 d后，在距工作夾片5 cm處，利用砂輪切割機(jī)切除多余鋼絞線。待水泥漿達(dá)到一定強(qiáng)度后，將外露錨具和鋼絞線用混凝土進(jìn)行封錨。

4 結(jié)語

預(yù)應(yīng)力空心板斜對稱后張法施工工藝，不僅充分發(fā)揮了材料的效能，減小了混凝土構(gòu)件的體積和重量，提高了混凝土的剛度、抗裂性和耐久性，克服了鋼筋混凝土構(gòu)件過早出現(xiàn)裂縫的缺點(diǎn)，而且減少了張拉設(shè)備的投入，降低了施工成本，易于掌握和施工，為類似工程的施工提供了一定參考經(jīng)驗(yàn)。但是，預(yù)應(yīng)力張拉過程中伸長量的精確量測等難點(diǎn)仍需不斷摸索和總結(jié)。