紅星路南延線沈陽路跨線橋后張法預應力施工技術

王大鵬，趙建波

(中國水利水電第七工程局有限公司第一分局，四川彭山 620860)

紅星路南延線沈陽路跨線橋后張法預應力施工技術

王大鵬，趙建波

(中國水利水電第七工程局有限公司第一分局，四川彭山 620860)

后張法預應力施工技術是橋梁工程施工中非常重要的一項施工技術。該技術施工效果好、可節省施工材料、增大結構跨度、減少結構自重，提高橋梁的綜合效益。結合紅星路南延線沈陽路跨線橋工程后張法預應力施工，介紹了該項技術的主要施工工藝，可為類似工程提供參考。

后張法;預應力;技術;紅星路南延線;跨線橋

1 概述

紅星路南延線沈陽路跨線橋上跨沈陽大道，主橋上部結構為35m+50m+35m的現澆變高預應力混凝土連續箱梁，箱梁橫截面設計為直腹式箱梁，橋寬23m。預應力混凝土連續梁按混凝土預應力A類構件進行設計，采用腹板通長束與頂底板短束相結合的布置方式，腹板束錨固在箱梁兩端的梁頂，頂底板束則通過錨塊錨固在箱內的頂、底板上。主橋下部結構為樁基礎輕型橋臺和承臺，樁基為鋼筋混凝土鉆孔灌注樁，直徑1．8 m，樁長為23m。橋墩為花瓶型柱式橋墩，2根墩柱間設2根橫系梁，上系梁為預應力混凝土構件，下系梁為普通鋼筋混凝土構件。全橋鋼筋制安785t，預應力現澆C50混凝土2262m3，后張法預應力鋼絞線69t。

2 后張法預應力施工技術特點

現澆箱梁后張法預應力施工技術是當前應用較為廣泛的一種預應力混凝土結構施工技術，其具有以下特點:

(1)橋型構件在建造時不因季節的變化而受影響，可縮短施工工期，降低工程的建設時間成本。

(2)抗裂性好，剛度大。由于對構件施加了預應力，從而大大推遲了裂縫的出現，在使用荷載作用下，構件可不出現裂縫，或使裂縫推遲出現，因此而提高了構件的剛度，增加了結構的耐久性。

(3)提高構件的抗剪能力。縱向預應力鋼筋可起到錨栓的作用，阻礙著構件斜裂縫的出現與展開，同時，預應力混凝土梁的曲線鋼筋(束)合力的豎向分力將部分抵消剪力。

(4)節省材料，減小自重。其結構由于必須采用高強度材料，從而可減少鋼筋用量和構件截面尺寸，節省鋼材和混凝土，降低結構自重，對大跨度和重荷載結構具有明顯的優勢。

(5)提高構件的耐疲勞性能。由于其具有強大的預應力鋼筋，在使用階段，因加荷或卸荷所引起的應力變化幅度相對較小，故其可提高抗疲勞強度，這對承受動荷載的結構來說是有利的。

3 施工工藝流程

墊層混凝土施工→承重腳手架搭設→支架預壓→安裝箱梁底模、綁扎鋼筋→焊接定位鋼筋、埋設波紋管→預應力鋼絞線穿束→預埋排氣管→隱蔽工程驗收→混凝土澆筑與養護→預應力張拉、錨固→灌漿→切割外露的多余鋼絞線→錨固防腐處理→混凝土封錨。

4 后張法預應力施工

4．1 材料檢驗與設備校驗

由于預應力施工具有一定的特殊性，應在預應力材料進場后及時進行檢驗和試驗。對鋼絞線按批次進行驗收，檢驗其直徑偏差、表面質量和力學性能。錨具進場后，抽檢其硬度和靜載錨固性能，檢驗合格后方可使用。千斤頂與油壓表配套檢驗時要分組編號，對千斤頂的主動工作狀態(施加壓力)和被動工作狀態(回油)進行檢驗，得出千斤頂的實際壓力與壓力表讀數之間的對應關系并制成圖表。實際使用時，同一組編號的設備應對應該編號的標定曲線，不同組編號不得混用。

4．2 模板的安裝與鋼筋綁扎

模板采用2m×1．2m×2cm的壓光竹膠模板，安裝前先涂一層脫模劑，模板拼縫采用止漿海綿帶貼封。底模板鋪設完畢，全面測量底板縱橫向標高，縱橫向間隔5m檢測一點，根據測量結果將底模板調整到設計標高。底板標高調整完畢后再次檢測標高，若標高不符合要求則需進行二次調整。

鋼筋在加工廠內加工，在支架上綁扎或焊接。鋼筋配合模板安裝分兩次進行，首先綁扎底板和腹板鋼筋，內模板安裝完畢后再綁扎頂板鋼筋。鋼筋施工時應保持模板內的整潔，并防止燒傷模板而影響梁體的外觀。由于鋼筋較密，預應力管道又呈曲線布置，施工中采取了鋼筋避讓波紋管的原則。鋼筋在焊接過程中應對下方的波紋管進行保護，防止火星濺到波紋管上形成孔洞。

4．3 波紋管的埋設

預應力鋼束的孔道采用預埋波紋管成孔，通常采用塑料波紋管。因為塑料波紋管為柔性材料，在鋼絞線穿束過程中不易損壞，故在安裝波紋管前逐根檢查波紋管有無漏縫、孔眼或變形。在波紋管的接頭處采用大一號的波紋管連接，連接管的長度不短于20cm，并用膠帶紙將接縫包扎嚴密，包扎長度不少于6cm，防止漏漿。管道凈截面積至少應為鋼絞線截面積的2～2．5倍，以便于鋼絞線的安裝和后期注漿施工。

在非預應力筋綁扎完成后，按預應力管道坐標設置定位鋼筋，采用φ25鋼筋，間距為50cm。定位筋固定好后即可安裝波紋管，施工過程中要確保管道沿梁長方向偏差≤30mm，梁高方向偏差≤10mm，經檢測合格后方可固定波紋管。在管道的拐點位置尤其要注意定位的準確性，以確保管道線形順暢。

4．4 預應力鋼絞線的下料與穿束

鋼絞線的盤卷小、盤重大、彈力好，因此，在進行下料時，要避免鋼絞線出現彈射傷人的情況。為此，將鋼絞線盤固定在一個鋼筋籠里面，然后從盤卷的中央抽離鋼絞線。下料時，在平整的場地上按下料長度在鋼絞線兩端設置標記、定長下料，下料長度=設計長度+錨夾具長度+千斤頂油缸長度+張拉時外漏長度。鋼絞線采用砂輪鋸切割，要求端頭斷面整齊。下好的鋼絞線應逐根理順并按設計要求進行編束，然后每隔1～1．5m用高強鐵絲綁扎固定，鐵絲扣應扣向內側，防止鋼絞線在穿束過程中紊亂。編束后的鋼絞線應編號堆放，防止混用。鋼絞線端頭用膠布或布包裹，防止在穿鋼絞線的過程中刮破波紋管。孔道尺寸較短時，先對單根鋼絞線編號，然后人工穿束;孔道尺寸較長時，可先在孔道中穿鋼絲繩，然后利用卷揚機拖拉穿束，拖拉穿束過程中要注意隨時檢查波紋管位置;孔道長度超過100m時，最好使用功率10kW以上的鋼絞線穿束機穿束。施工中采用由開封市歐維姆預應力設備有限公司生產的15－2型鋼絞線穿束機，單班可完成5束鋼絞線穿束，從而大大地降低了人工勞動強度，提高了施工效率，減少了對波紋管的損壞。

4．5 安裝排氣管

鋼絞線穿束完成后，應進行排氣管的埋設。在波紋管走向的最高處設置排氣孔，在最低處設置排水孔。排氣孔和排水孔的設置方法為:在波紋管上開孔，用一塊帶嘴塑料弧型接頭板用鉛絲同管子綁在一起(內墊海綿墊)，再用塑料管插在嘴上，將其引出超出混凝土面30cm，接頭板的周圍用膠帶纏繞數圈封嚴。

4．6 隱蔽工程的驗收

在澆筑混凝土前，監理、業主、設計、施工單位共同對預應力分項工程進行全面的隱蔽驗收，主要檢查原材料的材質資料是否齊全;波紋管有無破損，接頭是否牢靠;預應力鋼絞線的數量、規格、束形是否符合設計圖紙要求;張拉端和固定端的安裝是否符合工藝要求;鋼筋安裝是否準確，保護層墊塊的安裝是否到位;模板有無錯臺、翹邊等。待各方確認合格后，方可澆筑混凝土。

4．7 混凝土澆筑與養護

箱梁澆筑采用“頂板開口、中間進料、分層澆筑、斜面推進”的澆筑工藝，即在全斷面澆筑的同時，每斷面按設計要求先澆底板，再澆腹板，最后進行頂板澆筑，中間不留施工縫，一次形成。這樣實施，施工荷載一次加完，支架變形一次完成，從而可以防止支架的二次變形和因混凝土硬化、收縮不一致引起的裂縫。由于沒有施工縫，從而使箱梁整體性強，受力性能好且施工工序少，進度快，箱梁外型美觀。

混凝土澆筑時，嚴禁踩踏波紋管、定位鋼筋、排氣管及端部預埋件。振搗時，振動棒不得觸碰波紋管與錨具，以確保預應力筋的束形和錨具的位置準確。混凝土入倉采用兩臺45m混凝土泵車，由一端向另外一端依次入倉澆筑。混凝土澆筑完成后注意養護，以確保混凝土有足夠的強度;若發現有不密實和空鼓現象，必須在張拉前進行修補。混凝土澆筑后2～3h內，可用卷揚機輕微拖拉鋼絞線束，以確保預應力孔道的順暢。

4．8 預應力張拉

(1)張拉程序。

鋼絞線張拉控制程序為:0→初應力→0．2倍張拉控制應力(確定初始值)→1．05倍張拉控制應力(持荷5min)→錨固。

(2)張拉原則。

當混凝土強度達到設計強度的80%時方可張拉。鋼絞線長度小于25m時，采用單端張拉;鋼絞線長度大于25m時，采用雙端對稱張拉。對稱張拉時，應避免梁體截面呈偏心受壓狀態，先張拉靠近截面重心處的鋼絞線，后張拉距截面重心較遠的鋼絞線。張拉采用以應力控制為主，鋼絞線伸長量控制為鋪，用鋼絞線伸長量進行校核的雙控張拉工藝。所有的張拉機具必須經校核檢驗合格并在規定的使用周期內使用。

(3)張拉施工。

分級張拉時的初始應力一般為設計應力的10%，第二級應力為設計應力的20%，在實測第二級和第一級之間的伸長量后，可計算出初始應力的伸長量。第三級應力張拉至1．05倍張拉控制應力間的分級次數可根據設計張拉噸位的大小、千斤頂的理論伸長量進行確定。每級張拉時，應將實際的張拉力和實際的伸長量做好記錄，并與理論伸長量進行比較。鎖定鋼絞線之前，張拉應由“應力～應變“進行雙控，即將實測鋼絞線的伸長量和理論伸長量做對比，實測伸長量與理論伸長量的差值在理論伸長量的±6%范圍內可鎖定鋼絞線。待張拉應力達到穩定后鎖定鋼絞線，張拉結束;否則應檢查并復核張拉和測量伸長量的過程，查找原因。

每級張拉時，油泵的操作應使拉力均勻緩慢上升，油壓表不得有大范圍的波動，一般使用不低于1．5級精度的壓力表。千斤頂經標定后的理論應力和實際應力誤差不得超過5%且油壓表讀數和千斤頂受力應力基本為一條比例直線。鋼絞線張拉到位后，千斤頂回油鎖定時也應緩慢均勻下降，不得直接回零。

4．9 灌漿及端部處理

預應力張拉結束后，孔道應盡早壓漿且應在24h內完成，否則應采取避免預應力筋銹蝕的措施。灌漿用水泥凈漿的水泥采用標號不低于42．5的低堿普通硅酸鹽水泥，水泥漿水灰比為0．4～0．5，在其中摻入少量的減水劑和膨脹劑，減水劑采用FDN高效緩凝減水劑，膨脹劑采用AEA膨脹劑。灌漿前應對孔道進行清潔并保持孔道濕潤，灌漿應緩慢、均勻的進行，不得中斷并應保持排氣通暢。在灌滿孔道、排出濃水泥漿后封閉排氣管，然后穩壓3～5min后再封閉灌漿孔。對于水平或曲線孔道，其灌漿壓力宜為 0．5～0．7 MPa;對于超長孔道，最大壓力不宜超過1MPa;對于豎向孔道，灌漿壓力宜為0．3～0．4MPa。

張拉、灌漿完畢，用手提砂輪切除外露多余的預應力筋，切除后露出夾片的鋼絞線長度不宜小于其1．5倍直徑且不宜小于30mm。在錨具、承壓板表面及預應力筋端頭處涂環氧樹脂膠泥，用于防止預應力筋銹蝕。封錨應在灌漿完成、對梁端混凝土鑿毛并將其周圍沖洗干凈后設置鋼筋網并澆筑封錨混凝土，封錨采用與結構或構件同強度的混凝土并應嚴格控制封錨后的梁體長度;對于長期外露的錨具，應采取防銹措施。

5 結語

紅星路南延線沈陽路跨線橋后張法預應力現澆混凝土橋已通車1a有余，經運行監測，橋梁運行正常，其后張法預應力施工技術值得類似工程借鑒。

U445．4;TV52

B

1001-2184(2015)01-0046-03

王大鵬(1990-)，男，四川南充人，助理工程師，學士，從事市政工程施工技術與管理工作;

(責任編輯:李燕輝)

2014-12-04

趙建波(1990-)，男，四川仁壽人，助理工程師，學士，從事市政工程施工技術與管理工作．