預應力張拉施工在武莊渡槽工程中的應用

尚恒勇（德州市水利局，山東 德州 253000）

預應力張拉施工在武莊渡槽工程中的應用

尚恒勇
（德州市水利局，山東 德州 253000）

【摘要】武莊渡槽采用三向預應力技術施工，施工效果顯著。文章從預應力張拉的準備、施工、質量控制等幾方面進行了簡要介紹。

【關鍵詞】渡槽；三向預應力；張拉施工

武莊渡槽位于德州市潘莊引黃總干渠樁號46+800處，是引黃總干渠跨越徒駭河的交叉建筑物，新建渡槽全長180m，共9跨，每跨20m。渡槽共3孔，每孔凈寬6m，槽深3.65 m，總凈寬18m，設計渠底高程22.05m，設計過流能力為120m3/s。渡槽為C50現澆預應力板梁結構,槽身外側加設底肋和側肋。

武莊渡槽槽身為簡支梁式三槽一聯整體多縱墻矩形槽，采用三向預應力受力結構。槽身混凝土采用后張法三向預應力方案施工，預應力孔道按照槽身受力特點布置，預應力索穿行方向沿主拉應力方向，預應力鋼絞線保護管為HDPE高密度聚乙烯塑料波紋管。在兩跨槽身之間各設50 cm寬二期混凝土連接段，作為張拉工作平臺，張拉工作完成后，澆筑二期混凝土，形成完整渡槽。

1　張拉前的準備

1.1預應力鋼絞線的選擇

本工程采用的鋼絞線的抗拉強度標準值為1860 N/mm2、公稱直徑為15.2mm鋼絞線。鋼絞線外觀清潔，表面不得有油、潤滑脂等物，允許有輕微的浮銹，但不得有目視可見的銹蝕及麻坑，允許存在回火顏色；鋼絞線內不應有折斷、橫裂和相互交叉的鋼絲。

1.2錨具與夾具的選擇

錨具應安全可靠，具有足夠的強度和剛度；預應力損失小，應使預應力鋼筋盡可能不產生滑移；構造簡單，便于加工制作和施工；節省材料，降低成本。

夾具盡可能滿足下列各項要求：應具有足夠的強度和剛度，滿足靜載錨固功能的需求；有很好的自錨功能。

1.3混凝土強度

本工程混凝土采用等級為C50W6F150，混凝土強度達到設計強度的100%，方可進行張拉作業，并提交同期混凝土試樣的強度報告。

1.4張拉機具的檢查

張拉機具要求簡易可靠，速率穩定，準確控制應力值，成組張拉時采用油壓千斤頂。用于檢測拉力的千斤頂壓力表，其精度要求不小于1.5級。

1.5清理灌漿孔道及穿束

穿束前，應保證孔道的清潔和暢通，進行編束、編號，并在混凝土達到設計強度的100%后進行。鋼絞線穿束中應防止鋼絞線彎曲變形，注意鋼束端部的上、下標志。穿束完成后及時用膠帶將錨束兩端遮蓋。防止濕氣進入孔道引起鋼絞線銹蝕。

2　張拉施工

2.1張拉程序

用千斤頂張拉前對操作人員進行專業培訓。預應力鋼絞線張拉順序嚴格按照圖紙要求進行張拉，千斤頂張拉作用線與預應力鋼絞線的軸線重合一致，垂直于錨墊板。

鋼絞線的張拉程序如下：0→15%σcon→30% σcon→105σcon（持荷5min）→100%（放張至）→錨固。

同時記錄每步的伸長值并校驗，并且記錄最后一步的夾片回縮值。

2.2張拉順序

縱向和橫向的底板主筋預應力張拉采用兩端同時張拉，并左右對稱分開進行；側肋豎向預應力筋采用上端張拉，底端預封錨的方式。雙向預應力張拉采用應力和伸長量兩種措施控制，張拉過程中應保持兩端的伸長量基本一致。張拉過程中，注意每根鋼絲束滑絲或斷絲不應超過一根，且總量不得超過某一截面鋼絲總數的1%。

2.3鋼絲束伸長量計算

張拉采用應力控制和伸長值控制雙控制原則。應力控制即由張拉機具上的壓力表讀數控制；伸長值控制按張拉過程實際測得伸長值與理論伸長值比較，預應力鋼絲束張拉伸長量的測得值與圖紙中給定值相比誤差不得超過±5%，否則應立即停止張拉，并查明原因后再重拉。

終張拉完成后，在錨具封口處的鋼束上做記號，一天后再檢查確認有無滑絲、斷絲現象。為便于封錨，切斷后的預應力筋外露長度控制應在3～4 cm。切割采用砂輪機作業，嚴禁使用電弧焊進行切割，防止損傷錨具。

3　壓漿與封錨

3.1檢查預留通氣孔

曲線鋼絲束的通氣孔道一般設置在波絞管的波峰處。排氣管出口在預應力混凝土上表面并外露30 cm以上，在出口端用膠帶粘牢并編號，排氣管與混凝土、波絞管的交接處應用密封膠或膠帶紙封閉。

3.2壓漿材料

壓漿所用水泥采用不低于42.5級低堿普通硅酸鹽水泥，水泥漿的強度應不低于設計預應力混凝土強度的60%，水灰比控制在0.40～0.45之間，摻入適量減水劑時，水灰比可減小到0.35。水泥漿中可以摻加適量鈣礬石系或復合型膨脹劑，并在壓漿前進行壓漿配制試驗。

3.3壓漿要求

壓漿前應先用高壓氣泵吹除孔道的積水和雜物。壓漿時，對曲線孔道和豎向孔道應從最低點的壓漿孔開始注入，由最高點的排氣孔排氣和泌水。壓漿順序上先壓注下層孔道再壓注中上層孔道。側肋和中墻豎向布置的孔道，則由張拉端灌漿孔排氣，固定端排氣孔壓漿，即由下及上方式進行壓漿。

壓漿應緩慢、均勻地進行，不得中斷，并應將所有最高點的排氣孔依次放開和關閉，使孔道內排氣通暢。壓漿應連續進行，不能連續壓漿時，并確保一個孔道能一次性灌注完畢，后壓漿的孔道應在壓漿前用壓力水沖洗通暢。

3.4壓力控制

本工程壓漿的最大壓力為0.5～0.7 MPa，底板通長孔道一次壓漿時，最大壓力為1.0 MPa。梁體邊肋和中墻的豎向預應力筋孔道的壓漿最大壓力控制在0.3～0.4 MPa。壓漿達到孔道另一端飽滿和出漿，并應達到排氣孔排出與規定稠度相同的水泥漿為止。壓漿時，每一工作班組留取不少于3組試件，標養28 d，檢查其抗壓強度，作為評定水泥漿質量的依據。

3.5封錨

壓漿后先將錨具周圍沖洗干凈并對梁端混凝土鑿毛，然后設置鋼筋網澆筑封錨混凝土。封錨混凝土的強度與設計要求一致。

4　應用效果分析

4.1降低了徒駭河行洪壓力

新建武莊渡槽采用預應力結構后，加大了槽身的跨度，達到每跨20m，河道內樁身數量減為原來的1/2，阻水斷面減小。同時減小了槽身斷面，降低了徒駭河行洪壓力。采用預應力結構使槽身底高程提高，比原來的底高程整體提高0.2m左右，提高了徒駭河過流能力。

4.2渡槽過流量加大

因采用預應力混凝土與原渡槽相對，混凝土密實度提高，表面糙率減小，流速加大，過流量最高達120m3/s。

4.3渡槽應用效果明顯

武莊渡槽主體工程于2013-11完工，經過充水試驗，槽身各項應力應變數據滿足要求，槽身工作性能良好，各項預埋件工況良好。武莊渡槽的預應力應用效果明顯，達到工程設計要求。

（責任編輯 趙其芬）

【中圖分類號】TU765

【文獻標識碼】B

【文章編號】1009-6159（2015）-08-0011-02

收稿日期：2015-03-10

作者簡介：尚恒勇（1976—），男，工程師