汾河特大橋連續箱梁預應力施工控制

吳守民

中鐵十一局集團第一工程有限公司

汾河特大橋連續箱梁預應力施工控制

吳守民

中鐵十一局集團第一工程有限公司

預應力施工控制對與橋梁來說至關重要，關系到橋梁的使用壽命以及安全性能，本文對汾河特大橋連續箱梁的預應力施工控制進行了全面設計，確保施工質量，為特大橋連續梁預應力施工提供有價值的參考。

特大橋；連續箱梁；預應力；施工控制

1 工程概況

在山西靜樂縣城寧白線靜樂連接線的汾河上，有一座特大橋，汾河特大橋，是一座17跨，跨長為20m預應力混凝土箱梁橋，設計荷載為公路-Ⅰ級，設計年限為100年，全長244m。

2 預應力管道安裝

預應力管道的安裝包括縱向管道，豎向管道和橫向管道三個方向的管道。

2.1 縱向管道安裝

縱向管道采用波紋管，縱向預應力管道中穿入外徑為Φ 65mm的聚乙烯塑料管保持管道暢通，在混凝土澆注過程中，經常轉動塑料管，以防預應力波紋管漏漿“凝死”塑料管，所有管道在未安裝內襯管前均不得澆筑混凝土。

2.2 豎向管道安裝

豎向預應力筋管道按照設計位置，將豎向預應力筋管道及豎向筋固定在腹板構造鋼筋骨架上，為保證豎向預應力筋管道灌漿順利，在豎向力筋管道下端設灌漿孔，管道上端設排氣孔。為保證管道與墊板接觸處施工時砼漿液不進入管道內，在墊板上焊接長約50mm的φ45mm鋼管，然后將豎向預應力筋的管道上下端插入φ45mm鋼管內，并用膠帶紙封口。

2.3 橫向管道安裝

橫向預應力筋管道安裝時，其張拉端和錨固端在箱梁左右側交替安裝。首先對鋼筋網片進行定位，在其上固定預應力管道，確保滿足設計要求。

三向預應力筋張拉體系，預埋波紋管定位準確與否是施工控制的一個重要節點，在梁體鋼筋進行焊接時，不能把預埋的波紋管道穿透，否則澆筑的混凝土會把預埋波紋管堵塞，無法進行穿筋和張拉，這也是施工過程中重要控制節點。澆筑梁體混凝土時應當預埋波紋管端頭采取保護措施，以免混凝土澆筑到波紋管。

3 預應力筋張拉施工

預應力的施工是剛構連續梁施工的關鍵工序，對于后張法預應力筋的張拉，按施工順序從外到內左右對稱張拉的原則進行，即先張拉縱向預應力，再張拉橫向、豎向。

3.1 縱向穿鋼束

預應力束按計算長度下料，使用圈盤切割機切割。加工好的鋼絞線編成設計要求的鋼束，鋼束穿入端頭用膠布纏裹密實，鋼束每隔2米用膠布纏繞，以免穿入過程中鋼束順直，不打結，不對鋼絞線造成損傷。穿束前要對預埋波紋管進行清孔處理，采用清水進行清空，當出水口溢流出來的水清澈后停止壓水。穿束采用金屬網套法，網套長度為5米左右，直接將網套編接在鋼束上，先用孔道內預留鉛絲將牽引網套的鋼絲繩牽入孔道，再用慢速卷揚機慢慢牽引鋼絞線，注意緩慢行進，以防穿束時出現扭絞現象。

3.2 張拉準備工作

對混凝土試塊進行強度檢測，混凝土強度達到100%以上即可以進行預應力筋的張拉工序。檢查錨墊板、錨具、墊板等，使其沒有缺陷和油污混凝土殘渣等，清理預應力管道，進行孔道摩阻力試驗，確定其損失值，設定預應力超張拉值，以計算實際的伸長值，根據張拉力和張拉行程，選用合適的張拉設備。

3.3 張拉施工工序

（1）縱向張拉

縱向預應力筋張拉從中間向兩邊分束對稱張拉，且應兩端同時進行。具體以張拉次序以設計圖紙為準。

預應力鋼絞線在張拉時，先單束預張拉，然后再整束張拉：

0→0.1 σk→σk(靜停5min)→補拉σk→錨固

（2）橫向張拉

橫向預應力鋼絞線單束張拉，順序為：從開始端向施工前進方向進行。

0→0.1 σk→σk(靜停5min)→補拉σk→錨固

（3）豎向張拉

豎向預應力筋張拉順序為：從開始端向施工前進方向進行，兩邊腹板同時進行。一次張拉到控制噸位，持續1-2min，實測伸長量作為校核，然后擰緊螺帽。

3.4 張拉施工技術控制

（1）張拉開始時先將單束鋼絞線略微予以張拉，以消除鋼絲和鋼絞線松弛狀態，并檢查孔道軸線、錨具和千斤頂是否在一條直線上，并注意使鋼絲束受力均勻。

（2）當鋼絞線初始應力達到張拉控制的10%時，在鋼絞線上劃一個記號，作為量測伸長值的參考點，并檢查鋼絞線有無滑動。

（3）當張拉達到控制應力時，測量鋼絞線伸長量，保持5分鐘，回至控制應力，再測量伸長量。

（4）錨固時測量回縮量，張拉頂油壓回零，測量總回縮量及夾片外露量。

（5）預應力張拉應以漸進的和均勻的速度從兩端同時進行，鋼束伸長值與設計的理論計算伸長值相差不應超過6%。若超過，則應停止張拉，分析原因。

（6）兩端同時張拉，兩端千斤頂升降壓、劃線、測伸長、插墊等工作應一致。同一張拉截面的斷絲率不得大于1%，任何情況下都不允許鋼束整根拉斷。

（7）張拉過程中應填寫施工記錄

4 預應力孔道真空壓漿

4.1 封錨

鋼絞線張拉完畢后，清理鋼絞線的工作長度，在錨具外預留5厘米長的鋼絞線，其余工作長度手提砂輪機切除，切除過程中注意降溫。封錨混凝土采用C50號混凝土，模具中的夾片之間以及夾片與鋼絞線間的小縫隙，用水泥砂漿進行預處理，將縫隙填滿，填滿后再用水泥砂漿將將其外露部分全部包裹，漿體層厚度大于2cm，包裹后養護24h再進行壓漿施工。封錨如圖1所示。

圖1 封錨示意圖

4.2 機具準備

真空壓漿所需機具種類很多，數量也很多，但是主要有水管、水泥拌漿機、濾網、儲漿罐、機械活塞式壓漿機、壓漿管、空氣濾清器、壓力表及真空泵等。設備連接示意如圖2所示。

圖2 設備連接示意圖

4.3 試抽真空

將機具按圖2所示連接好，進漿閥之前的可暫時不連接，關閉進漿閥、排漿閥，打開排氣閥、抽真空閥，擰開進循環水口、開動抽真空泵，觀察壓力表的讀數，當壓力表穩定達到-0.06～-0.10MPa的讀數時，再進行壓漿，否則應重新檢查各處封口，再試抽真空。

4.4 水泥凈漿配制

本橋水泥凈漿的配置嚴格按照規范要求進行，這也是確保預應力體系承載力，是質量控制的關鍵節點，水泥凈漿的配置采用自來水，水泥為52.5，加入USA膨脹劑，減水劑采用FDN-5型，其配合比為:0.39:1:0.1:0.01。漿體流動度為30～50 s。最大泌水率為2%，泌水在24 h內重新全部被漿體吸回。自由膨脹率＜5%。體積收縮率＜2%。初凝時間宜6h，終凝時間≤17h。7d強度≥40 MPa。

4.5 壓漿

水泥凈漿制備過程中，同時準備壓漿設備，并且調試設備，確保正常工作，水泥凈漿制備好后馬上進行壓漿工序，壓漿前將拌漿斗用水濕潤，倒凈剩水，防止壓漿斗干燥吸收水泥凈漿中的水，改變了配比，影響將體的強度。壓漿過程中保證壓漿順暢，保證管道內漿體飽滿。

4.6 設備清理

逐個對預應力管道進行壓漿，壓漿完畢及時對壓漿設備進行清理，真空泵的出水管進行折疊，讓水從高強透明膠管反流而出，再用清水對濾清器和透明膠管進行反復沖洗，直至干凈。進漿閥及排氣閥在壓漿后保持45分鐘后再進行拆除，拆除后把壓漿口進行封堵，確保密實。在結束一天的壓漿工作后，將所有機械設備進行清洗，把上面的水泥漿沖洗干凈，不能在設備上凝結。

4.7 質量控制要點

（1）水泥凈漿質量控制。確保凈漿水灰比不變，壓漿中要求壓力穩定，保證壓漿豐滿，為達到漿體密實，可以采用二次壓漿提高漿體強度。

（2）管道密封控制。抽真空的目的是隔離預應力筋和氧氣，不讓他們發生化學反應，確保預應力筋的強度和應力，若管道密封不好，管道內形成不了真空，預應力將喪失承載能力，嚴重影響梁的使用安全性能，實際工程中因為預應力筋喪失承載能力，橋梁拆除和垮塌的案例比比皆是。

（3）壓漿完畢后控制。壓入的水泥凈漿在基本不流通后，拆除壓漿閥及排氣閥，這個時間一般控制在壓漿后45～60分鐘，過早或者過晚都不合適，設備拆除后，開口用事先加工好的木塞塞緊，防止空氣進入，確保壓漿質量。

5 結論

本文對汾河特大橋連續箱梁預應力施工進行了控制設計，分別對三向預應力管道安裝的施工控制進行了設計，管道的定位是否準確是關鍵所在。預應力筋穿束要避免扭絞現象，嚴格按照張拉工序進行施工，張拉過程中應填寫施工記錄。孔道壓漿中的水泥漿要保證配合比良好，壓漿完畢設備計算進行清理。

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[2]太長高速瀟河大橋箱梁預應力張拉技術分析[J].周和平.山西交通科技.2010(3)

[3]箱梁預應力張拉過程的質量控制[J].李寶亭.河南水利與南水北調.2013(8)

[4]40m箱梁預應力智能張拉的施工質量控制[J].任三虎.甘肅科技縱橫.2013(8)

[5]大噸位曲線箱梁預應力的施工質量控制[J].張洪軍,郭玉山,郝廣成,辛曉慧.施工技術.2006(3)

[6]東周水庫大橋箱梁預應力施工[J].肖華只.山西建筑.2004(11)

吳守民，男，1983年08月11日，項目副經理，工程師，研究方向，計算機科學與技術，土木工程。