高速鐵路橋梁預應力施工技術

（中鐵十六局集團路橋工程有限公司，北京 101500）

1 工程概況

新建贛深客運專線為京九高鐵最南端，羅屋大橋位于廣東省河源市境內，在贛深客專義合隧道出口與橫嶺隧道進口的長大隧道之間，橋梁全長166.69m。根據贛深客專線總體工期需要，羅屋大橋施工圖設計為現澆簡支箱梁，全橋梁孔跨布置為（4-32+1-24）m的現澆簡支箱梁。

2 預應力施工工藝流程

預應力施工工藝流程具體如下：預應力管道安裝→錨墊板安裝→鋼絞線下料編束、穿束→箱梁混凝土澆筑→預應力管道及錨口摩阻試驗→理論伸長量計算→預應力張拉施工→預應力管道壓漿→封錨。

3 預應力施工技術

3.1 預應力管道及錨墊板安裝

3.1.1 預應力管道定位

羅屋大橋現澆箱梁預應力管道采用內徑為90mm的金屬波紋管，涉及的預應力筋共有23束，其中有16束平均分布于兩側腹板，底板有7束。設計圖紙給出了預應力管道位置、管道大樣和管道定位坐標網。施工人員在管道安裝時，需嚴格按預應力管道大樣和定位坐標網進行定位，管道采用U形鋼筋固定，為保證預應力管道定位準確，在混凝土施工時不發生移位，每道U形鋼筋的固定間隔為0.5m，定位鋼筋與梁體鋼筋焊接。

3.1.2 錨墊板安裝

梁兩端應分別按設計要求進行錨墊板和螺旋筋施工，要注意材料的質量和規格。當錨墊板喇叭口底端連接波紋管時，需將錨墊板牢固安裝于模板上，使墊板與孔道對準。錨墊板上的壓漿孔不能隨便封堵，防止澆筑混凝土時出現漏漿堵孔現象。當錨墊板安裝時，要注意壓漿端進漿孔朝下，出氣孔向上，保證壓漿的密實性。此外，錨墊板的安裝位置非常重要，角度定位和螺旋補強筋是保證梁體預應力施工的關鍵。在錨墊板安裝完畢后，要詳細檢查并進行質量控制。

3.2 預應力鋼絞線下料、編束及穿束

3.2.1 鋼絞線下料

鋼絞線下料需在硬化后的混凝土地面上進行，下料長度＝預應力孔道長度＋2×千斤頂工作長度＋0.5m（束頭焊接影響區）+下料富余量。需注意的是：下料勿使用電氣焊切割，要用傳統的砂輪鋸切割。砂輪片切換為增強型號，防止鋸片飛出導致的意外傷害。切口兩側5cm處要用細鐵絲綁扎，避免出現切割后散股的現象，延誤工程進度。下料時一般先長后短，既節約原材料又方便施工。下料時必須經2人確認無誤后方可進行切割，以提高施工精確度。

3.2.2 編束和穿束

下料后，鋼絞線的端頭必須形成圓錐形，然后擰緊鐵絲，具體步驟是：將穿束端用2～3道粗鐵絲捆綁后調整各端頭之間的相對位置；為了更快穿束，各鋼絞線之間應互相焊連、結成一體。整個焊接過程中，電焊機地線應捆在束頭0.5m內，即在張拉范圍以外，以防止電焊機損傷鋼絞線而影響后續施工質量。要使束頭在管道內順利通行，就要盡量縮短焊頭長度。此外，鋼鉸線束也應按掛牌編號順序放置，才能更好防止誤穿。

編束完畢，應對預應力孔道進行檢查，排除孔道內的雜物，接著利用人工配合鋼絞線穿束機進行穿束，須確認鋼束編號是否與設計一致。整個預應力鋼絞線穿束完成后，用砂輪鋸切掉束頭，盡可能降低焊接對鋼絞線的影響，然后用PVC管套上，防止外露鋼絞線被污染和生銹，延長其使用壽命。

3.3 張拉前摩阻試驗及張拉控制力

為保證預應力的張拉精度符合設計要求，在預應力張拉前需對預應力孔道摩阻和偏差系數、錨口及喇叭口摩阻進行實地試驗。試驗需委托具有資質的檢測單位開展，經現場試驗所得數據為：孔道摩阻系數為0.259，管道偏差系數在0.003～0.005。由于設計孔道摩阻系數為0.260，管道偏差系數為0.003，試驗值與設計值偏差在5%以為，所以現場檢測數據滿足設計要求。

3.4 張拉機具設備

預應力張拉需配備與預應力束最大張拉控制力相配套的穿心千斤頂和油泵，千斤頂噸位大于設計張拉控制力。建議采用智能預應力張拉設備，因其可以自動控制張拉力和鋼絞線實際伸長量，最大程度減少人為影響，可保證施工精確度。若使用普通張拉設備，需嚴格按照圖紙施工，滿足設計要求。智能設備和普通設備在張拉前都需到有資質的計量檢測單位進行標定，智能張拉設備需對千斤頂和油泵上的傳感器進行標定校準；普通張拉設備的要求較高，需對千斤頂和油表再一次進行標定，每個千斤頂對應一個油表，油表精度必須達到0.4。

根據規范要求，千斤頂在第一次使用前、使用大于1個月、張拉次數大于200次、出現異常、維修等情況下需要進行標定。

3.5 預應力張拉

3.5.1 預應力張拉時間

預應力張拉一般分3階段進行，即預張拉、初張拉和終張拉，缺一不可。拆模前應確保混凝土強度能達到設計規范值的60%，然后松開內模，拆除端模后方可進行預張拉。初張拉要求梁體混凝土強度及彈性模量達到設計規范值的90%，不宜過早進行。初張拉完畢后拆除底模和支承，最后再進行終張拉，終張拉前應使梁體混凝土強度和彈性模量達到設計規范值，而且梁體混凝土齡期要不少于10d。

3.5.2 預應力張拉程序

預應力張拉程序為：0→初始應力（終張拉控制應力的10%，測量鋼絞線伸長值并做好標記，測量工具應錨夾片外露量）→終張拉控制應力的20%（測量鋼絞線伸長值并做好標記，測量工具應錨夾片外露量）→張拉控制應力（各期規定值，測量鋼絞線伸長值并做標記，測量工具應錨夾片外露量）→靜止5min，校核張拉控制應力→副油缸供油卸千斤頂。

24h后進行復查，檢測合格后采用砂輪鋸切割多余鋼絞線，鋼絞線外露長度應不小于30mm。

3.5.3 張拉油表讀數及實際身長量量測

張拉前根據千斤頂和油表標定證書給出的回歸方程計算各張拉控制力下的油表讀數，根據讀數控制張拉力。

張拉過程中，要及時測量并記錄好各階段鋼絞線的實際伸長量。在預應力筋張拉前，要將初應力N0調整好，通常可取控制應力的10%～25%，本工程現場選取10%。需注意的是，伸長量應從初應力開始時量測，否則容易達不到精度要求。張拉力到初應力N0時，測量一次千斤頂伸出量設為A；張拉力到20%張拉控制力時，測量一次千斤頂伸出量設為B；張拉至張拉控制力N時，測量千斤頂伸出量設為C。應注意的是，實際伸長值不僅要算張拉時測量的長度，還要加上初應力時的推算長度。因此，實際伸長值△L的計算如式（1）所示。

式中，A為0～10%σk應力下千斤頂的實際引伸量；B為10%～20%σk應力下千斤頂的實際引伸量；C為20%～100%σk應力下千斤頂的實際引伸量。

每束鋼絞線張拉完成后，應及時計算伸長量，并與理論伸長量對比，實際伸長量與理論伸長量的誤差應控制在±5%。如果誤差不符合設計要求，必須暫停張拉，應迅速排查原因，確認無意外狀況后方可繼續張拉施工。

3.6 壓漿、封錨

預應力張拉完成后，需經過24h才能測量梁體起拱量，然后查看鋼絞線上的紅色油漆標志，確認鋼絞線是否出現滑絲現象。如果梁體起拱量合格且鋼絞線無滑絲，則可進行預應力管道壓漿。壓漿前需用砂輪鋸切除多余鋼絞線，鋼絞線的外露量應不小于30mm。用水泥或壓漿料封住錨具和預應力鋼絞線，可有效防止壓漿時漏漿，加快施工進度。壓漿采用無收縮的橋梁預應力專用壓漿料，壓漿水膠比不大于規范規定的0.33，現場做好試件，以便檢測壓漿是否合格。

壓漿完畢后，按設計圖紙要求進行全面封錨，封錨材料要選用優質無收縮的C50混凝土。

4 結語

經監理人員全程旁站，作業人員嚴格按照技術交底和張拉方案施工，羅屋大橋第一孔現澆梁預應力張拉施工完成后，梁體上拱11mm，鋼絞線未發現滑絲現象。所有鋼絞線束張拉實際伸長量和理論伸長量均在設計和規范要求的范圍內，預應力張拉過程和鋼絞線理論伸長量也滿足相關要求，整個工程順利竣工。工程驗收完成后，確認該橋簡支箱梁預應力施工技術可行，能夠保證預應力現澆梁的施工質量和使用性能。