斜交橋梁體外預應力技術應用

朱光耀 孫大勇 趙璞

*通訊作者：朱光耀，1987年3月，男，漢族，河南開封人，就職于中建七局安裝工程有限公司，中級工程師，專科。研究方向：市政基礎設施建設。

摘? ? 要：橋梁體外預應力施工技術，能使橋梁使用期間獲取更好的耐久性和安全性。本文針對平頂山市科技路湛河橋波形鋼腹板斜交橋梁體外預應力工程闡述體外預應力施工技術要點。

關鍵詞：橋梁;體外預應力;施工技術

Abstract： The external prestressing construction technology of the bridge can obtain better durability and safety during the service period of the bridge. This paper expounds the key points of external prestressing construction technology for the external prestressing project of corrugated steel web skew bridge of Zhan River bridge， Keji Road， Pingdingshan City.

Keywords： Bridge; External prestressing; Construction technology

一、工程概況

科技路跨湛河大橋處于直線段，起終點樁號為K0+226.582-K0+475.242，全長248.66 m，道路中心線與河道的斜交角度為72.5°，其中主橋聯為45 m+75 m+45 m，上部結構采用波形鋼腹板預應力混凝土連續箱梁及體外預應力設計。

二、施工工藝流程

施工機具準備→轉向器的安裝→橡膠封堵固定轉向器→轉向器與外套管間灌漿→體外索穿索→索體與轉向器間填充橡膠→張拉體外索→錨頭區預埋管內灌環氧漿→防松裝置的安裝→防腐裝置的安裝。

三、施工機具及材料準備

（一）施工機具準備

施加預應力所用的機具設備及儀表進場后，對千斤頂和壓力表進行配套標定。張拉機具設備與錨具配套使用進場后，試運行確保正常后，方可調至工作臺面。

（二）材料準備

1. 體外索

體外索進場時應分批驗收，對其質量證明書、包裝、標志和規格等進行檢查。

（1）外觀檢查

體外索的外表面不應有深于1 mm的劃痕，不應有面積大于3 cm2 的損傷，索兩端的外表面鍍鋅層不得有損傷。

（2）力學性能試驗

體外索不宜先割取鋼絞線做力學性能試驗，應待體外索穿索完成后，張拉之前，及時做鋼絞線力學性能試驗，試驗合格后方可進行張拉工作。

2. 錨具、夾具

進場時，檢查出廠合格證和質量證明書，核查其類別、型號、規格和數量。

（1）外觀檢查

應從每批中抽取10%的錨具且不小于10套，檢查其外觀和尺寸。如有一套表面有裂紋或超過產品要求及設計圖紙規定尺寸的允許偏差，則應另取雙倍數量的錨具重做檢查，如仍有一套不符合要求，則應逐套檢查，合格者方可使用。

（2）硬度檢驗

應從每批中抽取5%的錨具且不少于5套，對其中有硬度要求的零件做硬度試驗，對多孔夾片式錨具的夾片，每套至少抽取5件。每個零件測試3點，其硬度應在設計要求范圍內，如有一個零件不合格，則應另取雙倍的零件重做試驗，如仍有一個零件不合格，則應逐個檢查，合格者方可使用[1]。

（3）靜載錨固性能試驗

對大橋等重要工程，當質量證明書不齊全、不正確或有疑點時，經上述兩項試驗合格后，從同批中抽取6套錨具（夾具或連接器）組成3個預應力筋錨具組裝件，進行靜載錨固性能試驗，如有一個試件不符合要求，則應另取雙倍數量的錨具（夾具或連接器）重做試驗，如仍有一個試件不符合要求，則該批錨具（夾具或連接器）為不合格品。

3. PE管道

管道管徑必須符合設計要求，管道厚度不得小于2 mm。

四、轉向器的安裝

根據設計圖紙位置，清理轉向器與外套管之間的雜物，清潔處理完畢后，制作適宜的橡膠條，（橡膠條做成契形，以便于安裝）并用橡膠條把轉向器與外套管之間的兩端空隙塞滿，同時，調節轉向器位置，確保其與設計位置相符，誤差控制在10 mm。

五、轉向器與外套管之間的灌漿

水泥采用普通硅酸鹽水泥，水泥強度不低于42.5，施工前進行水泥漿配合比試驗，選用含水量低、流動性好、低泌水微膨脹的添加劑，選用早強減水劑。漿體在使用和壓注過程中須連續攪拌。對因延遲使用所致的流動度低的漿體，不得通過加水來增加其流動度。水泥漿稠度宜控制在14～18 s之間。

壓漿時，從最低點的壓漿孔壓入，由最高點的排氣孔排氣，且由下層往上層。壓漿緩慢、均勻地進行，不得中斷。壓漿后從檢查孔抽查壓漿的密實情況。壓漿時，每一工作班留取3組70.7×70.7×70.7 mm的立方體試塊，標準養護28天，檢查其抗壓強度。

六、體外索穿索

成品體外索卷制成盤運抵工地就位，體外索的端頭均設有便于與鋼絲繩聯接的連接裝置，即“牽引頭”。

解盤放索并穿過對應的預留索孔。牽引過程中，采用可靠的保護措施防止索體表面的HDPE護套受到機械損傷。具體的保護措施有在地面鋪墊一定厚度的軟墊層，上面鋪彩條布，每隔一定距離設置支撐架，打磨轉向器管口以防體外索的PE層被刮傷。

在體外索進入錨固端的預埋管之前，根據精確測量的索兩端錨固的實際距離，剝除兩端PE層，確保在張拉后索的PE層進入預埋管的長度在300 mm～600 mm之間，用中性清洗劑清除裸露鋼絞線的防腐油脂，以保證鋼絞線與環氧漿的握裹力。

七、體外索張拉

（一）張拉準備

1. 施工現場具備已批準的張拉方案和施工作業指導書。

2. 現場由具備體外預應力施工專業技術的施工人員來操作設備。

3. 專用千斤頂安裝就位，工作錨板、千斤頂、工具錨安裝要同軸緊貼，張拉面要平整。

4. 根據設計張拉力及千斤頂的標定方程，計算出各級張拉油壓值，同時根據鋼絞線的參數，計算出鋼絞線的理論伸長值，以便張拉時使用。

5. 施工現場具備確保全體操作人員和設備安全的預防措施。

6. 對體外索有刮傷的PE層，由專業人員用PE焊槍將其修補好。

（二）張拉

利用YCW400B千斤頂進行整體兩端對稱同時張拉。張拉控制程序為0→10%δcon→20%δcon→100%δcon（持荷2 min）→錨固。由于體外索比較長，為防止反復張拉使夾片失效，采用“懸浮”張拉施工方案，在YCW400千斤頂增加一套工具錨及支架，在千斤頂與錨板間設限位板。

（三）張拉應力控制

1. 體外索的張拉控制應力要符合設計要求。當施工中體外索需要超張拉或計入錨圈口預應力損失時，可比設計要求提高5%，但在任何情況下不得超過設計規定的最大張拉控制應力。

2. 體外索采用應力控制方法張拉時，以伸長值進行校核，實際伸長值與理論伸長值的差值必須符合設計要求，設計無規定時，實際伸長值與理論伸長值的差值控制在-6～+6%以內，否則暫停張拉，待查明原因并采取措施予以調整后，方可繼續張拉到位[2]。

3. 體外索的理論伸長值ΔL（mm）按下式計算：

ΔL = （PPL）/（APEP）

式中PP——體外索的平均張拉力（N）;

L——體外索的長度（mm）;

AP——體外索的截面面積（mm2）;

EP——體外索的彈性模量（N/mm2）;

4. 體外索張拉時，初應力設為10%δcon，伸長值從初應力時開始量測。索的實際伸長值除了量測的伸長值外，必須加上初應力以下的推算伸長值。體外索張拉的實際伸長值ΔL（mm）可按下式計算：

ΔL = ΔL1+ΔL2

式中ΔL1——從初應力至最大張拉應力間的實測伸長值（mm）;

ΔL2——初應力以下的推算伸長值。

八、體外索張拉

用手提砂輪機平整地切除錨頭兩端的多余鋼絞線，鋼絞線長出錨板端面的長度為300～500 mm，禁止采用氣割和電弧切割，安裝防松裝置[3]。

九、錨頭灌環氧漿

壓漿前，先對孔道進行清潔處理。灌漿材料的要求為環氧樹脂（E-44），稀釋劑（二甲苯），固化劑（乙二胺），水泥（P.O42.5）配合比為1∶0.2∶0.08∶3（試驗所得）。

壓漿時，從最低點的壓漿孔壓入，由最高點的排氣孔排氣。壓漿緩慢、均勻地進行，不得中斷。當排氣孔冒出跟進漿孔相同濃度的環氧漿體時，停止灌漿，保壓1 min壓力后封堵灌漿管。

壓漿后，從檢查孔抽查壓漿的密實情況，壓漿時，每一工作班留取了1組的70.7×70.7×70.7 mm的立方體試塊，檢查其抗壓強度。

十、安裝保護罩

用油脂對錨頭進行防腐處理，然后安裝保護罩，保護罩內涂抹防腐油脂。

十一、安全措施

所有特種作業人員，必須持證上崗，進入施工現場人員，必須佩戴安全帽，并按規定佩戴勞動保護用品和安全帶等安全用具，現場移動式電器一律采用橡膠絕緣電纜，加裝觸電保護器，通過道路必須穿管埋地鋪設，配電箱及開關箱必須防護，設門并配鎖，箱內嚴禁存放雜物，每月檢修一次。張拉現場設置明顯標志，與該工作無關的人員嚴禁入內。張拉或退楔時，兩端設置擋板，防止傷人，千斤頂不要對著人，以防預應力筋拉斷或錨具、工具夾片彈出傷人。

十二、結束語

體外預應力體系安全可靠，有良好的防腐性能及抗疲勞性能，可以有效的減小索體振動所產生的危害。且便于檢測、維修，必要時可以換索。轉向處每根鋼絞線受力均勻，減少應力集中，極大地增強了橋梁后期使用的耐久性和安全性。

參考文獻：

[1]王珍妮.橋梁體外預應力施工技術研究[J].交通世界， 2020（36）（2）：23-24.

[2]吳震，韓偉.淺析體外預應力在連續梁橋中的應用[J].科技創新導報， 2019（3）：35-36.

[3]袁良超.公路橋梁體外預應力加固施工技術研究[J].建筑技術開發， 2019（3）：66-67.