市政橋梁工程中預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的應(yīng)用

張敖

廣州市市政集團(tuán)有限公司 廣東 廣州 510630

1 工程概況

本標(biāo)段為廣東某建設(shè)工程土建第X合同段，主要工程規(guī)模：高架橋、現(xiàn)澆蓋梁、預(yù)制箱梁，改路等。開工前要做好預(yù)應(yīng)力筋張拉設(shè)備的標(biāo)定，并編制相關(guān)預(yù)應(yīng)力張拉參數(shù)表格，用于現(xiàn)場張拉使用。由于梁長度尺寸變化較大，圖示以35m的箱梁結(jié)構(gòu)為例。

圖1 35m預(yù)應(yīng)力箱梁結(jié)構(gòu)簡圖

2 預(yù)應(yīng)力箱梁和蓋梁二次張拉施工

2.1 箱梁預(yù)應(yīng)力施工方法

（1）預(yù)應(yīng)力筋管道安裝：在底腹板鋼筋安裝的同時，就要將預(yù)應(yīng)力筋管道安裝就位[1]。按照設(shè)計圖紙的要求，對每道管道坐標(biāo)進(jìn)行復(fù)核確認(rèn)無誤后，在鋼筋胎架上做好標(biāo)記，采用Φ12螺紋鋼焊接“井”字架，將管道固定在相應(yīng)的位置。管道安裝完成后要再次檢查其順直情況，如果發(fā)現(xiàn)有突變的點(diǎn)，要認(rèn)真核查設(shè)計坐標(biāo)是否有誤，甚至請設(shè)計單位予以確認(rèn)。梁長變化的，起彎點(diǎn)距離梁端是不變的，只是中間的距離變化。

（2）端頭模板安裝：頂板鋼筋安裝就位后，即可安裝端頭模板，安裝端頭模板時，要嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙的夾角進(jìn)行安裝，模板上下要垂直，與腹板的夾角要準(zhǔn)確。鋼絞線要能平順穿過端頭模板。要采取措施將端頭模板加固牢固。

（3）預(yù)應(yīng)力筋安裝及張拉：

①預(yù)應(yīng)力筋安裝：預(yù)應(yīng)力筋采取在砼澆筑完成后進(jìn)行安裝，在澆筑前采用硬塑料管穿入管道內(nèi)防止管道漏漿造成管道堵塞，砼澆筑完成后達(dá)到初凝時間立即將硬塑料管拔出[2]。在砼澆筑施工前，應(yīng)檢查錨墊板位置是否準(zhǔn)確。在準(zhǔn)備實(shí)施預(yù)應(yīng)力筋張拉前，采用清潔劑沖洗管道，并采用高壓風(fēng)將管道內(nèi)殘留的水分吹干，然后進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋的安裝，預(yù)應(yīng)力筋鋼束宜將一孔中的全部預(yù)應(yīng)力筋編束后整體穿入孔道中，鋼束的前端應(yīng)設(shè)置特制的牽引頭，穿束后應(yīng)保持預(yù)應(yīng)力筋的順直，且應(yīng)前后拖動，不得扭轉(zhuǎn)。對鋼絞線，可采用穿束機(jī)逐根將其穿入孔道內(nèi)，但應(yīng)保證其在孔道內(nèi)不發(fā)生相互纏繞。預(yù)應(yīng)力筋安裝完成后應(yīng)盡快進(jìn)行張拉和壓漿施工。

②預(yù)應(yīng)力筋張拉：

A、張拉設(shè)備：采用河北某電子科技有限公司生產(chǎn)的四頂智能張拉機(jī)進(jìn)行梁的張拉，設(shè)備在使用前必須送有檢測資質(zhì)的單位進(jìn)行標(biāo)定，標(biāo)定合格才能使用。

B、張拉人員：張拉班組共配備16人，其中張拉設(shè)備操作人員3人，千斤頂操作人員12人，電工1人，張拉班組必須進(jìn)行崗前培訓(xùn)，其中張拉設(shè)備操作人員必須懂得電腦操作知識，并經(jīng)設(shè)備廠家培訓(xùn)合格后才能進(jìn)行實(shí)際操作。

C、張拉準(zhǔn)備工作：張拉設(shè)備標(biāo)定，熟悉設(shè)計圖紙，復(fù)核預(yù)應(yīng)力筋伸長量，復(fù)核結(jié)果與設(shè)計圖紙給出的數(shù)據(jù)偏差較大時要找設(shè)計代表予以確認(rèn)，進(jìn)行張拉施工技術(shù)交底，現(xiàn)場準(zhǔn)備張拉工作臺架及擋板，張拉設(shè)備就位安裝調(diào)試，確保施工安全。預(yù)應(yīng)力張拉時間才有混凝土齡期和強(qiáng)度雙控確定，在混凝土齡期不小于7d且混凝土同條件養(yǎng)護(hù)試件抗壓強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度85%以上方可進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉施工。

D、張拉順序：主梁預(yù)應(yīng)力鋼束采用左右側(cè)兩端同時對稱張拉，以對稱于構(gòu)件截面的中軸線、上下左右均衡為原則。按照設(shè)計圖紙要求，30m梁預(yù)應(yīng)力筋張拉順序?yàn)椋篘1→N3→N2→N5→N4；25m梁預(yù)應(yīng)力筋張拉順序?yàn)椋篘1→N3→N2→N5→N4；20m梁預(yù)應(yīng)力筋張拉順序?yàn)椋篘3→N2→N5→N4。

E、張拉程序：在張拉過程中采用新型智能張拉設(shè)備，對張拉過程智能控制，可以實(shí)現(xiàn)一鍵張拉，從而完成初張拉、二倍初張、終張拉、錨固、退缸整個過程，利用智能設(shè)備確保中間持荷時間、終張持荷時間，使其充分滿足規(guī)范要求。張拉過程中對伸長量進(jìn)行動態(tài)校核，使其滿足“伸長值的差值應(yīng)控制在6%以內(nèi)”的雙控要求。

F、張拉記錄：采用智能張拉設(shè)備，張拉記錄自動生成，自動形成張拉報表。

G、滑絲處理：在鋼絞線張拉過程中，每束鋼絞線斷絲或滑絲數(shù)量應(yīng)不超過1絲，每個斷面斷絲或滑絲之和不超過該斷面鋼絲總數(shù)的1%，否則應(yīng)將鋼絞線和夾片進(jìn)行更換[3]。在施工中當(dāng)出現(xiàn)單根鋼絞線滑絲現(xiàn)象時，一般更換夾片后，重新單根張拉錨固。

（4）預(yù)應(yīng)力管道壓漿：

①壓漿材料：珠江材料強(qiáng)度等級為M50水泥漿，采用P.O42.5R級水泥配制。漿液內(nèi)要求摻入膨脹劑、高效減水劑及礦物摻合料配制。

②壓漿設(shè)備：采用河北某電子科技有限公司生產(chǎn)的GDYJ-5-C智能壓漿臺車進(jìn)行梁的壓漿工作，壓漿臺車將自動稱重、高速制漿、儲漿、進(jìn)出漿檢測、螺桿泵集成于一體，操作簡單，使用方便。

③壓漿人員：壓漿班組共配備7人，其中壓漿設(shè)備操作人員2人，輔助操作人員4人，電工1人，壓漿班組必須進(jìn)行崗前培訓(xùn)，其中壓漿設(shè)備操作人員必須懂得電腦操作知識，并經(jīng)設(shè)備廠家培訓(xùn)合格后才能進(jìn)行實(shí)際操作。

④壓漿準(zhǔn)備工作：壓漿設(shè)備標(biāo)定，熟悉設(shè)計圖紙、壓漿工藝和技術(shù)指標(biāo)，壓漿施工技術(shù)交底，壓漿設(shè)備就位安裝調(diào)試。

⑤壓漿順序：壓漿從底部管道開始，逐層往上進(jìn)行，最后壓注頂部管道。

⑥壓漿施工：采用一次性注漿壓漿的方法，要緩慢均勻地壓漿，不能間斷。自拌漿到壓入孔道之間的持續(xù)時間為30-45分鐘，在灌漿之前和灌漿期間都要不停地攪動壓漿液。如果灌漿時間過長，就會造成壓漿液的流動性變差，此時不可再加入水來提高它的流動性。壓漿的最大壓力應(yīng)當(dāng)為1MPa，壓漿要一直壓到另一端排出與配合比規(guī)定稠度相同的壓漿液為止[4]。為了確保壓漿飽滿，在封閉出漿口后，要維持不低于0.5MPa，3分鐘的穩(wěn)壓期。在進(jìn)行壓漿的時候，每個工作班應(yīng)該留取不少于3組70.7 mm×70.7 mm×70.7 mm的試壓件，進(jìn)行28天的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)后，對其進(jìn)行抗壓強(qiáng)度檢測，以此作為對水泥漿質(zhì)量評估參考。

（5）封端：管道壓漿后將錨具周圍修鑿沖洗干凈，并將梁端砼鑿毛，將已預(yù)制好的堵頭板安裝就位，焊接封錨端鋼筋，安裝錨端模板，澆筑封錨端C50砼，裝模時要嚴(yán)格控制封錨后的梁端外露面平整，封錨端砼澆筑過程中不得出現(xiàn)跑模現(xiàn)象。

2.2 蓋梁端頭的二次預(yù)應(yīng)力施工

根據(jù)設(shè)計圖紙要求，鋼絞線分批次兩端單端張拉，第一次預(yù)應(yīng)力張拉在蓋梁施工后強(qiáng)度達(dá)到90%以上時進(jìn)行，先張拉N3、N1鋼束，壓漿封錨，待完成梁板安裝后，然后再張拉N2鋼束，壓漿封錨。預(yù)應(yīng)力鋼束控制應(yīng)力為0.72fpk=1339.2MPa，張拉時采用張拉力及延伸量雙控；鋼束長度已計入單端工作長度70cm；

第一次張拉時，可利用蓋梁端頭兩側(cè)的操作平臺進(jìn)行張拉，工作平臺長度為1.5m；第二次張拉時，利用臺車配重后掛簡易吊籃（或自制反吊架）作為操作平臺，具體見下圖。

圖3 模板臺車進(jìn)行二次張拉

圖4 反吊架進(jìn)行二次張拉

智能張拉工藝流程：

圖5 智能張拉工藝流程示意圖

3 施工技術(shù)參數(shù)及工序質(zhì)量檢查驗(yàn)收

3.1 主要施工技術(shù)參數(shù)

砼標(biāo)號：C50；

水泥：堿含量不大于0.6%；

細(xì)骨料：細(xì)度模數(shù)2.6～3.2，含泥量不大于2.0%；

粗骨料：采用設(shè)計要求的反擊破碎石，空隙率小于40%，壓碎值小于20%，母巖抗壓強(qiáng)度與砼設(shè)計強(qiáng)度之比不小于1.5，含泥量不大于1.0%，針片狀含量小于10%，粒徑5～20mm，最大粒徑25mm，連續(xù)級配。

預(yù)應(yīng)力筋張拉：錨外控制張拉應(yīng)力為1437MPa，實(shí)際伸長量與理論伸長量偏差應(yīng)控制在±6%以內(nèi)。砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的85%，且齡期不少于7天方可張拉。

3.2 施工過程質(zhì)量檢查

預(yù)應(yīng)力管道安裝質(zhì)量檢查：主要檢查管道安裝的位置和坐標(biāo)是否符合設(shè)計圖紙要求，檢查管道接頭處包扎是否嚴(yán)密，檢查管道內(nèi)硬膠管是否已安裝，端口是否封堵嚴(yán)密。

預(yù)應(yīng)力筋的安裝質(zhì)量檢查：預(yù)應(yīng)力筋在砼澆筑后進(jìn)行安裝，主要檢查預(yù)應(yīng)力筋的下料長度是否滿足要求，預(yù)應(yīng)力筋安裝后是否有纏繞現(xiàn)象，預(yù)應(yīng)力筋安裝前管道是否清理干凈，管道內(nèi)積水是否吹干[5]。

預(yù)應(yīng)力筋張拉質(zhì)量檢查：預(yù)應(yīng)力筋張拉前要將錨墊板上的水泥漿等雜物清理干凈，張拉過程中主要檢查張拉設(shè)備與預(yù)應(yīng)力筋鋼束是否匹配，張拉設(shè)備是否已標(biāo)定，千斤頂安裝就位后與錨墊板中心線是否重合，張拉控制應(yīng)力的精度應(yīng)為±1.5%以內(nèi)，張拉完成后持荷時間是否滿足要求，張拉力是否達(dá)到設(shè)計要求，鋼束伸長量偏差值是否滿足±6%以內(nèi)，如果不滿足，則要分析原因或重新張拉，千斤頂退出后要檢查鋼束是否有斷絲或滑絲現(xiàn)象，如果有超過1絲以上的斷絲或滑絲，必須采取措施將該鋼絞線更換后再重新張拉。

預(yù)應(yīng)力管道壓漿質(zhì)量檢查：主要檢查孔道壓漿設(shè)備性能是否滿足要求，拌制的壓漿液是否在40min內(nèi)使用完，壓漿液在出漿口流出的漿液與壓入口的濃度相同時，才能停止壓漿。出漿口封閉后，至少要維持0.5 MPa的穩(wěn)定壓力，維持3-5分鐘。壓漿完畢后，應(yīng)用檢查孔眼檢查注漿是否密實(shí)，發(fā)現(xiàn)不密實(shí)度時，應(yīng)立即補(bǔ)壓。

封端質(zhì)量檢查：壓漿完成后要及時按照設(shè)計要求對錨固端進(jìn)行封閉保護(hù)或防腐處理，主要檢查梁端清理是否干凈，封錨端模板安裝的垂直度和交角是否滿足要求，砼澆筑振搗是否密實(shí)，脫模后端面是否平整，砼密實(shí)無裂紋。

移梁存放：后張預(yù)應(yīng)力混凝土梁采用孔道注漿后再運(yùn)輸時，其注漿強(qiáng)度必須達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度80%以上。后張預(yù)應(yīng)力混凝土梁也可以先將其從預(yù)制平臺上吊起，移放到場內(nèi)存梁臺座上，然后再進(jìn)行孔道壓漿。

4 保證工程質(zhì)量的技術(shù)措施

4.1 預(yù)應(yīng)力筋安裝質(zhì)量控制、管理措施

預(yù)應(yīng)力筋嚴(yán)格按照設(shè)計要求坐標(biāo)定位，在鋼筋胎架上標(biāo)記管道坐標(biāo)位置，設(shè)置定位鋼筋，定位鋼筋嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙要求的數(shù)量和間距設(shè)置，曲線部位加密布置[6]。管道接頭和錨墊板接口位置重點(diǎn)控制，接頭一般采用膠帶包纏，防止漏漿。鋼筋焊接時采取措施防護(hù)，防止管道破損。鋼束采用后穿方式整束穿入施工，在混凝土澆筑前設(shè)置內(nèi)襯管保證孔道暢通。

4.2 成品保護(hù)措施

管道壓漿時要特別注意不得污染梁體；預(yù)應(yīng)力張拉結(jié)束后，須在48h內(nèi)進(jìn)行真空輔助壓漿；預(yù)制梁在場內(nèi)運(yùn)輸、起落梁時，應(yīng)保證梁體的平穩(wěn)性，嚴(yán)禁突然升降。存梁臺座采用擴(kuò)大基礎(chǔ)，嚴(yán)格控制存梁臺座的沉降量、嚴(yán)格控制梁底支撐點(diǎn)的高程，并墊橡膠墊塊以保證四個支點(diǎn)的不平衡量不大于2mm。