預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁施工技術(shù)

王尚書

（中鐵隧道集團(tuán)二處有限公司，河北 三河 065200）

1 前言

針對(duì)國內(nèi)外目前在中小跨徑橋梁上廣泛采用的現(xiàn)澆箱梁以及先簡支后連續(xù)預(yù)制箱梁施工過程中存在的部分問題，結(jié)合兩座背景工程橋?qū)ΜF(xiàn)澆箱梁施工過程和箱梁預(yù)制過程中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行總結(jié)。本文提出的預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆連續(xù)箱梁以及預(yù)制箱梁的關(guān)鍵施工技術(shù)。

2 混凝土施工的控制方法

2.1 混凝土材料選擇

混凝土的配合比在試驗(yàn)室提前進(jìn)行試配，其強(qiáng)度必須滿足設(shè)計(jì)要求?？紤]到澆筑箱梁混凝土?xí)r，圖紙?jiān)O(shè)計(jì)一次連續(xù)澆筑混凝土量大，結(jié)構(gòu)配筋率大。若采用坍落度小于的非泵送混凝土，利用吊車、人工運(yùn)輸方式送至橋面，施工時(shí)間長會(huì)嚴(yán)重影響坍落度的損失，反而增大了出現(xiàn)裂縫的可能性。經(jīng)綜合考慮，設(shè)計(jì)了泵送混凝土，其坍落度控制在16～19cm。

采用保水性好、干縮值小且質(zhì)量穩(wěn)定的普通硅酸鹽水泥混凝土收縮是混凝土體內(nèi)水泥凝膠體中的游離水蒸發(fā)，而使其本身體積縮小的一種物理化學(xué)現(xiàn)象，為防施工用水量大而引起硅失水量大產(chǎn)生收縮裂縫，混凝土水灰比控制在0.5以內(nèi)，摻入的緩凝高效減水型泵送劑，有效減少了混凝土用水量，避免了混凝土出現(xiàn)泌水離析現(xiàn)象，改善了混凝土和易性和可泵送性，減少混凝土干縮。施工中首先要把握好原材料的進(jìn)料關(guān)，否則將出現(xiàn)諸多問題。

2.2 混凝土生產(chǎn)

為了保證混凝土施工質(zhì)量，在實(shí)際混凝土生產(chǎn)中采取了以下技術(shù)措施：

所有結(jié)構(gòu)用混凝土全部由混凝土攪拌站集中供應(yīng)，配料計(jì)量采用經(jīng)過標(biāo)定的電子自動(dòng)計(jì)量配料機(jī)完成，配料計(jì)量一律采用重量比。

混凝土原材料：水泥、砂石料、外加劑等，選用質(zhì)量比較穩(wěn)定的供應(yīng)商，并按規(guī)范規(guī)定復(fù)試。

施工時(shí)以理論配合比為基礎(chǔ)，根據(jù)現(xiàn)場砂石含水量試驗(yàn)結(jié)果、澆筑氣溫和拌合運(yùn)輸設(shè)備、運(yùn)距等情況，換算成施工配合比。在每班開盤前測定砂石含水量，根據(jù)混凝土入模時(shí)的反饋意見適當(dāng)調(diào)整施工配合比。

在混凝上拌制過程中，嚴(yán)格控制混凝土出機(jī)和運(yùn)到現(xiàn)場后的坍落度同時(shí)在混凝土生產(chǎn)、澆筑中，對(duì)混凝土坍落度進(jìn)行抽查，嚴(yán)防坍落度過大的混凝土。

每臺(tái)班，試驗(yàn)員隨時(shí)抽查混凝土坍落度情況，經(jīng)常檢查自動(dòng)計(jì)量設(shè)備，防止混凝土坍落度不穩(wěn)定。

試驗(yàn)員及時(shí)收集原材料質(zhì)保書、檢驗(yàn)報(bào)告及混凝土施工日記，記錄每個(gè)部位使用的原材料批號(hào)、配合比情況，出現(xiàn)問題便于分析原因。

2.3 混凝土澆筑

如混凝土的施工工藝不合理、施工時(shí)氣溫過高，振搗不好、養(yǎng)護(hù)不當(dāng)、拆模過早、施工荷載作用等，均易造成混凝土質(zhì)量不穩(wěn)定。因此施工中要嚴(yán)格按規(guī)范施工，控制好各個(gè)環(huán)節(jié)。

3 預(yù)應(yīng)力施工關(guān)鍵技術(shù)

3.1 預(yù)應(yīng)力鋼筋下料和穿束控制

預(yù)應(yīng)力鋼絞線下料長度既要滿足使用要求，又要防止下料過長造成浪費(fèi)。預(yù)應(yīng)力筋下料長度的計(jì)算，應(yīng)考慮箱梁孔道長度、張拉千斤頂長度與穿束方法等因素。

鋼絞線的下料:鋼絞線下料場地應(yīng)平整，鋼絞線下料長度誤差控制在（-50，+100）mm的范圍內(nèi)。鋼絞線的盤重大、盤卷小、彈力大，為了防止下料過程中鋼絞線紊亂并彈出傷人，事先用鋼管架制作成簡易的鐵籠裝載鋼絞線原料。因鋼絞線為高強(qiáng)鋼材，如局部加熱或急劇冷卻，將引起該部位的馬氏組織脆性變形，小于允許張拉力的荷載即可造成脆斷，危險(xiǎn)性很大。鋼絞線下料時(shí)，將鋼絞線盤卷裝在鐵籠內(nèi)，從卷內(nèi)逐步抽出，安全施工。鋼絞線的下料采用砂輪切割機(jī)切割，不得使用電弧切割。鋼絞線下料后，彩編簾法"編束"平放于加工平臺(tái)上，用一號(hào)鐵絲每隔1m綁扎纏繞一道后卷起形成鋼絞線束，以利于穿孔。編好束的鋼絞線應(yīng)標(biāo)明使用梁片的編號(hào)，以免用錯(cuò)。

預(yù)應(yīng)力鋼絞線穿束:鋼絞線端頭必須做成錐型并包裹好，先穿引絲，引絲用高強(qiáng)鋼絲或鋼鉸線，引絲用人工先穿，穿過后，一端綁扎在鋼束頭上，另一端用卷揚(yáng)機(jī)拉，并且人力輔助推送。穿束前先用空壓機(jī)吹風(fēng)清理孔道內(nèi)的污物和積水，再進(jìn)行穿束，保證鋼絞線束在孔道兩邊長度大致相等。預(yù)應(yīng)力筋安裝在管道中后，管道端部開口應(yīng)密封以防止?jié)駳膺M(jìn)入在任何情況下，當(dāng)在安裝有預(yù)應(yīng)力筋的構(gòu)件附近進(jìn)行電焊施工時(shí)，對(duì)全部預(yù)應(yīng)力筋和金屬件均應(yīng)進(jìn)行保護(hù)，防止濺上焊渣或造成其他損壞。

3.2 預(yù)應(yīng)力張拉

張拉設(shè)備采用千斤頂、高壓油泵配精度為1.5級(jí)壓力表，施工前用壓力表傳感器且定期對(duì)千斤頂、壓力表進(jìn)行標(biāo)定。施加預(yù)應(yīng)力所用的機(jī)具設(shè)備及儀表應(yīng)由專人使用和管理，并定期維護(hù)和校驗(yàn)。千斤頂與壓力表配套校驗(yàn)，以確定張拉力與壓力表之間的關(guān)系曲線，校驗(yàn)應(yīng)在經(jīng)主管部門授權(quán)的法定計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)定期進(jìn)行。張拉機(jī)具設(shè)備應(yīng)與錨具配套使用，并在進(jìn)場時(shí)進(jìn)行檢查和校驗(yàn)。對(duì)長期不使用的張拉機(jī)具設(shè)備，應(yīng)在使用前進(jìn)行全面校驗(yàn)。

預(yù)應(yīng)力張拉前應(yīng)清理承壓板面，并檢查承壓板后面混凝土質(zhì)量。

安裝限位板及千斤頂:限位板上有不同規(guī)格的鋼絞線識(shí)別標(biāo)志，不可用錯(cuò)。

實(shí)施張拉時(shí)，使千斤頂?shù)膹埨ψ饔镁€與預(yù)應(yīng)力筋的軸線重合一致。

張拉操作過程為:①兩張拉端互相呼應(yīng)，準(zhǔn)備操作。②打開油泵全部閥門，啟動(dòng)油泵，排除油路內(nèi)的空氣。③關(guān)閉張拉油路持荷閥，調(diào)節(jié)該油路調(diào)壓閥，使張拉端油缸緩緩進(jìn)油，此時(shí)回油端閥門全部打開。注意控制錨具、限位板、千斤頂對(duì)中情況。④張拉油路油壓升壓至初應(yīng)力讀數(shù)油壓時(shí)，作伸長量標(biāo)記測量油缸活塞伸長量，打緊工具錨夾片，調(diào)整千斤頂高度放松倒鏈，使其自然受力。⑤張拉油路油壓平緩、均勻地升至控制張拉力所對(duì)應(yīng)的油表讀數(shù)后，持荷3～5分鐘后測量油缸活塞伸長量。⑥松開張拉端持荷閥，緩慢調(diào)節(jié)張拉油路卸壓閥，當(dāng)卸壓至初應(yīng)力所對(duì)應(yīng)的油壓時(shí)，停止卸壓，收緊倒鏈，不使千斤頂下滑。繼續(xù)調(diào)節(jié)張拉端油路卸壓閥，直至油壓為0。此時(shí)鋼絞線整齊地錨固在工作錨上。⑦關(guān)閉頂壓、回程油路持壓閥，調(diào)節(jié)調(diào)壓閥升至5左右進(jìn)行頂壓，千斤頂回程完畢后，馬上松開該油路調(diào)壓閥、持壓閥，使該油路油壓為。⑧關(guān)閉油泵。⑨分析各記錄數(shù)值，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)分析原因并處理完畢后，即可進(jìn)行拆卸操作。如出現(xiàn)錨頭滑絲、斷絲或錨具損壞立即停止操作后檢查處理。

3.3 孔道壓漿

水泥漿制備:水泥漿普通硅酸鹽水泥和水拌和而成，水泥漿抗壓強(qiáng)度應(yīng)不小于40。通過試驗(yàn)可以在水泥漿中摻入適量膨脹劑，但其自由膨脹率應(yīng)小于10。

張拉錨固后及時(shí)灌漿，以減少預(yù)應(yīng)力的損失，早建立力筋與梁體內(nèi)部的聯(lián)系，減輕錨固端部的壓力;孔道灌漿要求密實(shí)，灌漿時(shí)必須連續(xù)，所以孔道灌漿應(yīng)張拉完一跨灌注一跨，不得在各跨全部張拉完畢后一次灌漿。

壓漿采用真空壓漿泵，孔道壓漿采用真空灌漿。張拉完成后，切割錨圈外多余鋼絞線，預(yù)應(yīng)力筋錨固后的外露長度不宜小于30mm。用無收縮水泥砂漿封錨，將錨板及夾片、外露鋼絞線全部包裹，厚度為大于15mm，將孔道系統(tǒng)密封，在構(gòu)件的一端抽真空，在構(gòu)件另一端開始灌漿，待水泥漿從真空端流出且稠度和灌漿端相當(dāng)時(shí)，再持壓以保證孔道內(nèi)水泥漿漿體飽滿，完成真空灌漿。

4 結(jié)語

本章從具體的施工角度對(duì)現(xiàn)澆箱梁混凝土施工以及預(yù)應(yīng)力張拉和孔道壓漿施工等關(guān)鍵工序入手，提出了控制箱梁質(zhì)量的有效對(duì)策，提出從施工的各個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)質(zhì)量進(jìn)行控制，力求將箱梁梁體病害控制在可接受的范圍內(nèi)，以提高結(jié)構(gòu)的外觀和內(nèi)在質(zhì)量。

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