淺談?lì)A(yù)應(yīng)力施工在大跨度連續(xù)梁施工中的應(yīng)用

摘要：本文結(jié)合阜六鐵路第二標(biāo)段工程跨阜六高速公路特大橋連續(xù)梁預(yù)應(yīng)力施工工程的施工實(shí)例，講述了連續(xù)梁預(yù)應(yīng)力施工中從管道安裝、鋼束穿設(shè)、預(yù)應(yīng)力張拉及孔道注漿等問題，確保在連續(xù)梁預(yù)應(yīng)力施工時(shí)能更好的滿足連續(xù)梁受力要求，以供相關(guān)工程施工參考。

關(guān)鍵詞：連續(xù)梁 預(yù)應(yīng)力 管道 張拉 注漿

0 引言

鐵路建設(shè)快速發(fā)展，行車密度不斷加大，鐵路新建改建項(xiàng)目繁多，橋梁結(jié)構(gòu)形式多樣化，涉及到預(yù)應(yīng)力施工時(shí)如何保證結(jié)構(gòu)受力系統(tǒng)、橋梁質(zhì)量是我們施工單位所要面對(duì)的考驗(yàn)，特別是涉及到大跨度預(yù)應(yīng)力橋梁施工的項(xiàng)目，本文結(jié)合工程實(shí)例加以說明。

1 工程概況

跨阜六高速特大橋?yàn)楦妨F路二標(biāo)一分部的的重點(diǎn)工程，主橋中心里程DK107+309.36，橋梁全長(zhǎng)995.21m。其中跨阜六高速處采用（60+100+60）m連續(xù)梁，全長(zhǎng)221.5m.全橋預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)分為三種：縱向預(yù)應(yīng)力筋、橫向預(yù)應(yīng)力筋、豎向預(yù)應(yīng)力筋。其中縱向預(yù)應(yīng)力筋分為15-15和15-19兩種規(guī)格。橫向預(yù)應(yīng)力筋為4-15型。豎向預(yù)應(yīng)力筋采用25-PSB830精軋螺紋鋼。錨具分別采用15-15型、15-19型、BM15-4型、BM15-4P型、JLM-25型錨具。

2 施工簡(jiǎn)介

2.1 波紋管

①布置波紋管時(shí)首先采用U型鋼筋對(duì)波紋管進(jìn)行定位，定位鋼筋縱向直線段間距為60cm，曲線段間距為30cm。橫向按照?qǐng)D紙所給坐標(biāo)進(jìn)行定位。波紋管內(nèi)穿內(nèi)襯管，依保證波紋管成孔質(zhì)量。

②在波紋管接頭處在用小錘對(duì)管口進(jìn)行整平，以防在穿束時(shí)引起波紋管翻卷導(dǎo)致管道堵塞。

③澆注混凝土前檢查波紋管是否有孔洞或變形。接頭處是否有膠帶密封好，在與錨墊板處，一定要用膠帶或其他東西堵塞好，以防水泥漿流入波紋管或錨孔內(nèi)。

④澆注混凝土?xí)r應(yīng)盡量避免振動(dòng)棒直接接觸波紋管，以防漏漿堵管。

⑤在管道布置完畢，應(yīng)最高點(diǎn)直線與曲線連接處設(shè)置通氣孔，以防壓漿時(shí)造成孔道內(nèi)漿體不密實(shí)。

2.2 鋼絞線

①預(yù)應(yīng)力鋼絞線采用高強(qiáng)度低松弛鋼絞線，公稱直徑為Φ15.20mm，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度為1860Mpa。

②鋼絞線下料縱向鋼絞線下料長(zhǎng)度=孔道長(zhǎng)度+150cm+20cm（采用卷揚(yáng)機(jī)穿束時(shí)的固定段）。橫向預(yù)應(yīng)力下料長(zhǎng)度=孔道長(zhǎng)度+64cm。下料時(shí)采用砂輪切割機(jī)切斷。

③將鋼絞線理順，用扎絲綁扎好，以防在穿束過程中鋼絞線打絞，形成張拉時(shí)鋼絞線受力不均，導(dǎo)致部分鋼絞線達(dá)不到張拉控制應(yīng)力而部分鋼絞線可能被拉斷。

④將鋼絞線接頭做成圓錐形，用氣焊焊牢（嚴(yán)禁用電焊焊接）。表面用砂輪打磨平滑，以防穿束時(shí)在波紋管接頭處引起管道翻卷，堵塞孔道。

⑤穿束前采用高壓水清洗孔道，清除孔內(nèi)雜物，保證穿束通順。

2.3 張拉

①準(zhǔn)備工作

清除錨墊板內(nèi)的混凝土等雜物。

清除鋼絞線上的銹蝕、泥漿。

套上工作錨，在錨板錐孔內(nèi)裝上工作錨夾片。

②千斤頂?shù)亩ㄎ话惭b

套上相應(yīng)的限位板。

裝上張拉千斤頂，并與油泵相連接（注意千斤頂與油泵的配套）。

套上工具錨，在錨板錐孔內(nèi)裝上工具錨夾片，錐孔內(nèi)表面和夾片表面涂上約1mm的蠟質(zhì)潤(rùn)滑油，以使張拉后夾片能自由松開。

③張拉

張拉順序：鋼絞線張拉共分十二個(gè)批次。沒批次張拉時(shí)先張拉長(zhǎng)束，在張拉短束；先張拉靠近腹板處的鋼束，再?gòu)埨拷后w中心線處的鋼束。橫向、豎向?qū)ΨQ張拉。具體張拉順序見下表：

鋼束張拉順序表

■

張拉流程：0→初應(yīng)力20%σK（做伸長(zhǎng)量標(biāo)記）→張拉力40%σK→張拉力100%σK，持荷3min后回油。（本橋縱向預(yù)應(yīng)力張拉伸長(zhǎng)值是依20%σK為0起記。

預(yù)應(yīng)力鋼束張拉程序如下：

0→0.1σk（作伸長(zhǎng)量標(biāo)記）→σk（持荷5分鐘）→補(bǔ)拉σk（測(cè)伸長(zhǎng)量）→■錨固。

張拉時(shí)將實(shí)際伸長(zhǎng)值與理論伸長(zhǎng)值進(jìn)行校核，其誤差控制在6％以內(nèi)，否則需查明原因。

實(shí)際伸長(zhǎng)值L實(shí)＝L2-L1

式中L2－從初應(yīng)力至控制應(yīng)力間的實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)量。

L1－初應(yīng)力的伸長(zhǎng)值。

理論伸長(zhǎng)值L理＝（P×L）/（Eg×Ap）

式中：P－預(yù)應(yīng)力人推算伸長(zhǎng)值

P＝P×[1-e-(KL+μθ)]/(KL+μθ)

(簡(jiǎn)化計(jì)算法：P＝NK[1-e-(KL+μθ]/2；NK=n×A×бk)

NK－錨下控制張拉力（N）。

L－預(yù)應(yīng)力鋼束的張拉力有效長(zhǎng)度(mm)。

Ap－預(yù)應(yīng)力鋼束的截面面積。

Eg－鋼絞線公稱面積。

X－張拉端至計(jì)算截面的孔道長(zhǎng)度(m)。

θ－從張拉端至計(jì)算截面曲線孔道部分切線的夾角之和(rad)。

k－孔道每米局部偏差對(duì)摩擦的影響系數(shù)。

μ－預(yù)應(yīng)力束與孔道壁的摩擦系數(shù)。

設(shè)計(jì)以給出每束鋼絞線的理論伸長(zhǎng)值、控制應(yīng)力、張拉力，施工前只需進(jìn)行復(fù)核。

預(yù)應(yīng)力鋼束張拉完成后，應(yīng)測(cè)定回縮量和錨具變形量，檢查是否有斷絲、滑絲現(xiàn)象，檢查完畢割斷露頭。

對(duì)同一張拉截面，斷絲率不得大于1%，每束鋼絞線斷絲、滑絲不得超過一根，不允許整股鋼絞線拉斷。

鋼絞線張拉控制應(yīng)力及錨外張拉力：縱向數(shù)值橫向?yàn)?.7fpk=1302Mpa（其中fpk=1860Mpa）。豎向?yàn)?.75 fpk=622.5Mpa（其中fpk=830Mpa）.根據(jù)公式N=fsn（式中f代表張拉控制應(yīng)力，s代表鋼絞線公稱截面積值為139mm2，n代表每束鋼絞線的根數(shù)）可得出其錨外張拉力。橫向?yàn)?82.28KN，豎向外305.569KN。

壓力表讀書控制：根據(jù)千斤頂與壓力表配套校驗(yàn)報(bào)告給出的回歸方程計(jì)算可以得出。

鋼絞線張拉控制：張拉鋼束時(shí)采用雙控，以張拉控制應(yīng)力為主，伸長(zhǎng)量為校核，張拉伸長(zhǎng)量與理論伸長(zhǎng)量差值不大于5%。

為了消除鋼絞線布置或初始受力不均的影響，取設(shè)計(jì)張拉力20%為初始張拉力為伸長(zhǎng)量起初值，在進(jìn)行伸長(zhǎng)量測(cè)量，用測(cè)量值和理論計(jì)算值復(fù)核。若伸長(zhǎng)量不足或過大要及時(shí)分析原因，采取相應(yīng)的措施后方可進(jìn)行下一步施工。

伸長(zhǎng)量過大時(shí)應(yīng)采用兩次或多次張拉，此時(shí)應(yīng)控制千斤頂?shù)纳扉L(zhǎng)值不要超過千斤頂?shù)男谐?0cm。

2.4 錨固

①松開送油油路截止閥，張拉活塞在預(yù)應(yīng)力筋回縮下回程若干毫米，工作夾片錨固好預(yù)應(yīng)力筋。

②關(guān)閉送油油路截止閥，活塞慢慢回程到底。

③按順序取下工具夾片、工具錨板、張拉千斤頂、限位板。

2.5 封錨

①在距工作夾片不小于5cm處切除多余的預(yù)應(yīng)力筋，用C55無收縮混凝土封住錨頭，封錨時(shí)應(yīng)留排氣孔。

②切除多余的鋼絞線時(shí)應(yīng)采用砂輪切割件切除。

2.6 壓漿

①鋼絞線張拉后，孔道48小時(shí)內(nèi)應(yīng)用壓漿泵盡快壓漿，水泥采用P.O42.5普通硅酸鹽水泥，水采用潔凈的水，外加劑采用低含水量，流動(dòng)性好的微膨脹劑。用活塞式壓漿泵由一端向另一端進(jìn)行擠緊密實(shí)

②注漿是最關(guān)鍵也是最后一步，壓漿前要認(rèn)真檢查。充分沖洗，滋潤(rùn)管道。壓漿開始后需等另一端排水，排水孔冒出純漿并穩(wěn)定后，才可以封閉排氣孔，其后對(duì)其管壓倒0.7Mpa以上并持荷2min后封閉。注漿后3天內(nèi)不得碰撞錨具。

③壓漿時(shí)，每一個(gè)工作班應(yīng)留取不少于3組的4cm×4cm×16cm的試件，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28天，檢查其抗壓強(qiáng)度，作為評(píng)定水泥漿質(zhì)量的依據(jù)。

④孔道壓漿應(yīng)用流動(dòng)性較大，干縮性和泌水性較小的水泥漿，水灰比一般為0.43。壓漿過程緩慢均勻的進(jìn)行，并且不能中斷。

3 質(zhì)量、安全保證措施

3.1 質(zhì)量保證措施

①由于鋼筋、管道密集；若鋼絞線與管道、普通鋼筋發(fā)生沖突時(shí)，允許進(jìn)行局部調(diào)整，調(diào)整原則是先普通鋼筋、后管道，保持縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋管道位置不動(dòng)。橫向預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉槽處的鋼筋可切割。同時(shí)應(yīng)注意加強(qiáng)搗固，不得存在空洞或漏搗。

②鋼束管道位置用定位鋼筋固定，定位鋼筋牢固焊接在鋼筋骨架上，如管道位置與骨架鋼筋相碰時(shí)，應(yīng)保持管道位置不變，僅將鋼筋稍加移動(dòng)。定位鋼筋基本間距不大于0.6m，在鋼束曲線段適當(dāng)加密到0.3m，并應(yīng)保證管道位置正確。錨具墊板及喇叭管尺寸應(yīng)正確，喇叭管的中心線要與錨墊板嚴(yán)格垂直，喇叭管和波紋官的銜接要平順，不得漏漿，并杜絕堵孔道。

③螺旋筋安放位置要正確，錨墊板與端模安放位置要正確，喇叭內(nèi)口及壓漿孔中要用棉紗或碎海面塊填充塞緊以防進(jìn)漿。錨墊板端面與鋼束端部軸線保持垂直。波紋管應(yīng)插入錨墊板的小口內(nèi)，縫隙用塑料膠帶裹纏嚴(yán)密。若伸入錨墊板喇叭口中則需在張拉前裁剪，以保證預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)，鋼絞線能在喇叭口內(nèi)按正常角度分開。

④預(yù)應(yīng)力所需材料進(jìn)場(chǎng)時(shí)應(yīng)附有合格證、質(zhì)量證明。進(jìn)場(chǎng)后按《驗(yàn)標(biāo)》要求進(jìn)行抽檢，抽檢合格后方可使用。張拉機(jī)使用前需進(jìn)行標(biāo)定，在使用過程中如有異?；蚋鼡Q密封圈等需重新進(jìn)行標(biāo)定。

⑤千斤頂、油泵、油表組裝后，首次張拉前需空載運(yùn)行1～2遍，以便將千斤頂及油管中進(jìn)入的空氣排出。張拉機(jī)具搬運(yùn)過程中，應(yīng)避免磕碰油表及千斤頂油嘴，裝卸油表時(shí)，嚴(yán)禁直接扳動(dòng)油表，應(yīng)用兩個(gè)扳手松緊連接螺母。

⑥工作錨與限位板、千斤頂（穿心式）要配套使用。安裝錨環(huán)前需將錨墊板端面清理干凈，尤其錨環(huán)槽口內(nèi)。喇叭口內(nèi)若有多余的波紋管應(yīng)清除掉。對(duì)于張拉錨固區(qū)處的鋼絞線，需保持清潔，若有浮銹及污物要清理干凈，以免影響錨具效率。

⑦錨環(huán)、夾片在工地上一定要妥善保管，防潮、防銹，做到隨用隨取。夾片齒部若出現(xiàn)嚴(yán)重銹蝕情況，應(yīng)禁止使用。錨環(huán)及夾片使用時(shí)應(yīng)避免沾上泥砂。安裝錨環(huán)時(shí)，錨環(huán)一定要入槽，并注意確保工具錨與工作錨之間的鋼絞線不能出現(xiàn)交叉的情況。

⑧限位板的限位高度必須與夾片的外露量相適應(yīng)，限位高度應(yīng)比夾片外露量低0.5～1.0mm（與鋼絞線直徑相匹配的限位高度，一般在7～8mm）。應(yīng)注意避免在限位面上沾上泥土等污物。

⑨張拉前應(yīng)對(duì)梁端混凝土進(jìn)行認(rèn)真仔細(xì)檢查，對(duì)錨區(qū)混凝土存在的蜂窩、孔洞，需徹底清鑿后修補(bǔ)，修補(bǔ)材料強(qiáng)度不低于梁體本身強(qiáng)度。

⑩張拉時(shí)需統(tǒng)一指揮，協(xié)調(diào)作業(yè)。張拉作業(yè)（千斤頂給油）應(yīng)緩慢均勻進(jìn)行，并且盡可能使兩端預(yù)應(yīng)力鋼束的伸長(zhǎng)量保持接近。要及時(shí)準(zhǔn)確真實(shí)地做好張拉記錄。

■壓漿時(shí)需做好壓漿記錄，每一工作班至少應(yīng)留取3組7.07×7.07×7.07cm的試塊，并做好試件的養(yǎng)生工作。

3.2 安全保證措施

預(yù)應(yīng)力施工張拉操作平臺(tái)四周要有防護(hù)欄桿和安全網(wǎng)，平臺(tái)板鋪不得留空隙。作業(yè)人員應(yīng)戴安全帽、穿防滑鞋，高空作業(yè)系安全帶。

張拉時(shí)，加載應(yīng)緩慢均勻，逐級(jí)加載，兩端張拉時(shí)，兩端要取得聯(lián)系，盡量使張拉位置同步，兩端伸長(zhǎng)量保持一致。

高壓油管應(yīng)作耐壓試驗(yàn)，不合格不得使用。

張拉時(shí)千斤頂后不能站人，也不得踩踏高壓油管。

張拉機(jī)具運(yùn)轉(zhuǎn)聲音異常，應(yīng)立即停機(jī)檢查維修。

高壓泵上的安全閥應(yīng)調(diào)至最大工作油壓下能自動(dòng)打開的狀態(tài)。

油壓表安裝必須緊密滿扣，油泵與千斤頂之間采用的高壓油管連同油路的各部接頭均須完整緊密，油路通暢，在最大工作油壓下保持5min以上均不得漏油。若有損壞者應(yīng)及時(shí)更換。

4 結(jié)語

大跨度連續(xù)梁預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)，從管道成型材料、定位、穿束張拉工藝的控制以及后期的封錨，作了全面的介紹，解決了工程中因經(jīng)驗(yàn)不足盲目施工造成的質(zhì)量、安全隱患。為今后類似工程提供參考。