后張法預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)

黃麗彬

福建信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，福建福州 350003

0 引言

預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于橋梁工程中，在施工過程中，要重視做好工程施工過程的質(zhì)量控制，必須嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、操作規(guī)程進行精心施工。本文將以從化珠江溫泉大橋工程為例，介紹后張法預(yù)應(yīng)力混凝土施工工藝及質(zhì)量控制。

1 工程概況

從化珠江溫泉大橋工程位于廣州從化市溫泉鎮(zhèn)境內(nèi)，路線全長1680m，其中橋梁長度約746m，跨越流溪河。本橋按照二級公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，為現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁。引橋箱梁跨徑布置為3×48m連續(xù)箱梁，單箱三室結(jié)構(gòu)，梁高280cm。

本項目預(yù)應(yīng)力采用塑料波紋管成孔，Φ15.24mm預(yù)應(yīng)力鋼絞線，OVM錨具及配套錨下螺旋筋。

圖1 橋墩處剖面圖

本文著重介紹引橋箱梁后張法預(yù)應(yīng)力施工控制技術(shù)，并以腹板索N1為例進行重點說明。N1鋼束類型為Φ15.2～19，兩端張拉，張拉控制應(yīng)力為1395MPa。

2 后張法預(yù)應(yīng)力施工工藝介紹

2.1 預(yù)應(yīng)力筋加工及存放

1）預(yù)應(yīng)力筋下料和制束

鋼絞線進場復(fù)檢合格后方可安排下料。現(xiàn)場采用人工逐根下料方法：將鋼絞線整捆用腳手架固定，由內(nèi)圈至外圈放線。先由技術(shù)人員計算下料長度及派發(fā)下料單，施工人員根據(jù)下料單標(biāo)明長度，預(yù)先在端頭設(shè)置限位板，這樣可較好控制下料長度，并使每根鋼絞線長度一致。

下料操作過程中，應(yīng)考慮以下因素：

下料長度應(yīng)綜合考慮預(yù)應(yīng)力筋設(shè)計長度、錨具厚度、千斤頂長度、鋼絞線外漏長度等因素，并根據(jù)不同的張拉方式預(yù)留張拉長度。常用的下料長度計算公式為：

L=LT + 2(a+b+c)

其中：L為鋼絞線的下料長度；

LT為鋼絞線的設(shè)計長度；

a為千斤頂?shù)墓ぷ鏖L度；

b為錨具外形厚度；

c為鋼絞線伸出千斤頂?shù)拈L度。

以N1為例：鋼絞線設(shè)計長度（錨板間距離）14445.4cm，單個千斤頂長度為45cm，錨具（含工作錨和工具錨）15.5cm，鋼絞線外露長度為7.5cm，所以N1下料長度為：

14445.4 +2×（45+15.5+7.5）=14581.4cm

下料時應(yīng)遵循先下長筋，后下短筋的原則，以免造成鋼絞線浪費。預(yù)應(yīng)力筋下料應(yīng)用砂輪切割機切割，嚴(yán)禁使用電焊和氣焊。

2）預(yù)應(yīng)力筋及錨具的存放

當(dāng)預(yù)應(yīng)力筋運到施工現(xiàn)場，集中存放，“上蓋下墊”，避免材料銹蝕。對于錨具則在庫房存放，防止日曬雨淋。

2.2 預(yù)應(yīng)力管道安裝

2.2.1 預(yù)留孔道成型

波紋管在使用前應(yīng)進行仔細檢查，重點檢查波紋管是否有孔洞、裂痕。對局部有較小孔洞、裂痕的波紋管必須進行處理后才能進行安裝。

為保證預(yù)應(yīng)力鋼筋的位置準(zhǔn)確、曲線順滑，對預(yù)應(yīng)力筋每1.0m左右設(shè)置一個定位鋼筋，曲線及靠近錨下位置0.5m設(shè)置一道。定位鋼筋采用Φ8光圓鋼筋，設(shè)置成“#”型，為便于安裝及適當(dāng)調(diào)整位置，可將定位筋的凈空尺寸較波紋管大5mm。

波紋管標(biāo)準(zhǔn)長度為6m，現(xiàn)場根據(jù)需要進行接長或者切割。需要切斷時采用手鋸或砂輪鋸，并使用大一號的波紋管套接，套管長度不小于300mm，套管與波紋管兩個接縫處用塑膠帶密封。

澆筑混凝土前需做好檢查工作，對波紋管的線性、位置、與錨墊板的連接等進行詳細檢查。接頭是否嚴(yán)密完好，管壁有無破損，不滿足規(guī)范及設(shè)計要求的地方須及時調(diào)整。

2.2.2 預(yù)應(yīng)力筋穿束

用人工將鋼絞線編碼整齊，端頭焊接成子彈頭形狀，外裹膠帶使其較為光滑，采用卷揚機進行整體穿束。先通過穿一根鋼絞線，帶上鋼絲繩作為引線，然后利用卷揚機整體穿索。

2.2.3 壓漿管、排氣管設(shè)置

所有縱向預(yù)應(yīng)力束均采用兩端張拉，兩端錨墊板上均有壓漿孔，無需預(yù)埋壓漿管。

因縱向索長度較長，約145m，需要在中間設(shè)置排氣管，保證壓漿密實。排氣管設(shè)置在每束索的中間上拱位置。

2.2.4 錨墊板及彈簧筋安裝

彈簧筋宜采用直徑不應(yīng)小于12mm的HPB鋼筋，圈數(shù)不應(yīng)少于6圈。因本箱梁采用Φ15.24～19根鋼絞線，螺旋筋為Φ20鋼筋加工而成，螺旋筋結(jié)構(gòu)直徑為310mm，螺距60mm，共設(shè)7層。

2.3 成品保護

1）現(xiàn)場施工中，應(yīng)注意保護預(yù)應(yīng)力管道，不得在上面堆料、踩踏；

2）對焊接定位筋電焊施工，應(yīng)用三合板對預(yù)應(yīng)力筋進行遮擋，防止焊渣飛濺損傷預(yù)應(yīng)力筋或波紋管；

3）在錨墊板安裝完成后，在外露鋼絞線外采用塑料布進行纏繞包扎，防止外露的鋼絞線銹蝕；

4）澆筑混凝土之前，應(yīng)對所有灌漿孔和排氣孔進行檢查，并用舊棉被塞緊喇叭口等空腔，防止水泥漿進入波紋管堵塞預(yù)應(yīng)力孔道。

2.4 混凝土的澆筑及振搗

1）混凝土澆筑前應(yīng)由質(zhì)檢工程師、監(jiān)理工程師對波紋管、錨具等進行驗收，確認(rèn)合格后，方可澆筑混凝土；

2）混凝土澆筑過程中，技術(shù)員應(yīng)對預(yù)應(yīng)力筋、錨墊板及其他預(yù)埋件等部位進行重點監(jiān)護，對出現(xiàn)波紋管上浮、錨具偏位、進漿等情況必須及時處理；

3）混凝土澆筑時，應(yīng)對錨下及波紋管密集的地方采用小振動棒重點振搗，但不得觸碰波紋管；

4）張拉端、錨固端混凝土必須振搗密實，且應(yīng)澆筑比例良好的混凝土，以防張拉時發(fā)生意外；

5）在澆筑過程中，及時用比波紋管略小的橢圓型探孔器對管道進行檢查，發(fā)現(xiàn)漏漿及時沖洗。

2.5 混凝土養(yǎng)護

混凝土澆筑完成后，及時進行養(yǎng)護。本項目采用灑水養(yǎng)護的方法，直接取流溪河河水。必須派專人24小時養(yǎng)護，對錨下、腹板、箱室內(nèi)重點養(yǎng)護，養(yǎng)護時間不得小于7天，強度不小于設(shè)計強度90%方可停止養(yǎng)護。

2.6 預(yù)應(yīng)力筋張拉工藝

2.6.1 預(yù)應(yīng)力張拉的工作條件

1）根據(jù)設(shè)計圖紙要求，箱梁梁段混凝土強度必須達到設(shè)計強度的90%且齡期不少于7天后，方可進行預(yù)應(yīng)力張拉。

張拉順序先長索后短索，先中間腹板索后兩邊的原則進行；

2）預(yù)應(yīng)力張拉前內(nèi)模及外側(cè)模板應(yīng)提前拆除，以減小張拉預(yù)應(yīng)力損失；

3）預(yù)應(yīng)力梁張拉端位置采用腳手架鋼管搭設(shè)張拉操作平臺，以便張拉操作，平臺應(yīng)牢固、滿足人員操作和千斤頂安放的要求；

4）千斤頂和油壓表必須提前進行配套標(biāo)定，并具有書面的校準(zhǔn)證書，一頂一表，不得混亂。

2.6.2 張拉前的準(zhǔn)備工作

1）根據(jù)校準(zhǔn)結(jié)果計算預(yù)應(yīng)力筋張拉時對應(yīng)的壓力表的壓力值、計算預(yù)應(yīng)力筋的理論伸長值，做好技術(shù)準(zhǔn)備工作；

2）張拉端清理干凈，去除錨板上的混凝土和填塞的棉絮；

3）檢查錨板后混凝土是否密實，如果發(fā)現(xiàn)錨下混凝土不密實，可鑿除松散混凝土后用高強度環(huán)氧樹脂混凝土填補；

4）安裝張拉端錨具，錨具中心對準(zhǔn)錨墊板中心，并要求錨具的夾片打緊，使錨具密貼錨墊板；

2.6.3 張拉控制應(yīng)力

根據(jù)設(shè)計圖紙要求，張拉控制應(yīng)力σcon=0.75fptk=0.75×1860=1395Mpa。由此計算N1鋼束張拉力為：N=19×1395×139/10000=368T，按照105%超張拉則最大張拉力為386.4 T。

2.6.4 張拉方法及張拉程序

張拉程序：

縱向束張拉應(yīng)兩端同時進行，0→10%σcon（測量伸長值）→100%σcon（按5～10Mpa分級張拉，每級均測量伸長值；持荷5min檢查無滑絲現(xiàn)象）。

2.6.5 張拉伸長值

預(yù)應(yīng)力筋的理論伸長值ΔL （mm）可按下式計算：

式中：PP-預(yù)應(yīng)力筋的平均張拉力（N），直線筋取張拉端的拉力，兩端張拉的曲線筋計算方法見《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T F50-2011）附錄；

以本箱梁編號為N1鋼絞線為例：PP-單根張拉力為193.9KN，L-經(jīng)過計算得144450mm，AP-單根截面積取139mm2，EP-195GPa，代入以上公式，計算伸長量為1033mm。

張拉過程中按照分級壓力及時計算實際伸長量，當(dāng)發(fā)現(xiàn)鋼絞線實際伸長值與理論伸長值的差值不符合設(shè)計的要求，應(yīng)暫停張拉，待查明原因并采取措施予以調(diào)整后，方可繼續(xù)張拉。

2.7 孔道壓漿

預(yù)應(yīng)力張拉完成后及時壓漿。壓漿可防止鋼絞線生銹，使鋼絞線通過波紋管與梁體形成整體，減小因混凝土收縮徐變造成預(yù)應(yīng)力損失。因N1索長度達145m，長度較大，需要采取真空輔助壓漿法。

將稱量好的水、水泥、壓漿料等倒入攪拌機，攪拌2min，出料后馬上進行壓漿。先在兩端錨墊板灌漿孔安裝閥門，閥門應(yīng)采用螺紋絲扣，便于拆卸。

通過壓漿泵的高壓橡膠管出口打出漿體，待這些漿體濃度與灌漿泵中的濃度基本一樣時，關(guān)掉灌漿泵，將高壓橡膠管接到孔道的閥門上。

啟動灌漿泵，開始壓漿。壓漿過程應(yīng)一氣呵成，中途換漿時間要短，不應(yīng)停頓。過程總注意觀察排氣管的出漿情況，當(dāng)漿體稠度和灌入之前稠度一樣時，關(guān)掉排氣閥，仍繼續(xù)灌漿1分鐘，使管道內(nèi)有一定的壓力，最后關(guān)掉灌漿閥，待壓漿料初凝后拆除閥門。

2.8 封端

壓漿完成后，及時封端。封端注意將封端鋼筋與預(yù)埋鋼筋焊接，安裝模板后澆筑混凝土。

3 結(jié)論

從化珠江溫泉大橋工程現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁后張法施工，制定了詳細和切實可行的施工方案，操作方法得當(dāng)，并重視做好工程施工過程的質(zhì)量控制，使工程質(zhì)量取得良好效果，為今后的后張法預(yù)應(yīng)力施工積累了施工經(jīng)驗，具有一定的借鑒作用。

[1]曾兆權(quán).小議橋梁預(yù)應(yīng)力技術(shù)工藝措施[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2011.

[2]王坤盟.公路橋梁預(yù)應(yīng)力后張法施工工藝[J].科技資訊，2012.

[3]交通部.公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范，JTG/TF50-2011.